基于3×3耦合器的Sagnac型光纤电流传感器结构

提出了一种新的Sagnac干涉型光纤电流传感器结构。利用Faraday效应的非互易性,采用一个3×3光纤耦合器实现相位偏置。利用散射矩阵分析了耦合器的输出特性,建立了干涉仪输出信号的数学模型,对耦合器性能对干涉仪灵敏度的影响进行了理论分析,得到了耦合器的最佳耦合比。     

基于Sagnac组合型干涉仪的光纤分布式扰动传感器

提出并研究了基于Sagnac组合型干涉仪的光纤分布式扰动传感器。扰动作用在传感光纤上引起传输光波相位的变化,可以通过Sagnac干涉仪进行检测。所提出的光纤传感器包括三个Sagnac干涉仪,它们共用一个宽带光源(BBS),并通过两个光电探测器(PD)检测干涉信号。由于宽谱光源的相干长度很短,因此只有经历相同路径的两束光会发生干涉,这样的路径存在三条。其中一个光电探测器检测有着相同环路长度的两个Sagnac干涉仪的信号之和,另一个光电探测器检测由法拉第旋光镜和传感光纤组成的干涉仪中的干涉光强。通过对探测器接收到的信号进行数学运算可以对扰动进行定位。实验结果表明,所提出的传感器可以检测并定位扰动。10次实验的最大定位误差为370 m,平均定位误差为270 m。     

光纤周界探测技术原理及研究现状

户外周界入侵探测器是用于户外大面积边界监测的探测器,近年来它受到广泛的注意和市场的重视.目前市场上的这类产品主要基于电缆或微波技术,而随着分布式光纤传感技术的发展,已有多种类型的光纤传感器应用于周界探测.这些光纤探测器有基于光时域反射(OTDR)技术的,有基于干涉仪技术的,还有很多新兴的技术.光纤周界探测器在发展历史上有两个阶段,第一个阶段的探测器只能判断事件的发生与否和类型,第二个阶段的探测器不仅能判断事件类型,还能对事件进行定位.这里对两种类型的光纤周界探测器分别加以介绍,对各种可行性方案的原理及优缺点进行了论述.     

基于Mach-Zehnder干涉的全光纤防区型周界系统

为了对各种防区进行实时监测,准确分辨出入侵行为,提出了一种基于非平衡马赫-曾德尔结构干涉原理的全光纤防区型周界报警系统。对这种干涉结构进行了理论分析和实验验证,并在LabVIEW平台上开发了基于此传感结构的防区报警软件,在运行10d内,此系统准确报警率达95.1%。结果表明,此系统对突发事件有较好的模式识别能力,该结构在防区报警系统方面具有较好的效果。     

基于33耦合器相位解调的光纤声音传感器设计

为了在某些应急情况下无源传输声音信号,采用基于光纤迈克尔逊干涉仪原理光纤声音传感的方法结合了收音弹性盘片和光纤粘接的工艺设计,使用33耦合器相位解调方法对传感信号进行相位解调,实现了一种新型光纤声音传感器系统。给出了干涉仪3路输出信号相位差的表达式,利用最小二乘法拟合求出干涉仪3路输出信号的平均相位差,取得了仿真与实际测试数据。经过测试,该系统可以准确有效地还原出设计带宽内的声音信号。结果表明,该光纤声音传感器系统适用于电磁恶劣等应急环境中,验证了该设计方案的可行性。     

分布式光纤安防系统传感和定位技术研究

提出了一种基于马赫一泽德(M-Z)干涉仪原理的分布式光纤振动传感与定位的技术,该技术可实时检测整个光纤沿线发生的振动信息,并利用该技术设计了一种安防报警系统.分析了该系统的定位工作原理,理论分析和模拟实验表明系统具有很高的检测灵敏度.在总长度为18.46 km的光纤上进行了实验,系统实时地给出振动的位置,平均定位误差为42 m,将光源功率增至300 μW,可对长度26 km的光纤上的振动信号进行定位.     

基于波分复用的光纤多防区周界传感系统

提出了一种新的光纤多防区周界传感系统,采用波分复用技术实现了监控防区和通道的扩展。该系统对传统采用单根传感光纤和反射镜的结构作了改进,并扩展了传感光纤的数量,将多根传感光纤分别置于监控领域内的不同防区,每个防区分别用不同中心波长的光纤布拉格光栅作为反射装置,使每根传感光纤工作在不同的波长。利用波分复用器件与技术,多根传感光纤共用一套干涉系统,实现了多个干涉子系统同时、独立的监测。实验结果表明,该系统可以实现多个分散防区同时、独立的入侵检测和定位,信号响应时间小于1ms,不同防区间信号的串扰小于-20dB。     

干涉型光纤传感器阵列消PIF技术的研究

针对低双折射光纤双光束干涉型传感器两臂偏振态随机变化引起的信号衰落,提出了一种新型消偏振方式,它可以在可见度略有下降的情况下,较好地消除偏振态变化引起的信号可见度的随机变化。该方案是通过相互正交的两个偏振态来补偿由于其中一个偏振态变化导致的干涉信号衰落。通过自动增益控制电路可以使传感信号稳定,能够在信噪比有所下降的情况下消除偏振衰落的影响,实现了干涉型光纤传感器的消偏振衰落。     

基于Sagnac干涉仪的新型声源定位光纤传感器

利用法拉第旋转镜（FRM）把Sagnac光纤干涉仪的环形光纤臂改成单臂直线结构的新型零程差干涉仪，克服了传统Sagnac光纤干涉仪结构上的缺点。另外，FRM作为偏振补偿器解决了偏振诱导信号衰弱问题。对该装置进行了理论分析，并以管道的泄漏声为例进行了实验研究，实验结果与理论分析相吻合，定位误差小于1％，表明该装置可以实现宽频声信号源的定位。     

分布式光纤周界警戒系统技术研究

针对传统周界警戒系统中存在的问题和不足,分析了光纤周界警戒系统的基本原理组成和特点,探讨了基于振动感应的光纤光缆传感单元,微应变检测和定位,信号采集与处理,系统信号解调等主要关键技术。并研究了国内外光纤周界警戒技术发展现状,提出了周界警戒产品未来的发展方向。     

双光束干涉型光纤传感器抗偏振消衰落技术

对干涉型光纤传感器中光波偏振态的随机变化导致待检测信号衰落的原理进行了理论分析,系统地总结了目前国内外关于双光束干涉型光纤传感器抗偏振消衰落措施的最新研究成果。     

基于光纤耦合相干的激光波长识别技术

探索了一种基于光纤干涉仪的激光波长识别方法.阐述了光纤型波长识别系统功能模块组成、主要原理和移相器的设计,建立了系统数学模型和仿真软件,并进行了计算机仿真实验、相干特性探测试验以及系统数学模型验证试验.研究表明,该方法可用于探测激光波长,并且可有效降低非相干光的影响。     

干涉型光纤传感技术研究

我们研究了利用零差检测技术的光纤Mach-Zehnder干涉仪,相位检测灵敏度达到了2.8×10~(-4)rad。本文将叙述光干涉相位检测的基本原理、实验装置及结果分析。     

定位型超远程全光纤周界安防系统

基于Φ-光时域反射计提出了一种超远程定位型全光纤周界安防系统方案。该传感器利用Φ-光时域反射计的干涉机理,从光纤中不同部分反射回来的瑞利散射光发生干涉,同时采用在分布式光纤传感器的多段传感光缆之间嵌入多级光中继放大传感装置。利用中继放大传感装置的增益克服了光纤损耗,增强了光纤中自发瑞利散射光的强度,传感光缆分段进行测量。当在多段传感光缆之间引入N个远程光中继放大传感装置进行级联时,可实现分布式光纤传感器的N×L(L为每段传感光纤长度)超远程监测。     

干涉型光纤应变传感技术的发展与应用

详细论述了干涉型光纤应变传感器的特点、分类及各自的工作原理,包括麦克尔逊型、马赫-泽德型、萨格奈克型、法布里-珀罗型干涉仪的应用介绍;分析并比较了各类干涉应变传感器的性能指标和参数;给出了其各种类型传感器的适用范围;并且对近几年来的干涉型光纤应变传感器的新应用进行了重点介绍.分析表明,随着科学技术的不断发展,干涉型光纤应变传感器将在各种工业领域发挥更多更重要的作用.     

基于Lissajous图形的光纤分布式扰动传感器定位方法

研究了一种基于Lissajous图形的光纤分布式扰动传感器定位方法。光纤分布式扰动传感器基于Mach-Zehnder干涉仪,通过两路输出信号的时延得到扰动定位。在两路输出信号的Lissajous图形中构造拟合椭圆,基于实验数据的仿真研究表明:通过椭圆半短轴长可以得到时延,实现定位。对该方法进行了仿真和实验研究,在无需噪声抑制的条件下定位精度较高:在信噪比为-6~7 dB范围,最大定位误差为207 m;多次测量中,最大误差为94 m。研究结论可以为光纤分布式扰动传感器定位方法提供新的技术参考。     

微光纤干涉型生物传感器

光纤生物传感器利用倏逝场效应与待测物质发生相互作用,通过检测生物识别分子与目标分子特异性结合反应引起的光信号变化实现对待测物的检测.光纤传感器由于具有尺寸小巧、可柔性弯曲等优点,从而有望为现代医学提供一种在体原位检测的新手段.微光纤干涉型生物传感器以微光纤模式干涉仪作为换能器,通过光学波导增敏和界面增敏,可实现超高灵敏...     

基于3dB光纤耦合器构成的Mach-Zehnder光纤干涉仪稳定控制系统

Mach-Zehnder光纤干涉仪（MZI）是一种利用光干涉原理制成的仪器,具有体积小、重量轻、结构紧凑、抗电磁干扰和灵敏度高等优点。但是,Mach-Zehnder光纤干涉仪是一种非平衡并行结构,易受环境等因素影响导致其性能不稳定。因此,高性能测量系统和通信系统对光纤干涉仪的稳定工作提出了严格的要求。提出了一种基于3 dB光纤耦合器构成的Mach-Zehnder干涉仪的稳定控制系统,其目的是通过对探测器的输出信号进行调制,并反馈到光纤干涉仪的一臂上进行偏置控制,从而实现Mach-Zehnder光纤干涉仪的稳定工作。该方法实现简单,克服了现有3 dB光纤耦合器构成的Mach-Zehnder光纤干涉仪不能稳定工作的问题。     

光纤光栅周界告警系统在地铁中的应用研究

文章介绍了目前在地铁中应用的主流的周界入侵告警技术,对各种技术方案进行了详细比选,以光纤光栅周界告警系统为例,阐述了它的工作原理和在地铁中的误报率低、抗干扰性强、维护工作量小等应用特点,并通过实际测试进行了可靠性的验证。通过一系列的分析,文章总结出应根据实际需求选取合适的告警技术,为后续地铁线路周界告警系统的建设提供了一定的参考和借鉴。     

光纤周界安防系统输油场站应用方案

光纤传感技术具有抗电磁干扰、现场无需供电、维护简单、灵敏度高等优点,非常适合应用于重要场所的周界安全监测。文章以实施于某输油场站周界的光纤预警系统作为应用案例,针对光纤安防系统的高灵敏度与低误报率不能同时兼顾的问题,从系统布防、信号分析等方面进行探讨。经过测试实验和运行观察,文章采取的方法能够有效抑制风雨天气引起的误报警,有效提升光纤预警系统的监测效果。