基于衍射解调的新型光纤光栅高温传感网络

基于光纤布拉格光栅(FBG)高温传感特性,设计了一种基于波长调制的耐高温光纤光栅传感网络。系统设计了新型封装结构的耐高温光栅传感头。并针对传统FBG传感网络结构可靠性低的缺点,设计了一种高可靠分布式传感网络结构。采用InGaAs图像传感衍射解调技术对光反射波长进行解调。20～290℃范围测试实验表明,所设计的传感网络温度响应曲线平均线性度达0.9991,灵敏度为0.0258nm/℃,测量精度达±0.6℃,响应时间小于16s,稳定性高,适用于实际工作环境中的高温测量。     

复杂生物传感网络的节点优化定位模型仿真

根据复杂生物传感器网络节点的定位和数据监测的需要,构建生物传感网络的模型,设计了基于强跟踪滤波的集中式扩维量化融合算法.该算法采用预加重方法补偿节点之间的系统功率衰减,通过动态跟踪信号功率的变化,得到传感器融合中心最终的节点定位状态信息矩阵;通过强跟踪滤波,提高抗干扰能力,实现传感网络节点定位模型改进.结果表明,采用该算法进行复杂生物传感网络节点定位,能有效提高节点定位的准确性,定位误差较小,定位时间较快,稳健性和抗干扰性较好.     

多传感器数据关联与状态跟踪算法分析

本文针对给定区域内目标运动状态跟踪检测环节,多传感器跟踪系统获取测量数据与实际状态间存在较大偏差的问题,拟提出一种建立多目标数据关联、支持多传感器航迹融合的目标运动状态跟踪算法。将全局最近邻算法与改进后的全局最近邻算法进行组合,构建给定空间内不同目标间相对距离测量算法,建立目标测量结果与预测值间的相似度矩阵,保证数据关联结果的准确度;基于粒子滤波算法在利用单传感器检测目标时因干扰因素出现的偏差,引入FOA算法实现对融合系数的优化,获得目标状态的精准估计结果;在此基础上,利用粒子滤波优化算法建立分布式结构下多种电化学传感器的航迹融合算法,经均质化处理实现多个传感器航迹的融合与加权处理,最终仿真实验结果显示该算法可有效提升对融合航迹下目标的跟踪精度,为多传感器跟踪系统的开发设计提供重要参考。     

模糊贝叶斯网络融合多传感器故障信息可靠性方法

传感器作为测量被控系统输出信号的主要装置,从多类型传感器的故障数据中提取有价值信息,综合不同传感器数据,整合同类型的数据,融合信息优化数据结果,以便准确获得有效信息。在此运用贝叶斯网络的条件概率描述了模糊信息,分析并提出模糊贝叶斯网络多传感系统,建立可靠性模型,该方法应用到飞行器不确定分析过程来处理多传感器模糊故障信息,实验证明可提升系统的分析效率。     

分布式光纤拉曼光子温度传感器的研究进展

研究和讨论了分布式光纤传感器系统的测温方法和原理,介绍了国内外的研究概况、存在的问题和当前的研究趋势,探索了新一代光纤非线性效应的光纤传感机理。提出了光纤非线性散射效应的融合原理,研究和设计了一系列基于光纤拉曼与布里渊散射的分布式光纤传感器,采用光纤色散与损耗光谱的自校正方法提高了系统的可靠性、空间分辨率和测温精度;采用脉冲编码调制光源,提高了系统的信噪比和测温精度。     

无线电／激光高度表复合测高技术研究

无线电高度表和激光高度表是巡航导弹上用于探测地形高度的2种主要传感器,激光高度表具有探测精度高、抗电磁干扰能力强的优点;而无线电高度表不受天气和环境的影响,可全天候使用。因而,将无线电高度表与激光高度表进行复合探测,有利于提高地形探测精度,并增强系统抗干扰能力。在高度表测量方程的基础上,基于卡尔曼滤波公式和简单融合算法,给出了无线电／激光多传感器的滤波及融合模型;并利用M atlab对多传感器融合效果进行了仿真。仿真结果表明：基于多传感器融合的高度测量系统的精度比单个传感器的测量精度要高,且系统的稳定性和可靠性更强,所设计的基于无线电／激光高度表多传感器数据融合的高度测量算法是有效的。     

具有温度补偿功能的等应变梁双FBG真空静电电压传感器

为了实现高电压的精确测量,提出了一种具有温 度补偿功能的光纤布拉格光栅(FBG)真空静电电压 传感器。基于所设计的真空静电传感器 构建了高压静电电压传感实验系统,实现了静电电压的精确测量;同时,利用参数一致的双 FBG结构方案,实现 了传感器的温度补偿功能。实验结果表明:本文传感器可实现5～39 kV直流高压和交流高压有效值的测量,并且 能够达到较高的精度,5～12 kV的计算精度为1.25%,12～39kV的计算精度为0.55%,传感 曲线的拟合度为 0.99976。本文构建的系统,抗干扰能力强、精度高和 稳定性好。     

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。     

新型耐高温FBG传感系统研究

为解决传统的高温传感器不能满足对电解Al槽温等高温环境的实时在线测量问题,提出了基于波长调制的光纤Bragg光栅（FBG）高温传感系统,设计了一种新型封装结构的耐高温FBG传感头,具有体积小、灵敏度高和线性度好等特点;采用了基于InGaAs图像传感器衍射解调技术对光反射波长进行解调,缩短了系统的响应时间,提高了测量精度...     

基于多传感器的数据融合算法研究

文中提出基于多传感器的数据融合算法,该融合方法先对数据进行一致性检验,剔除传感器测量的异常数据,得到最优数据集;其次以支持度与自适应加权估计理论为基础,提高融合数据的精确度,该算法不需要提前知道任何先验条件。实际应用结果验证了算法的准确性,并进行了Matlab仿真。仿真结果表明,此方法计算简便,可以获得比有限个传感器的算术平均值与传统的自适应加权算法融合值更精确的估计结果,具有较高的可靠性和抗干扰性,可用于测量结果具有正态分布特性的多传感器测量系统。