基于Sagnac的分布式光纤传感声学传感器（英文）

介绍了一种基于Sagnac的分布式光纤声学传感器。这种声学传感器通过光电探测器、数据采集卡、滤波器和音频放大将3×3耦合器处干涉的光信号转换为电信号且实现音频信号的还原。为了研究此分布式光纤声学传感器的性能,分析了基于零频点实验声源扰动定位的原理,并运用快速傅立叶变换将时域信号转化为频域信号显示声源扰动产生的零频点。实验结果表明,基于Sagnac的分布式光纤声学传感系统可以很好地实现声音信号的还原和定位。     

基于MPPT的直流无刷电机光伏水泵控制系统

设计和实现了具有改进的频率扰动MPPT算法直流无刷电机的光伏水泵控制系统。改进的频率扰动MPPT算法把固定电压法、变步长与扰动观察法相结合,把电机驱动和MPPT算法合并为一体,实现最大功率点跟踪(Maxi Power Point Tracking,MPPT)。介绍了系统硬件和软件的设计,最后实验证明该系统能有效快速响应光照强度变化,实现光伏水泵系统在最大功率点稳定运行。     

双马赫-曾德尔型干涉仪定位技术研究

在干涉型分布式光学振动传感系统中,双马赫-曾德尔技术具有较高的定位精度和较低的成本,更受关注。现搭建了双马赫-曾德尔分布式光纤传感系统,并对其进行了定位实验,阐述了检测系统的组成和原理。对基于互相关算法的定位性能进行研究,测试了其单点定位和多点定位功能,指出其定位局限性。另外重点分析了影响该系统定位稳定性的因素,提出一种数据处理算法,以提高其定位稳定性。实验结果表明,经过该算法数据处理之后,系统定位稳定性和可靠性得到极大提高。     

微分干涉型光纤振动系统识别技术研究

微分干涉型光纤传感是一种新型的传感系统,可应用于长距离、强电磁干扰环境下的监控和检测。提出了一种基于小波变换的分布式光纤传感信号的识别方法,采用时域-频域能量分布算法,建立不同触发模式的模型,该识别方法可应用于研究入侵信号的模式识别,并通过大量的实际应用经验和数据验证了该方法的有效性。     

基于Sagnac的分布式光纤传感声学传感器

介绍了一种基于Sagnac的分布式光纤声学传感器. 这种声学传感器通过光电探测器、 数据采集卡、 滤波器和音频放大将3×3耦合器处干涉的光信号转换为电信号且实现音频信号的还原. 为了研究此分布式光纤声学传感器的性能, 分析了基于零频点实验声源扰动定位的原理, 并运用快速傅立叶变换将时域信号转化为频域信号显示声源扰动产生的零频点. 实验结果表明, 基于Sagnac的分布式光纤声学传感系统可以很好地实现声音信号的还原和定位.     

光纤传感用于海缆扰动探测的试验研究

海缆是海缆基础设施供电和通信的关键载体,海缆监测对于保障海缆基础设施安全稳定运行具有重要工程意义。针对海缆扰动监测需求开展海缆扰动探测试验研究。首先,搭建基于分布式光纤传感技术的海缆扰动探测试验系统,并接入南海深海海底观测网试验系统海缆暗光纤进行扰动探测试验,试验结果表明本系统能够有效探测铁锹拍击、车辆振动、海水冲刷及台风影响引起的海缆扰动。然后,根据海缆光纤瑞利背向散射（Rayleigh Backscattering, RBS）幅度信号特征,提出一种基于双向长短期记忆（Bidirectional Long Short-Term Memory, BiLSTM）神经网络的海缆扰动定位方法,本方法以海缆光纤RBS幅度信号的谱熵和瞬时频率作为特征参量输入,使用海缆光纤RBS幅度信号样本对本方法进行测试,结果表明本方法对海缆沿线扰动信号和非扰动信号的平均检测准确率高于99.6%。将海缆扰动探测试验系统与海缆扰动定位方法结合应用于海缆监测可有效探测海缆沿线扰动。     

基于移动方差平均算法的相位敏感光时域 反射计去噪算法研究

在相位敏感光时域反射计(φ-OTDR)系统中,扰动信号一般淹没在噪声中,导致扰动定位困难。 为了提高扰动信号的 信噪比,本文结合方差算法自身具有突出数据离散程度的特点,提出了一种移动方差平均算法。 相比于累加平均、移动平均法、 分离平均法、小波去噪、移动平均法+移动微分等传统算法,仿真和实验结果显示,移动方差平均算法具有更好的去噪效果,具 有更高的信噪比(SNR)。 因此,该算法可以用较少的累加采集次数实现扰动信号的定位,从而可以进一步提高 φ-OTDR 系统的 响应频率,提升系统的实时性。     

基于载波调制的光纤振动传感复用系统

提出了一种基于载波调制的光纤振动传感复用系统,其优点在于,对于感应外界扰动的不同感应光纤单元产生的干涉信号用不同频率的载波进行调制,相邻载波频率之间的频率差无需大于外界扰动引起的信号基波频率上限的两倍。各光纤感应单元形成的信号被共同的光电探测器检测后,利用信号基波来分析扰动信号的物理量,利用载波基波或谐波的边带判断感应扰动信号的光纤。     

相位敏感光时域反射仪的信号处理方法综述

相位敏感光时域反射仪由于具备监测范围广、灵敏度高等优点被广泛应用于周界安防等领域。近年来,研究者对其光学系统的改进使得传感距离更长、空间分辨率更高。但需要处理的数据量大大增加,且环境噪声以及扰动类型多样给分布式扰动传感系统的实际应用带来了挑战。本文总结了提高该系统信号信噪比、扰动识别率等性能指标的信号处理方法,包括降噪算法、特征提取算法、机器学习以及深度学习算法,尽可能地对比各种算法的优劣,并展望了未来该领域信号处理方法可能的发展方向。     

基于PLC和组态王对三轴机械手控制系统的设计

介绍了由可编程控制器(FX3U)、组态王、VB和交流伺服装置及丝杆工作台组成的三轴运动控制系统,实现了三轴机械手的手动控制,点动定位控制和空间轨迹控制。采用组态王组态人机界面对PLC进行监控;并且实现了VB与组态王之间的数据实时通讯,为编写机械手的运动轨迹算法提供了平台。在手动控制和点动定位控制中,利用组态的人机界面控制PLC的高速计数脉冲和脉冲频率,以达到控制电机位移和电机速度的目的,实现了整个系统的精准定位控制。在空间轨迹控制中,利用VB的强大的运算能力,把经过处理后的数据传输给组态王去控制PLC的脉冲频率,达到三轴电机按照规定的算法输出的目的,实现了对三轴运动控制系统的轨迹控制。     

碳纤维制备过程中纤维微观组织的变化

利用透射电镜、元素分析仪、X射线衍射仪等分析方法，研究了碳纤维制备过程中纤维微观组织的变化。结果表明：纤维皮层组织致密，芯部疏松；原丝制备时形成的皮芯结构在预氧化、炭化过程中明显改善，但是不能消除；在碳纤维制备过程中，纤维中始终存在沿轴向的层状结构。预氧化和高温炭化阶段是成分变化较大的阶段，也是化学反应最剧烈的阶段。     

锥形光纤的调制特性研究

将通信光纤的末端拉制成锥形能实现光纤之间的耦合,在锥形光纤耦合系统中,载波(被信号所调制的光波-光脉冲)在经过锥形光纤耦合后(连接与分束)其脉冲变化特性对锥形光纤通讯系统是十分重要的。在实验上检测了锥形光纤中光脉冲的调制特性,并从理论上引入脉冲归一化振幅,讨论色散和非线性效应对脉冲的影响,得出光脉冲在经过锥形光纤耦合传输后其形状保持不变的结论。     

输出功率大于10 W的掺镱双包层微结构光纤激光器

采用F-P腔结构研究了包层泵浦掺Yb³⁺微结构光纤激光器的输出特性。在以二向色镜作为腔镜的实验中,获得了斜率效率57%,波长1 074.5 nm,输出功率为2.65 W的稳定激光输出;在由二向色镜和光纤端面构成F-P腔的实验中,获得了斜率效率87%,最大输出功率为11.69 W的激光输出。     

Interference of selective higher-order modes in optical fibers

1IntroductionIn recent years,multimode interference(MMI)effectsin integrated optics have attracted enormous research atten-tion and MMI-based devices with various functionalities,in-cluding directional couplers,powersplitters,sensors,modu-lators,bistable lasers,and optical switches,have been dem-onstrated[1-4].The obvious advantages of the MMI-based de-vices are their compact size,large fabrication tolerance,andlow-cost.MMI is becoming a promising technique in opticalcommutations,optical s…     

芳纶-预氧化丝混杂纤维增强橡胶基密封复合材料的配方设计及优化

选择橡胶粘结剂、增强纤维、增容组分作为试验因素，以芳纶-预氧化丝混杂纤维增强橡胶基密封复合材料（NAFC）高温时效处理后的残余横向抗拉强度为指标，采用3分量有下界约束的混料回归设计法对NAFC材料的配方进行了优选，得到了模压制备工艺下混杂纤维增强NAFC材料的最优配方。并对该材料的应力松弛率、压缩回弹率、泄漏率和耐油性等基本性能进行了测试，其基本性能达到了中国国家标准的要求，且部分指标已接近或超过了国外知名企业同类产品的水平。     

膳食纤维的测定原理和方法

本文介绍膳食纤维的定义、不同类型和结构特点,综述有代表性的膳食纤维测定方法,并对这些测定方法的特点和适用范围作讨论。     

扭转抑制光纤陀螺法拉第效应的理论研究

光纤陀螺法拉第磁光效应作为非互易性误差源,是影响光纤陀螺性能,尤其是影响光纤陀螺精度的主要原因之一。介绍了光纤陀螺的磁敏感机理,分析了光纤陀螺径向和轴向磁敏感性误差的主要来源。提出了通过在光纤陀螺原有光纤环上熔接反向扭转光纤的方法,引入比较高的圆双折射,对原有光纤环的非互易相位差进行补偿,达到抑制光纤陀螺磁敏感性误差的目的,探讨了该方法的可行性,并对补偿特征进行了仿真分析。     

新型光纤液位测量系统的研究

系统采用光纤传感器采集液位高度变换信号，经光纤放大器将采集的光信号直接放大、光电转换后，实现单片机将数据处理显示并打印出液体位置值，这种系统特别适用于易燃易爆油田领域的液位检测。     

利用超短FBG光谱线性区的传感解调系统

为了研究一种星载光纤光栅传感解调系统,通过高掺锗光纤载氢增敏和优化紫外曝光功率,实现了栅区长度小于0.5mm,反射率大于40%,3dB带宽大于5nm,反射谱边缘有效线性区域大于2nm的超短光纤光栅的写制。提出了一种将超短FBG作为传感器件,利用其光谱线性区进行传感解调的方法。将中心波长位于光谱线性区域的稳频激光入射到超短光纤光栅,随着超短光纤光栅光谱的漂移,反射光的功率随之变化。由于稳频激光位于线性区域,返回光功率与光谱漂移量呈线性关系,因而可实现传感测量。将该系统用于应变和温度的测量,结果表明,光功率随应变、温度变化具有较好的线性关系,线性度分别为0.997和0.999,灵敏度分别为54.59nW/με和230nW/℃。该方法可用于温度及应变的精确测量,并且具有结构简单、功耗小、测量空间分辨率高等潜在优势。     

Bragg光纤传感技术应用研究

分析了光纤光栅传感器的工作原理,介绍了成栅技术及应用前景,提出了在应用光纤光栅传感技术时解决温度、应力交叉敏感等问题的新方法.研究结果对Bragg 光纤传感器在工程技术领域具有一定的应用价值.