金属线膨胀系数测定仪研究

在金属线膨胀系数测量中,通过引入半导体恒温加热器与温度自动控制电路配合实现温差控制.通过光纤位移传感器测量微小位移.对现有的仪器进行改进,可以更加精确地测定金属线膨胀系数.     

光纤几何参数自动测量技术

介绍了一种光纤几何参数自动测量的新技术，利用图象扫描和脉冲计数方法获取光纤截面的边缘信息，用微机进行数据采集和处理，有效地提高了测量系统的分辨率和测量速度，实验结果表明：该测量系统的测量重复性达0.1um，分辨率可达0.05um，单个光纤试样的测量时间<1min。     

叠加法测量光纤功率计非线性

介绍了全光纤化光纤功率计非线性的宽动态范围测量系统,利用该系统可以测量光纤功率计相邻量程的不连续性.文中给出了具体测量数据,并对测量结果进行了不确定度分析.     

基于光纤光栅的扭矩测量系统设计

提出一种新的基于光纤光栅(FBG)技术的扭矩测量方法.分析了光纤光栅的传感机理,推导了扭矩与中心波长之间的数学关系,建立了双光纤光栅扭矩测量的理论模型.搭建实验平台,采用曲线拟合算法,对实测数据进行分析和处理,该扭矩测量系统的灵敏度达到22.89 pm/(N·m),最大非线性误差为0.23% FS,符合测量系统的误差要求,验证了此种扭矩测量方法的可行性.对温度补偿实验数据的分析表明:半桥式光纤光栅测量方案具有良好的温度补偿特性,能够补偿温度变化引入的测量误差,从而提高测量精度.     

光纤干涉测距系统及其定位信号处理

提出一种将目标定位过程和测量过程分开的绝对距离测量系统。系统引入光纤干涉方法提高了其柔性和抗干扰性能,并利用已精确标定的光纤组实现了量程的倍增,扩大了系统的测量范围。文中论述了系统的基本原理和数字化定位信号处理系统,并给出了相应的实验结果。     

水中微量矿物油污染的光纤荧光监测技术及应用研究

通过对水中矿物油的荧光光谱特性进行理论分析和实验研究,提出并实现了监测水中微量矿物油含量的光纤荧光测量系统,进行了系统性能测试和现场应用实验研究。实验结果表明：应用光纤传感与传输技术的荧光法矿物油测量仪器,其理论正确、设计方案合理,为水中石油污染监测提供了一个全新的技术手段。     

一种新型光纤干涉测距系统及其定位信号处理

本文提出一种新型的光纤干涉测距系统 ,可以测量 1m以上的绝对距离。整个系统采用两部分干涉结构 ,分别对目标进行定位、光程调谐以及对距离的测量 ,并通过引入已精确标定的光纤进行光程倍增以扩大系统的动态范围。文中论述了系统的基本测量原理及其数字化定位信号处理系统 ,并给出此定位信号处理系统的实验结果     

大芯径大数值孔径光纤测试系统测量不确定度评定

简述了大芯径大数值孔径光纤测试系统的测量原理,建立了测试系统的数学模型并对该系统的测量不确定度进行了评定。     

基于DSHI的窄线宽光纤激光器线宽测量

窄线宽光纤激光器的线宽作为相干光学系统的重要参数需要进行准确的测定,延时自外差法(DSHI)是测量窄线宽比较理想的方法.本文讨论了DSHI测量线宽的基本原理,根据DSHI的功率谱表达式,利用MATLAB程序对不同光纤延迟线长度条件下的DSHI功率谱进行了仿真,并分析和讨论了光纤延迟线长度对线宽测量结果的影响.建立了1550 nm波长的DSHI线宽测量系统,对IPG公司的光纤激光器线宽进行了测量.该系统用示波器代替频谱仪,并采用FFT软件算法对示波器获取的光电流信号进行分析,测得该激光器的线宽约为16 kHZ,在理想的精度范围内.     

基于普通光纤的分布式温度传感系统

介绍了一种以标准多模光纤代替高掺锗的特种光纤作为感光纤的分布式光纤温度传感器系统。应用系统进行温度测量取得了较好的实验结果。     

复合材料热膨胀性能研究

本文研究了单向纤维增强复合材料的热膨胀性能。引进界面粘结系数C,利用热弹性理论推导出经C修正后的线膨胀系数计算公式。由MOM型综合热分析仪测量了玻璃纤维和碳纤维复合材料在不同界面情况及不同纤维体积含量时的线膨胀系数。理论计算值与实测值相当接近,相对误差小于10%。     

激光干涉仪在纳米测量中的典型应用

激光干涉仪具有测量分辨力高、测量结果可溯源等优点,在纳米测量中的应用日益广泛。介绍纳米测量机和低膨胀材料线膨胀系数测量装置中应用的迈克尔逊型激光干涉仪以及在高准确度位移测量装置中应用的法布里-珀罗型激光干涉仪,并结合这些实例对激光干涉仪光学系统设计、测量环境控制、迈克尔逊干涉仪非线性误差补偿以及法布里-珀罗干涉仪量程扩展等方面的关键问题进行分析和总结。所述原则和方法对实现纳米级测量准确度具有重要意义,可为高准确度激光干涉仪的研制及其在纳米测量中的更广泛应用提供技术参考。     

一种用于线膨胀系数测量的高稳定性激光干涉系统

介绍了一种可以对材料长度变化进行测量的高稳定性双光程激光干涉系统,由于该干涉系统的测量光路和参考光路具有相似的传播路径,光程差仅由被测试样的长度引起,干涉系统具有较强的抵抗环境温度变化和振动等外界干扰的能力。通过平晶反射膜测量试验,对干涉系统的稳定性进行了验证,结果表明在6. 5 h内测量数据的标准偏差为4. 2 nm。该激光干涉系统可用于材料尺寸变化(如线膨胀系数)的高准确度测量。     

Temperature-insensitive fiber Bragg grating tilt sensor

A temperature-insensitive optical fiber tilt sensor is presented. The sensor scheme uses a prestrained fiber Bragg grating to sense the strain, which depends on the tilt angle. To compensate for the temperature effect, materials that have different linear thermal expansion behaviors are used for implementation of the sensor body. The differentiation in the linear thermal expansion would then cause a counter effect to the original temperature effect. Experimental tests show an accuracy of +/-0.167 degrees in tilt angle measurement. A temperature stability better than +/-0.33 degrees over the temperature range from 27 degrees C to 75 degrees C is demonstrated. The resolution 0.0067 degrees in tilt angle measurement is achieved by using our preliminary sensor with a dimension of 1 6 x 5 x 5 cm(3).     

A novel temperature sensor and variable optical attenuator based on a high-birefringence fiber loop mirror

A novel variable optical attenuator based on a high-birefringence fiber loop mirror is described. The fiber loop mirror is placed in a controlled-temperature chamber. As the temperature is increased, the transmission spectrum exhibits a shift, while virtually not changing its shape. The degree of attenuation at a wavelength of 1558 nm exceeds 30 dB, while the introduced losses are about 2.5 dB. The temperature-induced shift of the spectrum is strictly linear. The response of the temperature sensor based on this effect is linear with a correlation coefficient of 0.9997. The obtained experimental data are interpreted based on the results of numerical modeling.     

基于多模态展开的黏弹性材料复纵波波速反演方法

黏弹性材料广泛应用于水下航行器的降噪、减振或消声,精确获取其动力学参数的需求随着数值仿真技术发展而迅速提升.针对参数获取的声管测量方式,提出了一种使用复反射系数对黏弹性材料复纵波波速快速反演的方法.通过引入多模态展开方法,将复纵波波数超越方程的复平面搜根问题转化为展开系数系统矩阵特征值分解问题,推导出了三种典型背衬情况...     

Multifrequency erbium-doped fiber laser operating at room temperature

A method to realize room-temperature operation of a multifrequency Er-doped fiber laser with low-frequency shift feedback placed within a linear laser cavity is theoretically proposed and experimentally demonstrated. Simultaneous multiwavelength lasing with 0.5 nm wavelength spacing is experimentally demonstrated by applying a sinusoidal signal of 10 kHz to a fiber phase modulator inserted within the linear cavity to prevent single wavelength steady-state oscillation. In the linear cavity, an all-polarization-maintaining fiber Sagnac loop is used as a periodic filter, and a single-mode fiber loop with a polarization controller is used as a partial reflector and also as an output port.     

Measurements of the thermal expansion coefficient of 1Cr18Ni9Ti stainless steel with a laser scanning microdisplacement detection technique

A laser scanning microdisplacement detection system has been developed to measure the thermal expansion coefficient of materials over the range from room temperature to 1200 K. The measurement apparatus consists of a dynamic heating device, a microdisplacement detection system, and a microcomputerbased high-speed data acquisition system. The specimen is dynamically heated from room temperature to 1200 K by passing a large electrical current through it. The thermal expansion of the specimen is detected by the laser detection system, which records the shift of Fraunhofer diffraction fringes with a photodetector. Measurements of the mean linear thermal expansion coefficient of 1Cr18Ni9Ti stainless steel in the range of 300–1200 K are described. The results are compared with other reported values of the thermal expansion coefficient. The maximum deviation between them is about 2.3% at the highest temperature, 1200 K.Paper presented at the Tenth Symposium on Thermophysical Properties, June 20–23, 1988, Gaithersburg, Maryland, U.S.A.     

基于光学互易回路的全光纤电流互感器的研究与应用

针对传统有源电磁式互感器易饱和、稳定性与抗干扰能力差、安装受限等问题,本文基于Faraday磁光效应,设计了一种无源全光纤电流互感器,通过旋光角来测量被测电流;设计互感器以HB Spun光纤作为传感元件,无饱和现象,可用于大电流测量;利用光学互易回路,消除光路中温度、光纤缺陷等因素对旋光角测量的干扰;采用反射式光路将电场引起的旋光角放大4倍,实现小电流的精确测量;传感元件采用柔性传感光纤环结构,形状可变,适应复杂空间内电流的测量。对比了不同圈数的柔性光纤传感环与标准电流互感器的测量精度,结果表明,本文设计的光学互易回路可以消除温度对电流测量的影响,全光纤电流互感器在-5℃~70℃全温度范围内精度为0.5,可实现小电流的精确测量。     

超声水浸法高精度测量玻璃材料声速的研究

材料的声速与其杨氏模量和密度有关,通过测量材料的声速可以评价材料的特性。相关研究表明,超低膨胀玻璃的声速是评价其热膨胀系数的关键参数,通过测量声速可以实现对超低膨胀玻璃热膨胀系数的间接无损测量。针对市售的超声声速测量仪器存在系统复杂且不易集成化的问题,结合高精度的数据采集卡设计了超声信号采集显示软件,并基于超声水浸脉冲反射法搭建了高精度的声速测量系统,系统结构简单,操作方便且较易集成化。采用该测量系统对制备的超低膨胀玻璃样品的声速进行了测量,结果表明该系统具有较高的声速测量分辨率,声速分辨率可达为0.2 m.s^-1,为使用超声声速法高精度测量超低膨胀玻璃的热膨胀系数奠定了研究基础。