基于全光纤干涉的新型光纤长度测量系统

设计了一种新型的光纤长度测量系统,该系统基于全光纤干涉系统,通过扫频系统和压电陶瓷实现对两束相干光信号的相位差进行调制,并在信号处理端检测出待测光纤的消光频率从而计算出待测光纤长度.与传统的时域反射仪(OTDR)测量方法相比,该系统不存在测量盲区,适用于各种长度光纤的测量.从理论上分析了系统的可行性,并用实验加以验证.实验结果表明该系统的测量结果与OTDR基本一致.     

基于保偏光纤的应力传感系统设计与测试分析

提出了一种基于保偏光纤的应力传感及测试系统,讨论了保偏光纤在外部应力作用理偏振态的变化情况.从理论上分析了该传感系统的工作原理,搭建了实验系统,对光偏振度变化情况进行检测,采用DSP系统对实验结果进行实时采集处理.通过对外处理结果进行分析,论证了保偏光纤应用于传感系统的有效性.     

干涉系统高精度数据采集电路的设计

偏振耦合对光纤陀螺的系统性能有直接影响.设计了光纤寄生偏振耦合测试仪(DPCA)中的高精度数据采集电路.通过FPGA控制步进电机的扫描以及AD转换器的数据采集.对FPGA内部功能采用集中控制的设计方法,简化了系统设计.     

一种新型的光纤光栅波长解调系统

通过理论分析建立了扭转高双折射光纤的数学模型,提出一种利用扭转高双折射光纤实现光纤光栅反射波长的解调方法.理论和实验表明,该系统具有10nm的准线性解调制范围,线性度好,易于实现.     

提高光纤传感测量精度的方法研究

采用激光干涉原理实现了微位移光纤传感测量.通过对光学系统和光电检测系统的研究,总结出提高光纤传感测量精度的方法,文中对微弱光信号的相位调制,数字解理过程,给出了低噪声设计的理论依据,电路参数的选取原则和预放级设计的一般方法.系统微位移测试精度约0.05nm.     

光纤多气体检测系统的研究

采用光纤光栅波分复用技术,通过光纤光栅和压电陶瓷对LED进行波长调制,获得与气体吸收峰对应的窄带反射出射光,检测二次谐波,实现多气体浓度检测.建立了谐波检测的数学模型,进行了C2H2和CO测量系统的研究.     

光纤光栅传感器实时解调系统

通过对FPGA和可调光纤F-P滤波器原理的研究,设计了一个具有高速率、高精度、低成本等优点,并且可以直接输出对应于波长变化的电信号,实现准确的多点实时测量的解调系统。文中给出了该系统的主要器件选择以及软硬件设计方案。实验证明,该解调系统的动态扫描范围达50 nm,分辨率达到1.8 pm.     

隧道控制系统中OMRON CS1系列PLC的典型应用

本文针对OMRON CS1系列PLC在西部开发省际公路通道重庆至长沙公路水江至界石段高速公路隧道监控系统中的应用,介绍了隧道监控中PLC在通风、照明、诱导、消防子系统中的应用等内容.系统通过对隧道内外环境和机电设备进行监控,既能满足高速公路隧道对交通、照明和通风等系统的控制要求,又达到整个系统的协调和节能目的.本系统充分利用OMRON PLC的以太网组成光纤冗余环网实现网络通讯的传输,提高了系统的可靠性、稳定性和抗干扰能力.     

超声激励-光纤光栅传感的板结构损伤识别

为实现利用光纤光栅代替压电陶瓷进行固体中超声波信号的检测和结构损伤的识别,搭建了超声激励-光纤光栅检测系统.系统采用超声波探伤仪激励超声探头从而在薄板中产生超声波,利用粘贴型光纤光栅对超声波进行测量,用基于可调激光光源的解调系统实现光纤光栅中心波长的解调.分析了该检测系统的工作原理,理论推导了其输出电压与所测超声应变的关系式.在此基础上,首先,将该装置用于5052铝合金板中超声波声轴线声强分布特征的研究,验证了该装置用于板中超声波信号测量的可行性;然后,利用该装置分别进行5052铝合金板中2处直径为6 mm的孔缺陷的检测,实验证明,当板中出现孔缺陷时,光纤光栅所测波形中将出现新的波包,可通过损伤前后新增波包到来的时刻确定孔的位置,两孔的缺陷定位偏差分别为3.3 mm和0.8 mm.     

基于光纤传感器的分布式液位测控系统

针对现有液位测控系统的不足,设计了一种新型的基于光纤传感器的分布式液位测控系统.系统利用强度补偿反射式光纤位移传感器测量和传输信号,使用单片机完成多通道数据实时处理并控制外部电路工作,通过USB接口实现了下位机与PC机的通信.实验表明,系统实现了多处液位实时显示和超限报警功能,具有性价比高、可靠性强、精度高、本质安全和易于维护操作等特点,具有较高应用价值.