基底刻槽封装式光纤光栅传感器应变传递影响因素分析

光纤光栅传感器大多经过封装后粘贴于被测结构表面使用,而封装基底和粘胶的存在,导致结构的真实应变与光纤光栅感测值之间出现偏差。建立了基底刻槽封装的光纤光栅传感器应变传递力学简化模型,推导出相应的平均应变传递率公式;分别分析了基底的长、宽、厚和基底材料弹性模量对光纤光栅传感器平均应变传递率的影响。结果表明,采用刻槽封装后的光纤光栅传感器平均应变传递率,在有效范围内随着基底长度的增加而增加,随着基底的宽、厚和材料弹性模量的增加而减小,为光纤光栅刻槽封装提供定量的指导。     

精密孔径测量仪计量检定方法研究

精密孔径测量仪是一台以长光栅为标准,利用光电瞄准技术进行非接触绝对测量的高精度测长仪器;主要用于测量内孔直径,还可以用于测量轴径、两平行平面距离及玻璃尺刻线间距等。文中主要研究测量范围为(0~200)m m,分辨力为0.1μm的精密孔径测量仪的检定方法。     

矿用乳化液温度传感器理论特性仿真

基于液晶的热光效应与长周期光纤光栅的波长选择功能,提出了一种包层外镀液晶薄膜的长周期光纤光栅用于温度传感,因其有防爆、无源、能实现非接触测量等优点,可用于煤矿井下乳化液温度监测。首次在长周期光纤光栅测温应用中选用四层结构模型,Matlab仿真其耦合过程中参数变化曲线,仿真结果表明,选择模序数为一阶6次,光栅周期550μm定制光纤,可在光谱仪上得到理想的谐振峰曲线并提高测温灵敏度。     

基于光纤光栅的GIS导体温度巡检方法与装置

针对GIS设备导体温度监测和回路过热性故障预防,在分析光纤光栅测温原理和成像解调技术的基础上,提出了一种基于光纤光栅温度传感网络的GIS导体温度巡检方案。通过现场温升试验建立了GIS导体温度测量模型并根据相关标准制定了GIS导体温度过热性故障判据。研制了可应用于不同GIS母线温度测量的便携式巡检装置,设计了温度巡检装置的硬件系统和软件系统。现场实验表明该设备工作稳定,测温精度高,对于保障GIS设备的安全稳定运行具有现实意义。     

线阵CCD光谱分辨率检测系统设计

在分析光谱测试仪器检测设备发展现状的前提下,为解决光栅分辨率测试仪器中存在的电路复杂、探测器灵敏度低、结构可变通性差等问题,设计了一种以线阵CCD ILX554B为探测器的、以STM32F103为主控单元的线阵CCD光谱分辨率检测系统。系统利用片上高速时钟产生线阵CCD所需的驱动时序,经片上ADC采样后获取实时的光谱数据,将采集的数据经USB接口上传给上位机进行处理,获得最终的被测分光器件的光谱分辨率信息。最后,分别以汞灯和氩灯为光源,利用所设计的系统对光栅分辨率进行了测试,实验数据表明,在500 k Hz的驱动频率下,系统光谱分辨率可以达到0.01nm。系统满足低成本、高精度、稳定和可靠等要求。     

大扰动Buck-Boost变换器的鲁棒高阶滑模控制

在利用诸如风、光、氢等随机性新能源发电的过程中,由于间歇性的能量输入和不断变化的输出负载等原因,对电源变换器的鲁棒性设计提出了更高的要求。针对传统滑模控制变换器自身存在不可避免的抖颤问题,该文基于一种Super-Twisting高阶滑模控制算法,设计了以TMS320F28035为控制核心的无抖颤、强鲁棒滑模电源变换器。并以Buck-Boost变换器为例,针对随机性新能源发电中输入输出端存在的大扰动问题,与增量式PI控制效果进行对比实验。实验结果表明:高阶滑模控制变换器在输出负载大扰动下具有很强的鲁棒性;高阶滑模控制变换器在输入电压大扰动下同样具有很强的鲁棒性。     

应用于智能电网的光纤电流传感网络

随着电力系统对电流测量要求的不断提高,传统的电磁式电流传感器已逐渐暴露出一系列的缺陷,如绝缘结构复杂、抗电磁干扰能力差、铁磁谐振、易磁饱和、测量动态范围小和有油易燃易爆炸等。这些缺陷导致传统的电磁式电流传感器已难以满足智能电网的测量需求。本文总结和分析了应用于智能电网的光纤电流传感网络,通过光纤传感与通信技术及计算机技术的融合,使传感由传统的仅仅进行信号形式转换的单个或多个敏感元件扩展为集信号获取、存储、传输、处理于一体的多功能系统,再结合光网络和软件技术,搭建一个结构完整、功能完善的传感体系,实现电网的各项信息指标可观测化。     

带状光纤多波长阵列光栅刻写工艺研究

为了实现一次性在八芯带纤上不同波长阵列光纤光栅刻写,采用专门设计的带纤夹具夹持光纤,使用电控位移平台对带状光纤整体施加拉力,利用相位掩膜工艺对光纤逐根曝光,采用扫描写入的方法进行汉明切趾,仅用单一相位模板就实现了八芯带纤上不同波长阵列布喇格光纤光栅刻写。刻栅过程由电脑编程控制,中心波长、波长间隔以及切趾方式可以灵活调整。结果表明,获得的光栅其3dB带宽为0.2nm、波长间隔为0.5nm、波长偏差小于50pm、反射率达到80%~85%。此种带状光纤多波长阵列光栅刻写工艺是完全可行的。     

基于内置光栅的大功率激光二极管

研制了一种用作光纤激光器泵浦光源内置光栅的976 nm激光二极管,分析了外延结构和芯片平面结构设计,并着重对内置光栅进行了理论分析和设计,通过技术研究和工艺优化,研制出了满足系统工程应用的激光二极管,其主要光电性能参数如下:中心波长为976±1 nm;光谱半宽小于等于1 nm;中心波长温度漂移系数小于等于0.1nm/℃;输出功率大于等于10W;发光条宽度小于等于100 μm.     

包层折射率均匀调制LPFG光谱特性研究

介绍了光纤光栅发展的过程,阐述了光纤光栅的各种常用写制方法以及目前LPFG的发展现状,分析了耦合模理论;基于耦合模理论在纤芯折射率均匀调制的LPFG中的应用,利用Matlab软件对LPFG的光谱进行模拟,将耦合模理论进行修改,给出了单侧写制的LPFG的光谱图,提出了多侧写制LPFG的模型及曝光均匀度的概念。