发电机定子线棒在线监测系统的研制

大容量发电机是电网的心脏,为确保大型发电机安全、可靠地运行,对发电机定子线棒进行在线监测至关重要,为此,研发了一种新型的发电机定子线棒在线实时监测系统。通过新型的光纤加速度传感器检测发电机的汽端和励端的振动信号,进行了发电机定子线棒的振动特性的时域和频域分析;采用了虚拟仪器技术,实现了系统人机界面化,结合后台数据库,达到多功能、多状态的实时监测及报警、动态分析及历史查询、记录趋势并报表输出,达到诊断参数与数据共享,实现了远程监测与诊断技术。     

光纤布拉格光栅温度不敏感振动传感器

介绍了一种新型的基于光纤布拉格光栅的温度不敏感的振动传感器.将光纤光栅倾抖粘贴在直角三角形悬臂梁的侧面,沿垂直方向的振动将导致悬臂梁沿长度方向的曲率周期性变化.悬肴梁弯曲使光纤布拉格光栅带宽展宽,其反射带宽和反射光强随着自由端挠度的变化而改变.在振动测量过程中,以传统的电阻应变片的测量结果作为此光纤光栅振动传感器的参照对比,两者所测得的振动频率相差小于0.5%.此外,由于光纤布拉格光栅的反射带宽和反射光强不随温度改变,所以此振动传感器具有温度不敏感性.     

耦合型光纤振动传感器设计与分析

根据单模光纤耦合器的耦合比对耦合区长度变化敏感的特点,提出了一种耦合型光纤振动传感器,并设计了相应的解调系统对传感器的响应进行光电转换和信号处理.为了验证耦合型光纤振动传感器的性能,把一个动圈式振动传感器同时放置在试验台上,用橡皮锤敲击试验台,两个传感器的测量结果相吻合.实验证明,耦合型光纤振动传感器能够满足振动测量的要求.     

光纤微振动传感器

利用光纤共振原理设计和实现了一种光纤微振动传感器。光纤微振动传感器主要有两种结构形式；带电的微振动传感器和不带电的微振动传感器，以适应不同环境的在线检测。     

基于倾斜光纤光栅的温度不敏感振动传感器

提出了一种基于倾斜光纤光栅与多模光纤相结合的温度不敏感振动传感器,其振动传感头是在倾斜光纤光栅与单模光纤之间加入一小段多模光纤所组成。倾斜光纤光栅的反射光谱有布拉格模和包层模两部分组成,其中多模光纤的作用是将倾斜光纤光栅反射包层模耦合到单模光纤的基模。倾斜光纤光栅包层模对外界振动很敏感,通过传感器的包层模平均输出功率完成对外界振动物理量测量。由于采用强度解调的方式,可以大大降低传感器装置的复杂性。实验表明：当传感器温度从20 ℃上升到70 ℃时,传感器的输出平均光功率均方根误差为0.01 μW,其反射光谱平均输出功率影响很小,故可以避免外界温度对测量结果的影响。     

《学报》与我们共同成长

研究了一种基于长周期光纤光栅的振动传感器波长解调方法,可解调波长范围为1 522～1 538 nm.宽带光源的出射光经光纤布喇格光栅反射后,入射到长周期光栅,经长周期光栅调制后光纤布喇格光栅反射光强会发生变化.通过对谐振波长处光功率的探测,实现光纤布喇格光栅静态、动态信号的监测.通过温度测量实验对监测系统进行标定,实验中光纤布喇格光栅传感器波长偏移量与系统输出电压成线性关系,比值为0.01 nm/mV.将传感器粘贴于铝板表面,采用该系统解调简支铝板结构的微小振动引起的波长变化.系统采集到的动态信号时域波形及频谱与涡电流位移计的测量结果相吻合,表明该系统可实现1 kHz以上的动态应变测量.     

基于级联长周期光纤光栅的光纤布拉格光栅振动传感器的动态解调

提出一种基于级联长周期光纤光栅(CLPG)的光纤布拉格光栅(FBG)振动传感器动态解调方法。宽带光源发出的光经FBG反射后,进入到CLPG,经过CLPG调制后FBG反射光强会发生变化。通过温度测量实验对监测系统进行静态标定,再将FBG传感器粘贴于铝板表面,采用该系统监测简支铝板结构在低频和高频下的振动信号。系统采集到的动态信号时域波形及频谱与涡电流位移计的测量结果相吻合,表明该监测系统可实现2kHz以下的动态信号测量。     

一种用于大尺寸结构健康监测的光纤传感器

为了对较大尺寸的复合材料结构进行健康监测,研制了一种干涉型光纤传感器并验证了其性能.传感器由E2000连接器、单窗口光纤分路器、两根端面镀反射膜的单模裸光纤组成.验证结果表明,传感器测量臂的增量与应变增量有线性关系,温度变化对传感器测量臂的长度也有影响,传感器可以用于判断复合材料的损伤,与SMARTEC公司生产的传感器相比,两者测量值相差很小.     

基于光纤传感器的油井温度场监测研究

针对目前油井井温常规测量方法存在的不足,提出了一种基于喇曼散射原理的油井温度在线监测方案,对其可行性进行了分析验证,构建了基于分布式光纤传感器的油井温度场监测系统.实验证明该系统具有良好的空间定位精度和温度分辨率,可以在不影响温度场原始分布的情况下实现对多点温度的分布式实时快速测量.     

基于侧边抛磨光纤光栅双反射峰的折射率传感器

介绍了一种利用具有双布拉格反射峰效应的侧边抛磨光纤光栅(SPFBG)进行折射率测量的新型光纤折射率传感器.该传感器基于由轮式侧边抛磨法加工而成的侧边抛磨光纤光栅,通过将折射率液覆盖一部分抛磨区的方法在一根光纤光栅上获得两个布拉格反射峰.这两个布拉格反射峰差值与覆盖材料折射率有关,而与光纤光栅所受应力与环境温度无关,因此用这两个布拉格反射峰差值作为测量量对折射率测量,可减小应力与环境温度的影响,实现高精度的折射率传感测量.实验表明,当维持环境温度恒定时,光纤光栅轴向应变在线性变化范围内,该传感器测量折射率时不受应力与温度变化的影响.折射率液在1.4298～1.4479范围内,该传感器的折射率测量分辨率为0.0001.     

传感器管理述评

 阐述了传感器管理的研究框架;综述了传感器级、平台级、网络级的传感器管理方法;回顾了传感器管理系统开发现状;分析了传感器管理的研究现状并展望了其未来研究的发展趋势.     

红外探测器振动试验中的传感器安装研究

介绍了振动试验的概念、目的以及各个组成部分,并对各种试验作了简单说明。通过振动试验可以检验红外探测器各部分的薄弱环节。为保证试验数据的准确性,其传感器起决定性作用。主要从传感器安装方法、安装角度、控制点选择等方面进行了分析。结果表明,正确的传感器固定方式可将系统静态噪声从0.105 mV下降到0.019mV。试验中传感器单点控制会造成探测器在一些频率点的数据放大22.9倍,而通过多点控制研究应用,可将振动量级控制在1.007倍,有效保证了振动试验的准确性。     

光子晶体光纤及其在传感器中的应用

光子晶体光纤(PCF)是一种新型光纤,其结构和导光机理都与普通光纤不同,呈现出许多在传统光纤中难以实现的特性,并因此受到广泛关注.PCF具有的特殊的性质扩大了光纤的应用领域.利用PCF的某些特性,可以制作性能优良的传感器.文章首先介绍了PCF的基本概念和主要特性,然后介绍了PCF在传感方面的几种应用.     

单个长周期光纤光栅实现横向负载和温度的同时测量

发现高频CO2 激光脉冲写入的长周期光纤光栅 (LPFG)的谐振波长的横向负载灵敏度具有很强的方向相关性 ,且在两个特定的负载方向上谐振波长对横向负载不敏感 ,而谐振峰幅值与不同方向的横向负载都有很好的线性关系。这种LPFG的谐振波长随温度变化而线性漂移 ,使谐振峰幅值对温度变化不敏感 ,由此提出了用单个LPFG的谐振波长和谐振峰幅值两个参量分别实现对温度和横向负载进行同时独立绝对测量的传感器设计方案 ,可望从根本上解决LPFG在测量中存在的温度和横向负载之间的交叉敏感问题     

全集成式流量传感器

本文介绍了利用恒定芯片温度原理工作的全集成式流量传感器,它由三部分组成.CMOS温度敏感级、CMOS运放和加热部分,这三部分由CMOS工艺集成在同一芯片上,不需附加工艺.本文在给出温度敏感级的理论分析和流量传感器工作原理的介绍后,报道了传感器用于气体流速(氮气)和液体(水)流速的测量结果,结果表明,该传感器具有如下特点:输出电平和灵敏度高(在传感器芯片温度T_c与流体温度了T_f之差为15℃、流速V_f为50cm/s的氮气条件下,传感器的输出可达500毫伏);响应时间快(在T_c-T_f=5℃、V_f=50cm/s时,响应时间为7秒);芯片尺寸小(2.02×1.62mm~2);成本低(因用普通工艺);用单5伏电源工作与微处理机自然接口等.对水流流速的试验还表明,该传感器特别适合于低流速水的测量.     

传感器的智能化及应用研究

介绍了智能传感器的构成，传感器智能化的原理，并以压阻式压力传感器为例研究了传感器智能化的硬件结构、软件设计及非线性与温度误差的修正，实验结果表明，温度变化和非线性引起的误差的95％得到修正，在10～60℃范围内，智能式压阻压力传感器的准确度几乎保持不变。最后，介绍了智能传感器的发展前景。     

传感器技术的新发展——传感器万维网

无人值守地面传感器(UGS)技术与无线网络技术相结合,大大提高了战场事态感知能力。它不仅使UGS的应用系统技术发生了革命性的变化,也为未来以网络为中心的全新作战方式提供了强有力的事态感知解决方案。随着微电子技术的不断进步,传感器技术的内容由原位传感器(或遥感器)扩展,增加了无线网络传输技术,把数据或信息直接传送到需要它的用户手中。传感器技术增加了新的技术内涵,在此基础上传感器万维网(sensors web)应运而生。本文还专门论述传感器万维网的全新的技术能力。     

无线传感器网络研究概述

集中传感器、计算机以及通信技术的无线传感器网络技术由于其良好的性能以及广阔的运用空间,得到了广大学者的关注和研究。基于此介绍了无线传感器网络的基本概念、属性,讨论了无线传感器网络的关键技术,并就使用领域进行了阐述。     

基于无线SAW压力传感器的FADS研究

嵌入式大气数据系统（FADS）是先进的大气数据系统。由于SAW压力传感器能进行无线测量，将无线SAW压力传感器应用于FADS，与MIMU相结合使之成为廉价的微型组合导航系统。研究了FADS的基本原理、无线双单端SAW谐振器压力传感器的基本原理以及相关应用电路模块，并利用HP Esoft软件和SAW谐振器等效电路对无线SAW压力传感器进行了仿真。研究表明，无线SAW传感器能应用到先进的大气数据系统，具有重要的应用价值。     

新颖补偿型光纤接近觉传感器结构参数优化的研究

简要介绍了一种新颖的具有对强度干扰进杆补偿的光纤接近觉传感器，重点研究基于传感器受结构参数变化影响最小的多目标优化模型，并得到传感器的最优结构参数，它对传感器的设计具有重要指导意义。