物联网-智慧交通-对同轴电缆布拉格电栅传感特性的研究.pdf

随着现代科技的迅速发展，物联网和智慧交通已成为引领时代潮流的重要方向。在这一背景下，传感器技术作为物联网和智慧交通领域的核心技术之一，其发展与进步备受关注。传统上，光纤布拉格光栅（FBG）传感器在这些领域的应用广泛，但由于其易碎性和能承受应变的限制，其应用范围和效能受到了一定程度的制约。为突破这些局限，本文提出了一种新型传感设备——同轴电缆布拉格电栅，并对其传感特性进行了深入研究。 同轴电缆布拉格电栅传感器是将FBG的概念和特性拓展到同轴电缆中的一种创新性装置。与传统的FBG传感器相比，同轴电缆布拉格电栅在尺寸上更大，能够承受的拉力更强，从而有效弥补了FBG传感器的固有缺陷。它为大应变传感提供了一种新的可能，具有在智慧交通中广阔的应用前景，尤其在提高监测精度和可靠性方面具有显著优势。 研究首先从传输线理论和模式耦合的基本原理出发，对同轴电缆布拉格电栅的工作机制进行了详细的阐释。这为后续设计和优化这一新型传感器奠定了坚实的理论基础。接着，文章对同轴电缆布拉格电栅的基本结构进行了分析，并基于传输线理论计算出反射系数。这一过程不仅为理解电栅的工作原理提供了数学表达，也为实际应用提供了精确的参数。 为了进一步验证理论分析的正确性和同轴电缆布拉格电栅的性能，研究者采用了电磁仿真软件Ansoft HFSS对其进行了建模和仿真。Ansoft HFSS基于有限元方法的数值求解电磁场，其在设计简便性和用户界面友好性上表现出色。通过对仿真结果和理论分析进行对比，研究人员发现了两者之间在一定程度上的相似性以及差异性，这些差异性为深入理解和改进同轴电缆布拉格电栅提供了新的线索。 这项研究不仅提出了同轴电缆布拉格电栅的概念，更重要的是，它通过对新型传感器的理论分析和实证研究，为物联网和智慧交通领域的传感器技术提供了新的思路。在大应变监测、结构健康监测系统等关键应用领域，同轴电缆布拉格电栅具有显著的应用价值。随着研究的深入和应用的拓展，预计该技术将能够在提升监测精度、增强系统可靠性等方面发挥重要作用，进而推动智慧交通系统的智能化发展。 同轴电缆布拉格电栅传感器的研究与开发，不仅突破了传统FBG传感器的局限，而且为智慧交通的发展带来了新的机遇。未来，随着技术的不断完善和优化，同轴电缆布拉格电栅有望在更多领域展现其独特的传感优势，成为物联网和智慧交通领域内不可或缺的关键技术。