电池状态监测对于电池健康运行至关重要。随着电池性能不断提升，应用日益广泛，开发一种经济有效的电池传感系统迫在眉睫。与传统的电池传感技术相比，光纤传感器具有独特的优势，包括灵敏度高、体积小、容易集成、成本低等。本文全面概述了可用于电池状态监测的各种光纤传感器，包括光纤光栅传感器、光纤干涉仪传感器、光纤倏逝波传感器、光纤光致发光传感器和光纤散射传感器等，探讨了其工作原理，介绍了不同传感参数对应的传感方法及其性能。最后，提出了未来电池传感研究的挑战并进行了展望。

为得到拱桥拱肋在不同受力情况下的应变分布规律, 通过建立有限元模型和采用基于光频域反射(OFDR)的分布式光纤传感技术2种方法研究了不同荷载情况下的拱肋应变分布。结果表明: 在拱肋表面粘贴的基于OFDR的分布式光纤传感器不仅能准确地反映不同荷载情况下拱肋的应变分布规律, 还可以得到拱肋在吊杆损伤前后的应变分布变化, 且能定位吊杆损伤位置。

为确保大连华能混凝土筒仓在物理开凿拆除过程中施工人员和施工机械的安全, 设计了长标距光纤光栅(FBG)应变传感器进行全过程实时监测。通过对传感器采集的应变数据进行静力和动力分析, 得到筒仓结构表面应变和固有频率随开孔率的变化情况, 进而对结构损伤情况进行识别。在混凝土筒仓监测过程中, 该传感器运行稳定, 获得了整个拆除过程中结构应变响应数据, 并对结构倒塌做出预警, 混凝土筒仓成功按照预定方位倒塌。此研究成果解决了传统拆除作业中的盲目性及安全措施延时被动的问题, 为同类混凝土拆除工作提供了重要的技术参考。

光纤嵌入技术是实现变压器绕组分布式光纤传感的关键。变压器绕组在绕制过程中铜扁线需要进行一定程度的拉伸、弯曲和扭转, 光纤在此过程中常会受到较大的拉伸而断裂。为了对光纤嵌入变压器绕组线的工艺过程进行优化, 试验将200 m光纤嵌入到绕组线中, 并使用光纤布喇格光栅(FBG)对绕组线的完整加工过程进行了应变监测, 得到光纤在铜扁线绕制过程中不同环节所承受的应变值。试验结果表明: 光纤在铜线绕制过程中所受到的最大应变均位于收线机位置, 约4800 με, 在光纤的可承受范围之内; 光纤在整个过程未折断且FBG未发生啁啾现象。

搭建了一种基于C#和光纤光栅分析仪(FBGA)的应变监测解调系统平台, 并在此基础上进行光纤布拉格光栅传感器(FBG)桥梁应变监测实验, 证实了该解调系统的可行性。该系统以FBGA解调模块为核心, 采用C#语言编写相关解调程序。以简支梁桥为实验对象, 进行ANSYS有限元分析, 并结合桥梁运营状况进行传感器布设, 采集应变数据。实验结果表明: 该应变监测解调系统能快速有效地进行波长动态解调, 响应时间小于0.5 s, 应变监测波峰明显, 分辨率为0.1[με]; 实测数据漂移量小, 系统稳定可靠, 可用于长期监测。

提出一种能实时识别外来撞击声发射信号的被动结构健康监测系统. 此系统使用基于半导体光放大器的光纤布喇格光栅传感系统监测高频动态应变, 动态应变引起的光栅反射谱波长移动转化为相位变化, 并被迈克尔逊干涉仪解调. 在迈克尔逊干涉解调仪中, 使用PID控制器补偿由温度和大的准静态应变引起的低频漂移. 对光程差和布喇格光栅光谱线宽等参量进行了分析和优化. 利用该解调系统成功地对金属板受到撞击时激发的声发射进行了感测, 可获取的动态应变信号频率高达197 kHz.

考虑到FBG传感器用于机床应变监测时，胶黏剂蠕变对静态载荷下FBG应变传递的影响，研究了胶黏剂线黏弹性对粘贴式FBG应变传递的影响规律。基于粘贴层为线黏弹性材料重新建立了粘贴式FBG应变传递模型，并将粘贴层简化为三参量固体模型，得到了粘贴式FBG传感器瞬时和准静态的应变传递关系。然后，通过理论和实验分析了粘贴长度、宽度、高度和中间层厚度对瞬时和准静态应变传递的影响。实验结果表明: 在恒定应力作用下，黏接剂蠕变会导致FBG的应变随时间而变化，当粘贴长度在30 mm以上时，FBG应变传递率随时间的变化在4%左右; 当粘贴长度为15 mm时，应变传递率变化接近7%。分析该结果得出: 适当增加粘贴长度，减小粘贴中间层厚度可以减小胶黏剂蠕变对应变传递的影响。该结论对基于粘贴式FBG的高精密测量具有指导意义。

在分析的基础上,通过等强度梁试验具体验证了光纤Bragg光栅波长变化与应变的关系,研究了光纤Bragg光栅传感器的布设工艺,并在某大桥的成桥检测过程中成功地布设了36个光纤Bragg光栅应变传感器与5个温度传感器,布设的传感器在成桥检测过程中监测结构层状态.监测结果表明:埋入的光纤Bragg光栅传感器具有很好的传感性能,可以很方便地监测桥梁结构,为桥梁结构的健康诊断提供可靠的依据.