基于稀土荧光材料的光纤温度传感器

本文采用稀土荧光材料,设计了一套荧光光纤测温系统。系统选取经济实用的发光二极管作为光源,以稀土材料Y2O2S:Eu Fe2O3作为敏感材料,通过一套荧光信号检测装置,对荧光寿命进行测量。利用产生的荧光的周期与激励光相同,但在相位上滞后于激励光这一特性,对微弱荧光信号进行检测,有效抑制系统噪声,提高了系统的信噪比。通过实验对几种敏感材料进行光谱测试,Y2O2S:Eu Fe2O3与光源相匹配,且对器件的要求较低,微弱信号检测装置利用光电放大器、带通滤波器、异或电路等有效消除噪声,提高了系统信噪比。光谱实验证明,Y2O2S:Eu Fe2O3波峰的强度比Y2O2S:Eu高近一个数量级的紫外激发效率,且与LED光源及探测器相匹配,其测温范围从室温到450℃,分辨率为0.5℃,从而证明了系统的可行性。     

光学外差干涉法检测微弱超声振动的研究

设计一个具有较高检测灵敏度的光学外差干涉系统,用于检测微弱超声振动信号。采用相干性高的线偏振光作为光源,提高有效干涉强度;利用光阑消除光学噪声,有效控制回授光对光路的影响;以1级光作为参照,使光路调节简单易行。用主频为62.42KHz、幅值为74V的方波信号激励超声探头作为振动信号源,测得振动信号频率和幅值分别为62.38KHz和76.4mV。结果表明该系统能满足微弱超声振动检测要求。     

Chirp信号及其在超声导波检测中的应用

传统的超声导波激励信号为窗函数调制的正弦波信号,其突出优点是频带窄,从而可以最大限度地抑制频散.但是此种信号在扫频测试和多模态、多频段检测中将需要逐次变换中心频率,且为达到较高的信噪比,每次测量采集时均需几十甚至上百次的平均,耗时耗能.提出了线性chirp和Gaussian-chirp2种信号作为超声导波激励信号.线性chirp信号频带宽,通过对其检测接收信号进行后处理,可得到等同于传统的窗函数调制的正弦波信号激励时的检测接收信号,且被调制的正弦波频率可以为线性chirp信号频带范围内任意频率,特别适用于扫频测试和多模态、多频段检测.Gaussian-chirp信号幅频特性与高斯窗调制的正弦波信号完全相同,但单次测量即可达到常规激励信号上百次平均采集的信噪比,测量过程省时节能.实验采用2片置于铝板表面的压电晶片激励产生兰姆波,分别验证了2种chirp信号激励超声导波及其信号后处理方法的有效性.     

激励电流对脉冲涡流检测的影响研究

在采用脉冲涡流技术进行缺陷检测时,不同激励线圈中的电流会存在一定的差异。为研究不同线圈内激励电流对检测结果的影响,首先分析了不同线圈内激励电流的时频特征,然后研究了被测试件缺陷尺寸和材料属性不同时,不同激励电流作用下差分检测信号的频谱特征,分析了激励电流对检测信号频谱特征的影响规律。最后通过实验对分析结果进行了验证,结果表明:当被测试件缺陷尺寸不同时差分检测信号频谱特征受激励信号影响的规律也不同。     

脉冲涡流无损检测技术综述

不同于传统的谐波激励的涡流检测方法,脉冲涡流检测采用方波或阶跃方式激励,其测量的是涡流在构件中的衰减。由傅里叶理论可知,脉冲涡流激励中包含多种频率成分,根据电磁场理论,低频电磁波有更深的穿透深度,因而也就可能检测出更深的缺陷。由于脉冲涡流检测时,激励已经停止,因而传统涡流阻抗分析方法已经不适用于脉冲涡流检测信号分析,需要寻找新的信号处理方法或数据解释方法;同时由于导磁材料与非导磁性材料特性不同,信号特性差异极大,上述问题不论从理论上还是从工程上对脉冲涡流检测技术都提出了极大的挑战。从检测理论模型、传感器、信号处理方法及工程应用等方面,对脉冲涡流检测技术作论述,指出该技术进一步发展需要研究的问题,更好地推动脉冲涡流检测技术的发展。     

基于调频激励和细化谱分析的多频涡流检测技术研究

常规多频涡流检测技术在谱分析时,一般采用多个频率的正弦信号同时工作,其激励信号峰值因数较大且检测信号频谱为离散谱.文中提出了一种基于调频信号激励和检测信号细化谱分析的多频涡流检测技术,它不仅降低了激励信号峰值因数,而且检测信号频谱为连续谱.对检测信号施加Tukey窗函数改善谱图,采用Chirp-Z变换计算检测信号频谱,提高谱图的频率分辨率.定义谱图能量、谱图重心、谱图峰度和谱图偏度4个特征量应用于缺陷识别和分类.对于内部缺陷,采用谱图差峰值频率点,定量检测内部缺陷的位置.理论分析和实验结果相一致,验证了所采用方法的正确性.     

基于脉冲远场涡流的管道内检测技术

针对传统远场涡流检测方法对铁磁性管道内外壁缺陷灵敏度相同,无法有效区分缺陷在管道内壁还是管道外表面的问题,提出了采用具有丰富频率成分的脉冲激励信号取代传统的远场涡流中正弦信号激励的方法.采用小波去噪方法滤除检测数据中的信号噪声;研究了将检测线圈分别置于近场区、过渡区和远场区时的信号时域特性与管壁伤的关系;进行了针对管道管壁内外相同宽度不同深度缺陷的检测试验,结果表明采用脉冲激励作为激励源并综合运用过渡区的检测信号的幅值和过零时间特征能够有效地区分管壁内外全周向的缺陷.     

基于二次谐波检测技术的智能瓦斯监测系统

提出了一种基于光谱吸收原理的瓦斯检测方法,即二次谐波检测法.在瓦斯检测过程中,一次谐波作为误差反馈信号,将光源的波长精确的锁定在瓦斯气体的吸收峰值上,二次谐波信号用于检测气体浓度,利用二次谐波和一次谐波的比值来消除由于光源的不稳定和变化等所引起的检测误差,提高了瓦斯检测系统的可靠性,减少了安全隐患,在一定程度上,避免了矿井事故的发生.     

特种滤光片滤光特性批量测试仪的研制

特种滤光片是点钞机中的一个重要器件,在点钞机生产前需对其滤光特性进行检测。这里介绍了为满足这一生产要求 而开发的特种滤光片滤光特性批量测试仪。根据仪器工作要求,首先设计了结构简洁的机械运动机构,能可靠地实现LED光 源与LD光源的切换动作,及LD光源的转动。随后设计了以单片机为核心的光电测控电路,该系统可根据单片机发出的指令 完成步进电机、检测光源和指示LED等的驱动控制,从而实现弱光信号的探测、采集、数据处理和检测判断。实际使用表明该 批量测试仪的开发是成功的,能可靠快速地完成滤光片的批量化检测。     

自动追光系统设计

以STC89C52单片机作为整个系统的控制核心,采用光电检测追光模式设计了一个自动追光系统.在光电检测追踪模式下,光电检测部分采用光敏三极管3DU5C作为光电传感器对光源信号进行采样,通过光敏三极管的比较电路来判断光源的方位,并通过A/D转换芯片ADC0809转换成数字信号,单片机采用L298N驱动电路驱动直流电机以控制小车,从而达到了自动追踪光源的目的.     

5X密度磁光盘模压预格式信息检测系统

模压预格式信息的检测是磁光盘产业化过程中质量检测体系的重要组成部分，本文介绍所研制的一套５Ｘ密度磁光秀模压预格式的检测系统，它以当代仪器发展潮流－－虚拟仪器的基本构架，实现了包括磁光盘扇区标头信号，跨道信号和推挽信号的模压预格式信息及反射率的测试，符合ＩＳＯ／ＩＥＣ１５０４１；１９９６标准规定的测试环境和测试指标。     

基于非轴对称激励的管道裂纹时反导波检测研究

为解决目前管道导波时间反转检测方法需采用较多通道同步激励、接收的问题,在分析管中弯曲纵向模态簇导波激发特性的基础上,提出一种基于单一斜探头局部加载激励L(M,2)簇的时反检测方法。通过超声斜探头阵列和自行研制的时反激励/接收板卡验证该方法的可行性,并试验研究初始激励信号的类型、频率及时反窗宽等因素对管道裂纹时反检测效果的影响。结果表明,在不同检测频率,采用窄带和宽带信号进行初始激励,时反后相对时反前缺陷回波幅值均有较大提高,且回波信噪比也有较大改善,能明显区分出缺陷波包。     

气室结构触觉传感器的研究

为了解决机械手触觉传感问题,介绍了一种气室结构触觉传感器及信号处理系统,并分析了传感器的结构及敏感原理和相应的信号处理方法。传感系统采用金属弹性元件为敏感器件,传感区域充满气体,当有物体触及时,弹性片将产生变形,变形信号通过光导纤维传输至信号处理器,CCD光电转换器将光信号转换为电信号。处理系统分析判断触及物体的大小、位置。阐述了传感系统所具有的体积小、触点多、灵敏度高等优点,并提出了应用设计方案。对于机械手触觉传感领域的研究具有一定的参考价值。     

高灵敏度武器探测器

介绍了一种单片微处理器控制的武器探测器，具有灵敏度高、稳定、使用方便的优点。探测器的核心由一个运算放大器和一个LC并联谐振回路组成。在微处理器控制下，并联谐振回路输出一个幅度稳定的正弦波。当探测器接近武器时，回路Q值由于涡流造成能耗而下降，正弦波幅度也随之下降，据此信号微处理器就可探测到附近有武器。如果探测器附近无武器。微处理器会随时调控仪器基准，因此其基准稳定。由于基准稳定故判决武器是否存在的判据阈值可以设置得相当小，于是探测器有很高的灵敏度。     

容栅传感器激励电压分析

容栅传感器激励电压形式有若干种,对性能指标有较大影响,但人们对此很少研究。本文采用矢量分析法和傅里叶级数法分析、计算容栅传感器和激励信号,提出最佳信号准则,比较几种常见的波形,给出既接近理想要求又容易实现的激励电压形式。     

RELATIONSHIP BETWEEN PLASMA OPTIC SIGNAL AND PENETRATION DEPTH FOR PARTIAL-PENETRATION LASER WELDING

Through sampling and analyzing of plasma optic signals of 400-600 nm emitted from partial-penetration laser welding processes, how the penetration depth is related to the welding parameter and the plasma optic signal is studied. Under the experimental conditions, the plasma optic signal has good response to variety of the weld penetration, and the signal's RMS value increases with the penetration in a quadratic curve mode. The inherent relation between the plasma optic signal and the penetration depth is also analyzed. It is also found that, between the two common parameters of laser power and welding speed, laser power has more influence on penetration while welding speed has more influence on weld width. The research results provide theoretic and practical bases for penetration real-time monitoring or predicting in partial-penetration laser welding.     

多极声波测井激励信号源的研制

采用多极子声源直接获取地层横波信息的多极声波测井方法是现代声波测井技术上的重大突破 ,而激励信号源是实现多极声波测井最为关键的部件之一 ,它主要由单、偶极发射换能器阵和发射电路组成。所研制的单极和偶极发射换能器的频率分别为 6 .7k Hz和 1.3k Hz,完全符合实际测井的要求。采用通用阵列逻辑 (GAL)控制的发射电路具有集成度高、可靠性强等特点。整个激励信号源工作原理简单且切实可行。经模拟井试验 ,实现了单极子和偶极子声波测井 ,所测的纵波、横波与地层有良好的一致性     

基于柔性盘技术的光纤加速度计研究

研究了一种利用惯性力测量加速度的全光纤加速度计,并分析推导出加速度变化对柔性盘应变的响应公式。在较宽的工作频谱范围(0～5kHz)内,实验结果与理论推导结果具有较好的一致性。这种光纤加速度计具有灵敏度高,质量轻的优点,采用相位跟踪零差检测技术可以实现加速度信号的高精度检测。     

潜艇浮筏隔振系统的半主动模糊滑模控制

对带有电流变液智能阻尼器的双层浮筏隔振系统设计一种半主动静态输出反馈模糊滑模控制器.根据滑模运动方程稳定的Hurwitz判据选择滑模面矩阵.根据滑模到达条件及可控屈服阻尼力对隔振系统做负功原理设计半主动输出反馈模糊滑模控制器.仿真分析浮筏隔振系统在扫频激励信号下的力传递率及在双频激励信号下的输入力和输出力曲线.仿真结果表明,半主动输出反馈模糊滑模控制下的浮筏隔振系统的减振效果要远好于最优被动阻尼系统.