基于光纤光栅传感的低功耗小型化电网智能感知系统

文章针对监测装置现场取电难的问题,为智能电网盲区和多事态区监测提供解决方案。本研究设计并实现了一种可用于电网智能感知的光纤光栅传感系统,由多参量的光纤光栅传感器和解调仪组成,该解调仪采用可调谐激光器作激发光源,以20×70×90 mm的微型体积,实现2 W的低功耗。系统解调仪最多可容纳4通道光纤光栅传感器,重量小于500 g,分辨率为0.5 pm,精度±2 pm,测量频率可达100 Hz,光信息可通过电力通讯光缆传输,满足多数电网设备监测需求。该传感系统功耗低、体积小,可实现多参量监测,完全满足智能电网现场供电和通讯难、事态多发的监测需求。     

补偿强反光体表面红外测温误差的算法研究

针对运动强反光体表面温度实时测量困难、精度低这一难点,本文从红外测温原理入手,分析并揭示了红外测温精度易受到被测物体反射率、测量距离、测量环境、红外入射角等因素的影响。根据铝板材加工设备轧辊表面测温实际需要设计了一种利用红外传感器实现对强反光体表面温度点对点测量的方案。通过对测量数据的研究分析建立了一种基于斯忒藩定律的红外入射角度补偿算法,以此减小因红外入射角度变化产生的测温误差。实验结果证明本方法能较好地弥补红外入射角度变化产生的测温误差,提高测温精度。该补偿算法运算简单,适应性强,为改善入射角度变化对测温精度影响提供了新的方法。     

混合型开槽同轴布喇格结构的比较研究

基于电磁仿真软件(Computer Simulation Technology,CST)平台,对几种不同开槽形状同轴布喇格结构的频率响应特性分别进行了数值模拟比较研究.结果表明:三角形开槽带宽最窄而矩形开槽带宽最宽;交替混合型开槽时耦合模式的反射率明显提高,而分半混合型开槽时不仅耦合模式的反射率提高,且其带宽也明显变宽,但两种开槽方式时工作模式的反射率和带宽都位于单一开矩形槽和三角形槽之间;叠加混合型开槽克服了单一矩形槽和三角形槽存在奇点和边界突变的缺点,对模式的选择性能优于矩形开槽,反射率和带宽又大于正弦开槽和三角形开槽,仅其谐振频率点有偏移.这些特点有利于同轴布喇格结构的模式选择、散热和工业生产.     

复杂电磁环境下的超声探伤研究

针对复杂电磁环境下传统超声波探头易受电磁波干扰的缺陷,构建基于布拉格光栅传感器的2种超声传感系统。介绍布拉格光栅的原理,利用宽带光源和可调激光系统进行超声探测,构建2种布拉格光栅传感系统,采用布拉格光栅超声传感系统进行伤情探伤,并进行实验验证对比。结果表明:具备可调激光光源布拉格光栅传感器的超声探测系统对超声波具有相当高的灵敏度,在复杂电磁环境下对结构复合材料的超声探伤中可以作为传统的压电传感器的替代品。     

垂直腔面发射激光器的氧化工艺研究

在垂直腔面发射激光器(VCSEL)中常用氧化物限制结构来对其进行电流和光场的限制.分别从氧化时间、氧化温度、氧化载气的气流量三方面讨论研究了它们对Al0.98Ga0.02As层氧化深度、氧化速率的影响.最后得到最佳氧化条件:氧化温度为422℃,氧化载气的气体流量为1.5 L/min,氧化速率为0.6μm/min.用在此最佳氧化条件下氧化的外延片制成VCSEL器件,室温下其阈值电流大约为1.8 mA,最大输出功率为7.96 mW.     

基于光纤光敏性的双波长光纤光栅及其应用

提出了一种基于光纤光敏性制作双波长布喇格光栅的新方法.采用移动曝光技术,通过调节光栅长度及曝光次数可以控制两个布喇格波长的间隔和反射率;写制了一个双波长光栅,两个透射峰均为20.25 dB,两个布喇格波长的间隔为0.8 nm;利用这个光栅制作了一个双通道的光分插复用器(OADM).     

基于单元平均应变的结构多损伤静态识别

利用长标距布喇格光纤光栅（FBG）传感器，可以测量结构一定长度的平均应变。在介绍单元平均应变的基础上，采用单元平均抗弯刚度和广义单元平均中性轴高度作为识别参数，通过工字形悬臂钢梁和简支钢梁的多损伤数值模拟进行了验证，说明基于单元平均应变的结构静态损伤识别方法是可行的。     

光纤测量技术在岩土工程中的应用

阐明了光纤测试技术相对于传统岩土工程测试技术的优点，简要介绍了两种典型光纤传感器——Fabry-Perot光纤传感器和Bragg光栅传感器的工作原理，通过试验证明了其可靠性，并通过国内外几个工程实例说明了光纤传感器的主要用途。     

相似模拟实验中光纤光栅传感检测研究

为探索相似模拟实验新的检测方法,研究了光纤光栅传感技术在相似模拟实验中的应用.采用在模型中埋设光纤光栅传感器的方法,检测采动过程中上覆岩层的应力变化.实验选用1.2m×0.12m平面应力模型,光纤光栅传感器选用无封装裸露光栅,分布有五个光栅点.为作对比分析,两光栅附近埋设压力传感器.结果可知,岩层应力变化可使光栅发生波长漂移,其变化趋势与压力传感器测试结果相一致,可以反映应力的变化规律.光纤光栅传感技术可以被应用于相似模拟实验中的应力检测,这对于提高相似模拟实验的检测手段具有重要的意义.     

反射式平行光管的红外瞄具零位走动量测量方法研究

介绍了一种同时用于红外瞄具零位走动量和装表量测量的光学测量方法,采用抛物面反射镜作为主镜的反射式平行光管模拟无限远目标,实现了平面反射镜和精密二维转台进行光线转向及自动读数。阐述了方法测量原理,并分析了瞄具零位走动量测量误差。验证实验结果表明,该方法可实现±10°的大视场范围测量和0.05mil的测角精度,保证高精度测量的同时,很好的解决了反射式平行光管由于视场小而导致测量范围受限的问题。