基于光纤传感的自动化装配轨迹校正系统设计

自动化装配被应用于生产生活的各个领域,而随着装配产品结构复杂程度的提升,对装配轨迹自动校正能力的要求也在不断的提高。为了对装配轨迹的实时在线校正,提高装配精度及稳定性,提出了一种基于光纤传感的自动化装配轨迹校正系统。系统由光纤传感阵列、轨迹误差分析模块以及校正控制模块构成。结合装配结构外形特征,设计了光纤传感阵列分布形式。通过实际测试标定完成了波长变化与应变偏移量之间的函数推导。通过ANSYS软件,仿真分析了轮轴结构装配异常状态下,不同应力造成的应变量变化及趋势。实验首先通过温漂补偿与应力标定测试,得到光纤传感单元的线性变化值为00008nm/N,并且具有很好的线性度。然后针对装配结构在0～200N应力变化范围内的应变偏移程度进行了测试,并与三维扫描仪进行了对比,结果显示,相对误差最大值为683,均值为527。总之,该系统可以在线完成自动化装配过程的轨迹校正。     

智能结构系统中的光纤传感技术

智能结构系统具有类似人体运动控制功能，埋置在工程结构或材料中便能获得顺应环境变化的自判断性、自适应性、自诊断性、自修复性等诸多性能。这一神奇的科学技术具有重大科学意义和广阔的应用前景。利用特性优良的光纤传感器可以构成一种特殊的光纤智能结构系统。本文较深入介绍适合智能结构系统的光纤多点式和分布式传感技术的原理、结构和实施方法。     

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。     

基于FPGA的光纤传感气体检测系统的实现

工矿行业环境中有害气体的检测直接关系到工作人员的生命安全,传统的光纤传感气体检测系统,硬件结构复杂、抗电磁干扰能力弱,检测的气体浓度不准确.项目结合FPGA技术,利用硬件编程语言VerilogHDL设计硬件电路,替代了传统的DDS、倍频、移相等复杂硬件结构.在抗干扰性和精度上都有了很大提高,优化了传统的检测系统.     

基于光纤传感原理的泄露检测研究

利用一条高双折射单模光纤和一根普通单模光纤构成分布式光纤传感器,通过检测管道沿途发生的泄漏信息,用在时频域中具有表征信号局部特征能力的小波分析方法,确定光纤两端两个测试信号的时延,可以实时地监测管道沿途发生的泄漏情况.     

光纤气体传感网络的研究进展

光纤传感网络是一种重要的传感网络。将国内外现有光纤气体传感器网络的多址技术归纳为:频分多址、时分多址、波分多址和码分多址等四类。前两类受铌酸锂调制器的消光比及偏振相关性能的制约,且存在无法多点同时监测、系统损耗较大等缺陷。采用波分多址技术的网络,其损耗及监测点间串扰均较小,但受到待测气体吸收峰位置和强度等因素制约,且成本较高。采用光码分多址技术的传感网络,可同时检测位置与浓度信息。该网络采用环行器代替耦合器降低损耗,还可利用全光缓存技术数十倍增加气室有效长度。此类网络将成为气体传感网络发展的重要方向之一。     

基于光纤传感的智能信息信号光谱采集系统

为了解决传统光谱采集系统存在的采集速度慢,采集结果信噪比和采集精度低的问题,设计了基于光纤传感的智能信息信号光谱采集系统。通过光纤电路将光纤传感器、光信号发射与接收装置、A/D转换设备以及存储器连接在一起,实现电路元件之间的有机集成,能为光谱采集软件设计提供硬件支持。软件设计中利用程序驱动模拟信号采样,获得初始采集信号。利用MAX120芯片实现初始光谱信号的A/D转换,同时通过数据变换过滤与信号光谱分辨率提高两个步骤实现智能信息信号的预处理过程。最后将采集处理完成的信号光谱以图像的方式存储或输出。测试结果表明:相对于传统光谱采集系统,系统的光谱采集时间更短,平均仅为3.244 s,信噪比和采集精度更高。     

基于偏振态变化时延估计的分布式光纤传感系统

提出一种基于偏振态（SOP）变化时延差估计的分布式光纤传感系统。本系统采用两个直流光信号在传感光纤中双向注入,振动会对正向和逆向光造成SOP变化,在各自的尾端利用起偏器检测SOP变化并转换为光强信息。两路信号间的时延差表明了振动的位置信息。对时延差形成的原因进行了理论分析,并阐明利用互相关算法计算该时延差并进行分布式传...     

光纤传感技术在气体检测方面的应用

介绍了气体传感器的主要特性与光纤传感技术在气体检测方面的应用,比较了几种光纤气体传感器的优缺点,设计了一种基于光谱吸收原理的新型开放式气体传感器,展望了光纤气体传感器的发展方向和广阔前景.     

基于FBG和光频域反射技术的混合式光纤传感网研究

基于光纤Bragg光栅技术和光频域反射(OFDR)技术 ,构建了一个具有分立式传感子层和分布式传感器子层的双层结构混合式光纤传感网络。 在分立式传感子层中,FBG用于实现温度参量的传感;在分 布式传感子层中,采用OFDR方法解调光纤中的瑞利散射信息从而获得分布式的应 变参量。整个传感 网络共用同一个宽光谱可调谐激光光源,分立式子层和分布式子层两者协同工作,实现应变 和温度两个参 量的高精度测量,其中应变分辨率达到0.75με,温度分辨率达到 ±1℃。本文构建的传感网络为构建大容量、 大规模、多参量、高空间分辨率和高测量精度的光纤传感网络提供了一种有益探索。     

分布式布里渊光纤应变传感信号的增敏检测方法

基于外差相干检测原理,摒弃了传统扫频构建布里渊散射频谱的方法,以布里渊散射光功率为应变监测参量,利用具有增敏作用的高频脉冲检波管对布里渊散射拍频信号进行包络检波,直接将拍频信号转换成布里渊散射功率信号,并对携带应变信息的布里渊散射功率信号进行应变增敏检测,利用高频脉冲检波管增益响应曲线对功率信号的调制提高散射功率应变敏感系数。经测试,增敏后布里渊散射光功率应变敏感系数为0.024%/με,与传统直接检测法得到的应变敏感系数-7.7×10-4%/με相比,敏感系数提高30倍,有效提高了系统信噪比;对增敏后的布里渊功率信号进行解调,在24.7km的光纤长度上,实现65με的应变测量标准差,测量时间由传统扫频方法的超过30s降为仅1s。本文系统可有效满足快速精确检测应变的监测需求,且不需要扫频模块等复杂器件,结构简单,稳定性高,对实际应用具有重要的意义。     

共享激光器的分布式光纤气体传感系统

为了实现远端多节点的高效检测并降低成本,设计了一种新颖的分布式光纤气体传感系统。该系统采用共享一个工作于特种波长的分布反馈半导体激光器,将其置于一个本地控制节点内并通过双向光纤链路串联各远端检测节点,同时使用特殊设计的远端节点结构和光纤段,在每个检测节点,用两个Y型耦合器接入气室,将系统中信号分为上行流和下行流,避免来自其它节点信号影响并直接实现时分复用;并以三节点系统的瓦斯体积分数检测为例进行数值计算和实验。结果表明,激光二极管占总成本比重可由约60%降至约38%,且增加循环检测次数能使各节点测定气体体积分数的相对误差降低,首个节点的相对误差可降至0.2%以下,甚至更低,该方案能够精简高效地实现共享光源的分布检测。     

CH_4监测的反射式光纤传感方法研究

根据CH4的光谱吸收特性,研究了一种基于比尔-朗伯定律的光纤CH4气体传感方法。采用1665nm的分布反馈式激光器(DFB-LD)光源,设计了一种带有环形器的反射式气室结构,实现了传感器小型化。实验结果表明,该方法可探测的最小CH4浓度约为10ppm,系统灵敏度较高且稳定性好。     

基于光谱吸收和荧光检测技术的新型光纤气体传感系统(英文)

设计了一个完整的光纤气体测量系统,提高了检测SO2浓度精确度和读取时间。光路检测系统和分配系统相结合,用于实现在气体传感系统中光谱吸收检测技术和荧光检测技术的有效集成,从而可以扩大本仪器的应用领域和测量范围。光源调制锁定检测技术和双光路差检测技术也被结合在该系统中。在测量吸收光信号和荧光信号中,使用高精度空心光子带隙光纤传感探头,实现了较高的精度和灵敏度。实验数据和测量的结果表明,该系统具有较高的分辨率,大约为2 ppm,并且误差小于0.109。     

基于OpenCV的光纤端面检测系统研究

针对光纤端面制备中各种因素的影响会导致光纤端面产生缺陷的问题,研究了一种基于机器视觉技术的光纤端面检测系统。针对光纤端面显微图像的结构特点,使用图像处理算法拟合其中的椭圆,并提出了一种基于同心椭圆约束的椭圆检测方法,挑选出纤芯和包层轮廓的拟合椭圆。依据获取的拟合椭圆参数将光纤端面划分为三个检测区域,进行分区域的瑕疵点检测和统计。全部算法使用VS2010和OpenCV开发实现。实验表明,该检测系统可以对光纤端面进行准确的质量测定。     

光网监测系统的GIS模块实现技术

主要研究了GIS技术在光缆网络监测系统中的应用.针对系统GIS模块实现中的三个关键问题,提出了图形、属性数据分开独立存储管理同时通过图元ID值建立关联的数据管理思想,并在此基础上提出两类数据双向查询的模型,最后讨论了故障点地理位置的映射标注算法.