机械工程学报

作者：刘正勇, LIN Htein, 刘繄, 钟永康, 谭华耀

单位：1. 中山大学电子与信息工程学院 广州 510006;2. 南方海洋科学与工程广东省实验室 珠海 519000;3. 香港理工大学电机工程学系 香港 999077;4. 武汉理工大学机电工程学院 武汉 430205

关键词：微结构光纤,振动传感器,加速度,结构健康监测；

基金：国家自然科学基金资助项目(61905096)。

提出基于特种微结构光纤的振动加速度传感器，将高性能的光纤振动传感器应用于铁路结构的健康监测，设计并研制了Sagnac型的振动传感器。通过对光纤结构的合理设计和优化，可以获得高双折射率特性，并能针对外界侧向压力的变化产生对应的相位改变量，进而建立起外界振动引起的动态压力与微结构光纤中传导模式之间的线性关系。基于此原理设计的振动传感器具有较高的加速度灵敏度，以及较宽的频率响应，灵敏度高于25 pm/g，其实际谐振频率高于2 500 Hz，并与传感器机械结构封装有关。通过对铁路运营列车的实时监测，所提出的新型微结构光纤振动传感器可以准确获得低频范围内的大幅振动信息，并可较好的反映出高频扰动，有助于实时监测钢轨波纹形变。所提出的新型六孔微结构光纤振动传感器对于铁路、桥梁及机械等结构的振动实时监测提供了新思路和方法，具有很大的应用前景。

来源：2022年第8期

《机械工程学报》期刊编辑部

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