深基坑周边位移实时监测系统的研发

位移监测是保障深基坑施工安全的重要措施之一.针对常规基坑位移监测方法存在的问题与不足,开发了无接触、遥控、高精度和高可靠性的激光位移实时监测系统.系统借鉴激光准直测量原理,采用半导体激光器提供基准激光束、光纤-光敏管阵列实现光电转换、单片机数字电路进行数据采集和预处理、数字信号经调制解调器进入监控计算机,最终由计算机实时绘制位移-时间曲线.根据位移-时间曲线评价基坑的稳定性.实用中的监测系统的监测精度为0.5 mm,监测仪的最大位移量程为96 mm,激光器的有效射程为100 m.     

量程可任意扩展的光纤位移传感器

从理论和实验两方面研究了在精度保持不变的前提下,量程可任意扩大的光纤位移传感系统。采用光源强度可以自动补偿的方法,克服了传统光纤传感器的缺点,从而达到保精度、扩量程、光源自动补偿的目的。数据采集卡的使用实现了数据的实时采集、实时处理,使测量速度得到了提高。     

基于光纤光栅的多参量流体测量系统

提出了一种以光纤光栅传感器为核心单元的多参量流体测量系统,通过不同结构封装实现应用光纤光栅对流体的温度、压力和流量3个重要参量的测量,这几个不同参量的光纤光栅传感器通过串联组网接入到高速光纤光栅解调系统,实现动态高精度测量。实验标定表明传感器具有良好的线性和重复性,测量系统的分辨率和精度完全满足流体参量测试的要求,在水利和化工领域的流体在线监测中具有重要的应用价值。     

超长距离光纤布拉格光栅传感系统

提出了基于可调激光器和声光脉冲调制的光纤布拉格光栅(FBG)传感系统,同时利用掺铒光纤放大器(EDFA)和拉曼放大相结合的放大方案大幅度提高了光纤布拉格光栅传感系统的传输距离,达到了300 km的超长距离传感.该系统通过前端的EDFA和末端的拉曼泵浦光源来补偿光纤布拉格光栅反射的光功率.系统在低于275 km长度时获得...     

一种基于ZnO随机激光的采集与解调系统

针对目前随机激光的选模研究状况,根据光纤光栅的反射特性,采用光纤光栅阵列结构设计了一种可调谐的紫外激光器的采集与解调系统并进行了相关实验。通过实验结果可以看出该系统可以通过计算机扫描电压调节PZT驱动参考光栅,较理想地实现随机激光器的单模输出,系统的波长解调精度可达5 pm以内。该系统的提出,是随机激光和可调谐紫外激光器研究中的一种很有价值的尝试。     

光纤布拉格光栅监测系统在现场监测混凝土挡土墙早期性能中的应用（英文）

应用光纤布拉格光栅温度传感器和应变传感器现场监测了混凝土挡土墙浇注早期的变形和温度变化情况。由于光纤布拉格光栅同时感应温度和变形,需要用布拉格光栅温度传感器对应变传感器进行温度补偿。监测结果表明,光纤布拉格光栅监测系统适用于混凝土早期性能的现场监测,通过与普通传感器监测结果对比,光纤传感器的结果更稳定,准确,且该监测系统可继续对混凝土结构的中长期性能进行实时监测。     

光纤光栅温度传感器应变补偿系统研究

提出采用D-S证据理论融合的多传感器信息融合BP神经网络模型方法,来解决光纤光栅温度传感器的应变补偿问题,即改善光纤光栅的交叉敏感现象。通过程序仿真和实验证实,此方法可以实现对光纤光栅温度传感器的应变补偿,达到光纤光栅温度传感器温度和应变的精确分离,其测量温度误差约为10-2,同时有效地抑制了光纤光栅传感器非线性的影响。     

基于生物质发酵的硫化氢浓度检测系统

针对分析化学法检测气体成分存在无法连续测定和现场测定的缺陷,设计了一种利用三电极电化学传感器作为气敏元件的实时检测方案检测生物质发酵沼气中的硫化氢浓度。方案以MSP430F169单片机为核心,借助电化学传感器对硫化氢浓度信息进行采集、处理、显示和传输。系统达到了实际检测的精度需求,且测量具有高度的可重复性和线性度。此外,系统采用了中位值滤波和温度补偿算法,提高了系统的稳定性。     

新型光纤Bragg光栅锚索预应力监测系统

针对预应力锚索检测的问题，在分析预应力传感器研究现状的基础上，提出了采用光纤Bragg光栅传感技术进行锚索监测的新方案，详细介绍了光纤Bragg光栅锚索预应力监测系统的工作原理及主要构成、进行了工程现场与常规的电测技术的对比实验。结果表明：光纤Bragg光栅传感器具有高的精度，抗干扰能力强，结构简单，长期稳定性高，实现实时、在线监测。     

光纤环内部温度场的分析和补偿

根据光纤陀螺在实际应用环境中温度的干扰,分析了光纤陀螺的内部热源,建立光纤环随温度变化的数学模型,设计和完成了光纤环在全温范围(-40℃~+60℃)的温度实验,分析光纤环的内外温差,确定补偿模型的系数,并对光纤陀螺在全温范围内的测试输出进行补偿。经验证,通过热设计和温度补偿有机结合的方式,光纤陀螺的零偏稳定性可以提高一倍,可以保证光纤陀螺长时间的稳定性和精度。     

一种编码式光纤光栅温度传感检测系统的研制

介绍了一种新的大容量编码式光纤光栅传感测量技术，引入了一种由编码式光纤光栅作为传感探头的温度传感检测系统。该系统采用双波长编码技术．对检测点的位置和温度同时进行编码测量，系统具有精确度高、稳定性好、信息量大等特点。特别是双波长编码测量技术的采用．系统由一维编码增进到二维编码，极大地提高了系统的检测容量，克服了传统的一维编码系统由于光源有限带宽导致的信息容量限制。由于在光纤的同一位置集成多个传感探头，降低了成本，该系统具有很好的市场应用前景。     

基于波长扫描极值解调法的FBG温度检测系统

光纤光栅波长偏移检测技术是光纤光栅传感系统的关键技术之一。探讨用LabVIEW编程实现基于波长扫描极值解调法的FBG波长检测系统,利用可调谐激光器具有编程控制的功能,系统在光源输出不同扫描步长的条件下测试了FBG的温度特性。比较两种峰值计算方法的优缺点。实验结果表明:解调系统具有很好的稳定性。     

减小光纤陀螺零偏的温度补偿研究

在对光纤陀螺仪获取大量的实验数据的基础上,针对光纤陀螺仪的零值偏移,利用最小二乘法建立一种温度补偿模型。利用该模型对新测的实验数据进行了补偿。补偿结果表明:光纤陀螺仪经该模型补偿之后,零偏基本上减小了一个数量级,并进一步提高了零偏稳定性,补偿效果明显。     

光纤式闸门开度测控系统

采用先进的光纤传感技术和可编程控制技术,研制出了一种新型的光纤式闸门开度测控系统,应用于大型船闸（特别是多级船闸）闸门的开度测量,由于实现了光测光传,解决了大型闸门运行中的检测、控制和同步难题。该套系统具有测量范围宽,测量精度高,抗干扰能力强和可靠性好等特点,特别适合各种复杂恶劣环境条件下运行的闸门开度测量与控制。     

光纤白光应变测量系统的被动式温度补偿方法与实验研究

提出了一种应用于光纤白光干涉测量系统的温度补偿方法,在白光干涉测试光路、光程解调部分的温度屏蔽和隔离的前提下,采用多路温度传感器对光纤光路、光程匹配光纤、解调机箱内的温度进行实时监测,建立线性回归温度补偿模型,实现测量系统的温度补偿.实验研究表明:解调系统主要受光路温度、匹配光纤温度和机箱内部温度的影响,利用该补偿方法可以有效地降低温度对系统测量结果的影响,补偿后温度对测量结果的影响降低为原来的1/16.     

干涉型光纤传感器控制工作点的新方案研究

为解决干涉型光纤传感器的相位漂移问题,通过对双光束光纤干涉仪输出光强信号的理论分析和数学推导,阐述了信号各种成份的特点和作用,设计出基于反馈控制稳定工作点的干涉仪解调方案．不但解决了相位漂移的问题,而且给出了解决输出信号波形反相问题、PZT复位噪声问题、光功率起伏直接影响解调结果问题的方案．仿真和实验获得了稳定工作点于正交状态的理想结果．     

双膜盒式光纤压力传感器设计

设计并研究了一种利用双膜片位移进行压力测量的光纤传感器.这种光纤传感器是在通用光纤传感设计实验系统的基础上,利用了三光纤反射调制技术,它可以实现光源强度的变化和光纤中光功率损耗的变化以及反射率的变化自动补偿.理论上,分析了这种传感器的补偿特性,建立并推导了输入输出关系,给出了理论模拟结果.实验上,制作并实现了光纤压力传感器,分别测试了两接收光纤的位移与输出光强度的对应关系曲线,给出了对应两输出光强比值与位移的实验测试结果,验证了理论的正确性.最后,对所设计的光纤压力传感器进行了标定实验,给出了线性输入输出工作特性曲线.     

基于白光干涉原理的光纤传感技术一Ⅱ．光纤白光干涉测量的基本方法

主要介绍了白光干涉光纤传感原理,描述了光纤中光程的变化和被测参数(如:应变和温度)之间的关系,并讨论了白光干涉光纤传感系统中温度表观应变和温度补偿技术.     

A comparing design of satellite attitude control system based on reaction wheel

The disturbance caused by the reaction wheel with a current controller greatly influences the accuracy and stability of the satellite attitude control system. To solve this problem, the idea of speed feedback compensation control reaction wheel is put forward. This paper introduces the comparison on design and performance of two satellite attitude control systems, which are separately based on the current control reaction wheel and the speed feedback compensation control reaction wheel. Analysis shows that the speed feedback compensation con- trol flywheel system may effectively suppress the torque fluctuation. Simulation results indicate that the satellite attitude control system with the speed feedback compensation control flywheel has improved performance.     

全光纤加速度传感技术的研究

证明了光纤适合对加速度场的感知,研究了干涉型全光纤加速度地震检波器,得出光纤的应力应变和被测信号加速之间的关系,综合考虑全光纤加速度地震检波器灵敏频带的要求设计了变化光纤的长度和质量的大小和形状。采用交流相位跟踪零差检测的方法,使振动信号以电的形式得以真实地再现。研制的全光纤加速度地震检波器样机,具有抗电干扰、测量频谱范围宽,检测灵敏度高等优点,且输出信号与待测信号波形一致性好。用压电陶瓷同时完成了相位调制与误差补偿;利用干扰端面镀膜技术提高了反射光能量;采用双横向限制簧片有效地限制了质量块的横向振动。