基于金属热膨胀式光纤温度传感器的设计

介绍了金属热膨胀式光纤温度传感器的设计,利用金属件的热膨胀的原理,通过绕制在金属件上的光纤损耗产生变化,当光源输出光功率稳定的情况下,探测器接收光功率受温度调制,通过光电转换,信号处理,完成温度的换算.传感器以光纤为传输手段,以光作为信号载体,抗干扰能力强,测量结果稳定、可靠,灵敏度高.     

宏弯型光纤位移传感器的分析与设计

提出了一种宏弯型光纤位移传感器的优化设计方法,通过分析聚合物光纤的宏弯光损耗特性,结合光纤宏弯物理结构的建模仿真。设计出了线性度好、量程大、结构简单的宏弯型光纤位移传感器。并得到了实验验证、仿真和实验结果表明,该光纤传感器的理论线性度最高可达 0.99997。实验测试线性度可达0.99922,测量量程可达 27mm,可以满足实际应用需。     

齿轮传动型光纤弯曲损耗位移传感器及其实验研究

针对传统光纤弯曲损耗位移传感器线性度不高的问题,设计了一种齿轮传动型光纤弯曲损耗位移传感器,并用理论证明了被测位移量与光纤弯曲损耗之间呈线性关系,并进一步做了实验研究.实验结果表明,本传感器的灵敏度与理论计算结果相符,并具良好的线性度与测量精度,便于在实际工程中应用,有有着较好的市场应用前景.     

光纤微弯传感器技术的发展与应用研究

光纤微弯传感器是一种强度调制型光纤传感器,通过光纤微弯曲导致传输光强度的损耗变化,来测量压力、温度、加速度、应变、流量、速度等环境参量;介绍了光纤微弯传感器的工作原理和特点,并详细论述了国内外光纤微弯传感器技术的发展与应用,最后,分析了光纤微弯传感器存在的局限性。     

一种单光源半导体温度传感器的研究􀀁

一种新型的单光源半导体温度传感器，利用光开关控制设置参考通道。实验结果表明，本系统可以较好的补偿光源波动，环境影响，探测器老化，光纤传输损耗变化等影响，减小了误差，提高了精度。     

光纤法珀应变传感器波长检测量化误差理论分析

介绍了光纤法珀应变传感器的基本原理,通过钢衍梁连续加载实验发现了应变误差有规律的跳动现象,并在误差理论的基础上深入分析了影响传感器精度的因素,提出了光探测器件本身波长感知的不连续性是造成传感器误差的重要原因,并对此进行了实验仿真,验证了我们的分析,对于进一步提高传感器的精度有较强的实际意义。     

光纤应变传感系统初始损耗研究

利用单模光纤的弯曲损耗特性,设计了基于光强调制的缠绕式光纤应变传感器,从不同缠绕直径、缠绕螺距和缠绕圈数三方面研究了其与传感器初始损耗的关系,得出了光纤初始损耗随光纤缠绕直径的增大、缠绕螺距的减小和缠绕圈数的增加而增大的结论。     

基于光纤微弯原理的应变式传感器技术研究

光纤作为近代高科技的产物,在国民经济的诸多领域（尤其在通信领域）得到了广泛的应用．。在绝大多数的应用场合,总是力求最大限度地降低光纤的传输损耗,而微弯传感器技术恰恰利用了外界扰动与光纤的传输损耗关系来实现传感器功能。本文阐述了光纤微弯损耗机理和光纤微弯传感器的工作机理,在此基础上提出了光纤微弯应变传感器系统设计模型,并据此设计了光纤微弯应变传感器系统设计模型,并据此设计了实验系统,长期的实验结果表     

具有亚毫微米分辨率的光电位移传感器

本文设计了用于超精密加工技术的具有亚毫微米分辩率的超精密光电位移传感器。这种传感器的设计原理是:当被测表面有一微小位移时,其表面的反射光在某一特定点的光强变化具有很高的灵敏性。该传感器由单一光源、被测物及参考表面、用于反射光传输的光纤束和光电二极管等构成。实际测量时,通过光纤束传输的单一光源的光照射枝测物表面和参考表面,两表面的反射光又通过光纤束传输到两个独立但等同的光电二极管上,通过差动放大器,光电二极管给出包括反射光全部信号在内的高灵敏度位移信号。这种传感器在性能上具有某些显著的特点,如:非接触测量、0.5nm的高分辩率、线性误差在5％以内的约30μm宽的工作范围,以及可以充分满足一定研究目的的每20秒仅漂移1nm的稳定性。     

测试光纤光功率损耗标准的发展

在1998年8月,电信行业协会（TIA）发布了T1A526—14-A标准,即安装的多模光纤线路的光纤光功率损耗测试标准,该标准介绍了采用以发光二极管或激光作为光源的功率计来测试多模光纤光功率损耗（衰减）的各项规格。     

一种分布式光纤温度传感器的校准方法

根据分布式光纤温度传感器的测温特性和温度计量校准要求,对分布式光纤温度传感器的空间分辨率和测温准确性进行了试验研究.通过选取不同校准基准点、不同光纤环长度和不同光纤的位置设计试验,分析了分布式光纤温度传感器不同的测温曲线和测温误差,提出了一种提高分布式光纤温度传感器测温精度的校准方法.试验表明,该方法测温稳定性好,误差满足精度要求.     

重金属离子敏光纤舌信号处理仿真研究

基于高斯函数与光谱信号的相似性,采用高斯函数来对离子敏光纤传感器阵列—光纤舌信号进行仿真。利用Matlab对光纤舌可能检测到的发生光谱叠加的光谱信号进行分离和相对误差分析。从仿真结果可知,采用相应的算法可以减小由于重金属离子敏感膜的离子间干扰引起的光谱重叠误差。在此基础上,进行了带有光噪声光纤舌光谱叠加信号的信号处理仿真,为实际光纤舌的制作和光谱信号处理提供了理论依据。     

柔性结构形态重构的感知网络优化配置研究

以航天结构健康监测为研究背景,针对柔性板状结构形态重构的感知网络进行优化配置研究.在基于应变模态的结构形态重构算法中,以应变位移转换矩阵的条件数作为传感器优化配置的优化准则,以结构形态重构误差作为优化效果评价指标,采用一种改进的模拟退火算法对传感器优化配置进行了研究.针对传感器优化配置中的传感器数量、位置、方向以及多个目标的综合进行了传感器配置优化设计,仿真结果显示通过传感器配置的优化设计,可以有效地提高柔性结构的形态重构效果.最后,通过实验验证了传感器优化配置的有效性,为结构形态重构的感知网络优化配置提供了一定的理论依据.     

基于光纤微弯传感器的汽车动态称重系统设计

为解决目前汽车动态称重过程中存在的电磁干扰和精确度低的问题,在分析光纤微弯传感器测量原理的基础上,提出了一种基于光纤微弯传感器的汽车动态称重系统.压力的变化引起传感光纤发生弯曲变形,产生输出损耗,通过测量输出光强的变化实现汽车重量的动态称量;设计相应的光电转换和采样放大电路,并采用小波变换对采样信号进行去噪处理.对光纤传感系统的静态响应特性进行验证表明:在0～3 000 kg的范围内光纤传感系统具有良好的线性响应特性,灵敏度为3.8 mV/kg;动态响应实验表明:当汽车通过速度小于15 km/h时,光纤微弯动态称重系统的测量误差小于5.4%,能够满足动态称重的需要.     

改进小波算法在光纤温度传感器中的应用

针对在分布式拉曼光纤温度传感器系统中,由于拉曼散射信号弱、噪声强而造成的温度测量误差问题,提出了一种改进小波算法模型。该算法在传统模型极大值小波算法基础上,引入信号相关性特性来提升捕捉信号与噪声的能力,同时结合小波分解尺度自适应方法,消除分解尺度不匹配造成信号丢失或噪声未滤除的情况,并在Matlab仿真软件中对比了此算法滤波的优越性,利用3 km分布式光纤测温系统进行验证。实验结果表明,处理后的温度较算法前的温度总体平均误差缩小0.5233℃。     

瞬态高温测试中蓝宝石光纤传感器的误差补偿

蓝宝石光纤温度传感器是一种利用蓝宝石单晶光纤端部镀以Pt,Ir等贵金属或耐高温陶瓷薄膜做为光纤传感头的新型传感器,这种方法基于黑体辐射原理。为了解决瞬态高温测量中存在的非线性误差问题,分析了蓝宝石光纤温度传感器的黑体辐射原理和非线性误差的来源,给出了温度误差的修正方法,并利用标准红外辐射测温仪进行温度校正。校正后的结果能够满足实际测温需求。     

基于虚拟仪器技术的EFPI光纤微位移传感器数据处理系统

设计了一套EFPI光纤微位移传感器数据处理系统.该系统以虚拟仪器技术为设计思想,采用SICL (标准仪器控制库)函数,用面向对象软件设计技术编写系统程序,实现了对光纤传感器光谱测试和腔距实时监测.实验结果表明该系统基本达到自动化和实时化操作,为将来传感器实际应用时的数据处理提供了参考方案.     

Real-time measurement of multipoint hetero-core fiber optic binary sensors based on optical pulse loss change

Hetero-core fiber optic sensors can transmit sensing and communication signals on a single fiber optic transmission line and have numerous advantages for environmental information monitoring such as home security. Moreover, these sensors are cost effective due to their temperature independence and light-intensity-based measurements. We have previously developed a hetero-core fiber optic binary sensor that can be connected in series to detect the number of doors and windows that are opened or closed. In this paper, we propose an improved method for using hetero-core fiber optic binary sensors that are connected in series, which are referred to as binary switches. A unique pulse loss change enables the states of the connected switches to be identified. As a result, the total optical loss in the transmission line is reduced. Therefore, the number of binary switches connected in series can be increased on a single transmission line. The unique pulse loss peaks can be controlled by the action of a flat spring and by adjusting the position of the flat spring inside the binary switch module. Typical pulse peaks of each binary switch are from 0.13 to 0.75 dB in the positive direction and from −0.47 to −0.03 dB in the negative direction, while the typical insertion loss is from 2.23 to 2.61 dB, depending on the position of the hetero-core segment within the binary switch module. The connection of two binary switches in series is successfully demonstrated for monitoring the optical loss change on a single transmission line. The results of the present study show that the number of binary switches connected in series can be increased significantly on a single transmission line.