便携式光纤辐射测温系统的研究

介绍一种便携式光纤辐射测温系统,整个系统包含了大功率光纤耦合器、传能光纤、光电探测器,前置放大模块,AD采样模块和信号处理模块等。具体描述了各个模块的作用及数据处理方法,并对本系统的测试性能做了详细验证。该设计具有便携性,易用性,测量准确等优点,完全可以应用在生长蓝宝石泡生晶体炉的热场测量中。     

Side-Polished Microstructured Optical Fiber for Temperature Sensor Application

We propose new microstructured optical fiber (MOF) designs for temperature sensing applications. Such fiber designs consist of a side-polished MOF with the flat side coated with a large thermooptic coefficient external medium. Numerical analysis based on a full-vector finite-element method with a perfectly matched layer was applied to evaluate the power loss caused by the evanescent field going through the external medium. Our calculations demonstrate that it is possible to change the sensor sensitivity by selecting an adequate microstructured fiber geometry. Also, different external media can be used to shift the operational range of temperature sensing.     

面向自动化装配过程的光纤传感调校系统

为了减小装配误差,解决自动装配过程中强迫装配、装配不到位等问题,设计了基于光纤传感的调校系统。该系统由光纤传感阵列、解调模块、调校控制机构组成。提出了应变分布解算模型,推导了波长与位置偏差的函数关系,仿真分析了工件应变敏感区域的分布特征,量化了应变与位置误差的映射关系。实验采用可调施力结构对系统应变监测量进行标定,采用视觉测量对系统位置偏差量进行标定。实验结果显示,位置偏差与波长变化呈线性映射关系,验证了依据波长反演装配位置偏差的可行性。与视觉测量的标准值相比,该系统的位置偏差平均相对误差为8.6%。由此可见,该系统具有实时、精确反演工件应变场的计算能力,在自动化装配中具有很好的应用前景。     

多站无源定位系统中的机动目标跟踪算法

针对多站测向无源定位系统提出了一种杂波环境下机动目标的被动跟踪算法———ＣＭＩＭＭＰＤＦ 算法。该算法首先用转换测量的卡尔曼滤波（ＣＭＫＦ）替代了传统的扩展卡尔曼滤波,克服 了后者精度不高易发散的缺点,并将其结合交互多模型（ＩＭＭ）算法及概率数据关联（ＰＤＦ）算法,有效 地完成了多站无源定位系统对杂波环境下机动目标的跟踪。仿真结果证明了该算法的有效性。     

Fast Response Microstructured Optical Fiber Methane Sensor With Multiple Side-Openings

We have demonstrated a fast response optical fiber methane sensor by use of a hollow-core photonic bandgap fiber with periodic microchannels fabricated by a femtosecond Ti : sapphire laser. A diffusion limited response time of ${sim}$3 s and a sensitivity of ${sim}$ 647 ppm have been achieved for a 7-cm sensing fiber with seven side-holes separated by 1 cm along the fiber. The side holes introduce very little loss and hence it would be practically possible to construct fiber gas sensors with long sensing length (up to a few tens of meters) to achieve highly sensitive distributed sensing without compromising the response time.      

多传感器交互滤波算法

 由于传感器节点感知范围有限,传感器网络内的目标跟踪过程可以被建模成为一个马尔可夫跳变系统.以此为基础根据贝叶斯理论设计接力卡尔曼滤波算法,重构新息方程,实现网络中连续的协作式跟踪.进而通过混合每次迭代状态和方差的初始值,提出了多传感器交互滤波算法.其性能优于接力卡尔曼滤波算法,却牺牲了算法的计算复杂度.最后,仿真结果验证了所提算法的有效性.     

掺铥石英光纤的掺杂浓度实验研究

介绍了掺 Tm3+石英光纤的研究概况与溶液掺杂法的简要工艺过程。着重阐述了制备工艺中稀土离子溶液浓度对掺杂浓度的影响 ,Tm3+掺杂浓度与 Tm3+特征吸收峰值间的关系。关于最佳掺杂浓度问题也进行了初步讨论。     

高速列车实时追踪的光纤光栅压力传感系统研究

简述了光纤光栅压力传感器的测量原理 ,介绍了适用于高速列车实时追踪的光纤光栅压力传感系统的结构特点及相关实验。文中介绍的光纤布喇格光栅压力传感系统结构简单、成本低 ,可及时给出列车位置、列车长度、车速以及列车运行加速度等参数 ,并可对列车脱节等问题作出快速的判断 ,测量时间约 1ms/点。     

基于光功率检测的瓦斯浓度检测系统

近几年我国接连发生多起特大瓦斯事故.为了保护国家财产及公共安全,进行有效的瓦斯浓度检测,采用了对光谱吸收前后的光功率检测对比的方法,设计了瓦斯检测系统.将新系统与一般传感系统进行了对比分析和理论证明.结果表明新系统克服了传统瓦斯传感器的缺点,并且大大提高了测试精度.     

光纤通信系统中的复用技术

介绍光纤通信系统中的几种复用技术的原理,以及各种方式的优点、     

抗恶劣环境的保偏光纤温度传感器

基于应力型保偏光纤传输常数差对温度的敏感性并利用偏光干涉技术,提出了一种反射型保偏光纤温度传感器并推导出传感方程。在传感器中采用宽谱光源抑制了输入/输出光纤中偏振耦合引起的误差,特性分析表明这种传感器实用、精度高并且配置灵活。实验结果与理论完全吻合,其噪声等效可探测温度精度达0.01℃。根据大型电力变压器的绕组温度监测要求,研制出一套远程多路温度传感器系统。采用特殊的涂覆和密封石英毛细管封装技术,保证光纤传感头能在热油及250℃的高温下工作,而且具有很高的绝缘性。检测结果表明传感器在0~200℃内,达到了±0.5℃测量精度。     

红外测温技术在玻璃工业中的应用

本文简要介绍了红外测温技术在玻璃工业中的实际应用,用红外测温仪代替热电偶测温,变接触测温为非接触测温,工艺参数更趋合理,提高了产品质量,降低了成本。     

基于接触式图像传感器的自动光学检测系统研究

为了检测印刷电路板（PCB）通孔的缺陷,提出一种基于接触式图像传感器（CIS）的自动光学检测系统。系统采用线性光源从PCB异侧打光的方法来得到均匀的、亮度足够的光线,并使用相关双采样的方式来抑制和消除CIS产生的噪声,在对图像采样、量化后使用特定的补偿因子对CIS上一列光电传感器之间输出值的偏差进行修正。实验表明,系统工作稳定,成本低廉,能很好地满足工程需求。     

面向过程控制的光纤传感网络多状态监测系统

为了实现对工业过程控制的实时监测与在线控制,设计了基于光纤传感网络的多状态监测与反馈控制系统。系统由扫频激光器、光纤解调模块、PC处理模块、光纤传感网络及状态控制单元组成。提出了一种多状态监控算法,将温度与应变的各点位FBG波长响应值进行权重组合,然后与4种常见的状态异常情况进行映射建模,再通过状态分析,给出反馈调整参数。实验采用罐内温度场与罐外应力场采集的方式,对应变0～5 000με与温度30～150℃的在线检测进行标定。结果显示,校正后的应变灵敏度为0.49 pm/με,温度灵敏度为7.46 pm/℃。反馈控制对状态波动具有在线调整能力,不同异常类型的反馈时间不同。4种情况校正后的温度与应变波长偏差均小于±1℃和±50με,验证了系统的可行性。     

抗恶劣环境的保偏光纤温度传感器

基于应力型保偏光纤传输常数差对温度的敏感性并利用偏光干涉技术，提出了一种反射型保偏光纤温度传感器并推导出传感方程。在传感器中采用宽谱光源抑制了输入/输出光纤中偏振耦合引起的误差，特性分析表明这种传感器实用、精度高并且配置灵活。实验结果与理论完全吻合，其噪声等效可探测温度精度达0.01℃。根据大型电力变压器的绕组温度监测要求，研制出一套远程多路温度传感器系统。采用特殊的涂覆和密封石英毛细管封装技术，保证光纤传感头能在热油及250℃的高温下工作，而且具有很高的绝缘性。检测结果表明传感器在0-200℃内，达到了±0.5℃测量精度。     

光纤传感技术及其在军事上的应用

简进光纤传感器的工作原理、特点以及在军事领域的应用。     

光通信用塑料光纤及其系统应用

详细分析了塑料光纤的结构、特性以及其相关通信系统网络组件;分析了应用质子注入技术可以解决塑料光纤通信系统光探测器光敏面积和响应带宽之间的矛盾;最后通过最新的塑料光纤通信系统应用总结了塑料光纤的现状,讨论了POF通信系统其面临的问题。     

光码分多址系统中双极性码的应用研究

基带双极性光码分多址(OCDMA)系统，采用码的极性转换思想，实现在考虑信道非理想下的单极性信道中传输双极性码。研究了Gold序列，m序列在系统中的应用和传输信道对光码分多址系统性能的影响。仿真得到了双极性码在光码分多址系统的自相关和互相关特性。基于不同码字的光码分多址系统用户数与误码率的关系和基于非理想传输信道的系统性能影响曲线。结果表明，Gold序列和m序列适合双极性光码分多址系统，但Gold序列较m序列更适合应用到双极性光码分多址系统，当系统激活用户数为20，系统误码率分别达到了10^-9，10^-7，非理想传输信道对系统性能有较大的影响(恶化近20dB)，在系统研究中不可忽略。     

小波去噪在光纤电压传感器中的应用

文中介绍了光纤电压传感器的工作原理。并以小波变换为核心,为了改进滤波效果,提高去噪质量,在常规小波阈值去噪方法基础上,提出了基于小波变换的改进阈值函数去噪方法。与传统的硬阈值和软阈值比,该函数不仅易于计算,而且具有优越的数学特性和清晰的物理意义。利用小波变换对所检测到的电压信号进行分析,通过对理论模型进行仿真,证明该方法有很好的去噪效果。     

三维CAD在空间光学遥感仪器中的应用

随着空间技术的发展,空间光学仪器对机械结构的要求越来越精细和复杂,如何快速、高效、准确地设计出高质量的产品已成为当务之急．三维设计以其高效、直观、信息量大、便于分析等优点越来越引起人们的关注。本文以SolidWorks软件为平台,以某光机扫描仪为例,介绍了利用三维CAD技术设计空间光学仪器机械结构的方法和思路。