光纤光栅视觉系统

利用光学衍射原理，研制成了光纤光栅衍射屏，并与计算机神经网络相结合，开发了了一种识别立体形状的视觉系统。本文介绍了光纤光栅的设计原理及计算方法，给出了系统的总体结构及工作原理，完成了三棱 柱，三棱锥、四棱柱，四棱锥和球等立体形状学习与识别，并讨论了实验结果。     

基于FPGA的FBG光纤光栅解调系统

研究并实现了一种基于FPGA(现场可编程门阵列)的FBG(光纤布拉格光栅)光纤光栅传感系统,运用FPGA以及上位机软件完成了G11620-512DA InGaAs(铟砷化镓)线阵探测器驱动、探测器数据采集转化、高斯拟合处理、数据网口传输,实现了FBG光纤光栅解调.实验结果表明,该系统在FPGA的控制下能够正常工作,其输出数据符合FBG反射光谱理论分析.     

基于光纤光栅的波分复用系统设计

设计了两种基于光纤布拉格光栅的波分复用(WDM)系统,一种为基于光纤光栅的四路波分复用系统,另一种为结合光分插复用器(OADM)的四路波分复用系统。给出了基于Opti System的波分复用光传输系统仿真模型,对复用及解复用后的光信号进行仿真得出了光谱图,对传输性能及Q因子、误码率、眼图等参数进行分析。在第二种结构中光纤光栅作为色散补偿器、光反射器和滤波器使用,可以实现任一波长的上载和下路。两种波分复用系统眼图张开良好,误码率均低于10e-9。证明了波分复用系统的正确性和设计方案的可行性。     

基于光纤光栅的光纤电流传感

将光纤光栅(FBG)封装入以超磁致伸缩材料(GMM)与永磁体构成的传感基座内形成系统核心传感部件,并将其放置于电流形成的磁场中,构成电流传感器。利用光纤迈克尔逊干涉仪(MI)对FBG波长的变化进行解调,从而获得被测交流电流信号。实验结果表明,检测幅值100 A~2000 A的交变电流时,该传感器对交变电流具有良好的线性响应。     

基于FPGA的多通道高速光纤光栅解调系统

研发了一种基于波长扫描光源和嵌入式解调的多通道高速光纤布拉格光栅解调系统。该系统采用半导体光放大器(SOA)结合可调谐F-P滤波器产生频率为1 kHz的稳定波长扫描光。通过使用对称三角波技术和快速FPGA解调算法,系统最终能够同时实现16个通道以及2 kHz的解调速率,测量范围80 nm。     

基于GPS-RTK的车辆跑偏检测系统研究

通过分析当前车辆行驶跑偏检测方法与装置的特点,针对其存在检测精度低、抗干扰能力差、安装维护复杂、易受环境因素影响等问题,研制一种基于GPS-RTK(载波相位差分定位)的车辆行驶跑偏检测系统。整套系统由数据采集、数据处理以及无线通信模块等部分组成。该系统能满足实时检测要求,通过速度修正模型对数据进行修正处理,并将测试数据传输至上位机,方便测试结果的管理与查询。经对比试验结果表明,该系统精度满足厘米级检测要求,且抗干扰性强、调试和维护方便,适用于汽车制造企业和试验场进行流水式车辆行驶跑偏检测作业,提高检测效率和精度。     

光纤光栅震动传感的匹配检测

光纤光栅震动传感的匹配检测     

基于光纤光栅的多波长光纤激光器

基于光纤光栅的多波长光纤激光器     

基于F-P滤波器的光纤光栅振动传感解调系统的研究

光纤光栅传感技术较其它传感技术有其独特的优点,在振动传感中有很大的发展前景。文章提出了一种利用法布里-玻罗腔作为滤波器,将FBG传感振动信号产生的Bragg波长的漂移转化为F-P滤波器透过光强度的变化来传感解调的方法,通过实验验证,可知该方法能克服相位型光纤振动传感器和匹配光纤光栅振动传感器的一些缺点,性能稳定,价格低廉,精确度高,具有较高的实用价值,有望在实际应用中推广。     

基于光纤光栅的铝合金腐蚀监测研究

铝合金腐蚀是导致航空器性能下降的主要原因之一.铝合金腐蚀初期以点蚀为主,体积几乎不改变,结合铝合金腐蚀的这一特点,设计了基于光纤光栅的薄片型和应力束缚型两种腐蚀监测结构,对铝合金腐蚀进行了实验研究.腐蚀发生前,对光纤光栅施加一定预应力,随着腐蚀的发生应力被逐渐释放,通过测量传感波长的漂移量就可以得到铝合金的腐蚀情况.实验表明,基于光纤光栅的腐蚀监测结构能够真实的反应铝合金的腐蚀情况,并且光纤光栅本身具有体积小、抗电磁干扰、耐腐蚀的特点,非常适合于航空器的铝合金腐蚀监测.     

基于光纤布拉格光栅的温度应变复合测量系统

本文基于光纤布拉格光栅(fiber Bragg grating,FBG)传感原理和可调谐滤波器解调技术设计了一套可用于工程中温度和应变监测的复合测量系统.对系统进行模块化设计,可根据应用实际情况配置各个模块,能够实现14通道同步并行测量,每通道最多可负载16支FBG传感器,即最多能实现224个待测点的实时同步测量.针对可调谐滤波器输出波长的非线性漂移问题,提出了可调谐滤波器的自适应驱动算法,波长拟合残差小于1 pm,确保系统的测量精度.系统的温度测量精度小于±0.5℃,稳定性良好.将本文系统应用于混凝土监测领域,测量结果验证了其可行性,可以满足实际工程应用的需要.     

光纤布拉格光栅检测技术及其应用

阐述了光纤布拉格光栅检测技术的基本原理以及相关技术，概述了其近年来在结构状态检测、电力工业以及能源化工等领域的实际应用情况，分析了其发展前景。     

温度应变同时测量的光纤光栅系统的研究

为了同时传感温度和应变,在同一根光纤的两个不同地方写入相同的Bragg光栅,设计制成一种特殊机构的传感系统。由于测量结构特殊,两处光纤光栅的反射峰具有成比例的应变响应系数和不同的温度响应,测出温度后,应变也同时算出。实际测量表明,该系统结构简单,测量精度高,能进行实时测量。     

基于可调光纤F—P滤波器解调的分布式光纤光栅传感系统

提出并实现了一种可满足工程实用要求的波分复用光纤光栅传感网络解决方案，系统通过可调谐光纤F-P滤波器的连续扫描实现波长信号的解调，该传感系统扫描带宽50nm，单点工作带宽5nm，对一般应用系统每根单纤可设20-30个点，系统最高扫描频率200Hz，分辨率5pm(约5με或0．5℃)。     

基于双折射效应的光纤光栅称重方法研究

与通常的光纤光栅传感器原理不同,本文基于光纤在外界径向载荷作用下产生的双折射效应为原理,建立了一套简单的称重实验装置,并对其检测原理进行了详细的分析。实验表明,这种光纤光栅称重传感器适合大载荷情况的重量检测问题,特别适合于公路计重收费系统中对车辆载重的监测领域,其称重灵敏度可达5kg。     

基于结构性改变的光子晶体光纤光栅研究

利用多极法结合耦合模理论对一种基于结构性改变的光子晶体光纤光栅进行了研究,建立了其结构模型,理论分析了此种成栅工艺原理.计算了七层三角形对称排布空气孔包层有效折射率随波长变化情况,比较了不同光子晶体光纤结构成栅效果的差异.研究结果表明,光子晶体光纤包层中空气孔周期性塌缩可以形成光栅,空气孔排布层数,空气孔占空比、空气孔塌缩层数和塌缩程度等参数对光子晶体光纤光栅的传输特性有重要影响,得出了谐振波长和谐振带宽与上述参数之间的变化关系,并给出这种变化关系的解释.     

光纤光栅振动传感系统仿真研究与分析

由于光纤光栅传感器具有灵敏度高、动态范围宽、不受电磁干扰、成本低、体积小等优点,使其在传感领域具有很好的应用前景.光纤光栅传感技术已成为现代传感领域的一个重要研究方向,其在振动传感领域的应用也取得了一定的成就.本文针对悬臂梁式光纤光栅振动传感,将光纤光栅振动传感元件近似为惯性式振动系统,以其数学模型为基础,利用Matl...     

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.     

基于单片机的光纤光栅解调仪

光纤光栅的解调技术是光纤光栅传感器的关键技术,该文提出了基于单片机的光纤光栅解调系统模型,研究了可调谐F-P滤波法解调原理以及解调系统的框架.经实践证明,系统测量精度达到5pm,是低成本、通用的解调系统,是Bragg光栅传感器实用化的关键.     

光纤光栅形状传感器的研究

传感器总长810mm,直径为2.5mm,4根光纤布喇格光栅(fiber Bragg grating,FBG)互成90°分布在用记忆合金丝(Shap Memory Alloy,SMA)做基材的表面。通过在波分复用的基础上添加光时分复用来改进传感网络布置,提高测量精度;同时,设计了一套封装装置来确保封装时FBG与基材之间的准确定位以及黏结剂能够均匀的涂覆在基材和FBG表面,提高传感器的封装精度。实验结果表明,该FBG形状传感器的测量精度为3.1%。