长周期光纤光栅研究现状分析

光纤光栅在光纤通信和光纤传感等领域有着广泛的应用,其中长周期光纤光栅是近年来光纤光栅研究领域的热点之一．该文在总结长周期光纤光栅研究现状的基础上,着重介绍了高频CO2激光脉冲写入长周期光纤光栅的新方法。     

长周期光纤光栅应变特性的理论与实验研究

对长周期光纤光栅传输谱谐振波长的应变特性用耦合模理论进行研究,推导出谐振波长应变灵敏度的解析表达式。详细分析了影响谐振波长应变灵敏度的各种因素,并进行数值模拟,结果表明,可以通过选择具有合适纤芯与包层弹光系数匹配的特种光纤,从而制作出谐振波长对应变敏感或者不敏感的长周期光纤光栅。用高频CO2激光脉冲(20 kHz)结合三束对称写入技术在普通通信单模光纤中制作出长周期光纤光栅,并进行应变特性测试,测试结果表明,谐振波长和峰值损耗均具有线性响应的应变特性,灵敏度分别约为-0.66 nm/mε和0.69 dB/mε。基于传输谱线性响应的应变特性,长周期光纤光栅可用来制作光纤光栅应变传感器,由于峰值损耗对温度不敏感,因此在高温应变传感领域能发挥重要的应用价值。     

长周期光纤光栅制备技术研究

利用准分子激光逐点写入法对裸光纤进行曝光，制作周期为298μm的长周期光纤光栅，光栅透射损耗峰最小半宽6nm。对激光器等制作工艺参数、环境条件和光栅长度等结构本数对长周期光纤光栅特性的影响进行了实验和理论分析。     

包层腐蚀长周期光纤光栅对的光谱特性研究

为了提高长周期光纤光栅（LPG）在折射率(RI)传感中的光谱质量和灵敏度，提出了一种包层腐蚀的LPG对结构.应用耦合模理论，分析了单个LPG的谐振波长和透射损耗峰值随光纤包层直径减小的变化特性.采用两个级联的透射率为3 dB左右的LPG，构成了光纤光栅马赫－泽德（M-Z）干涉仪.实验中采用氢氟酸腐蚀的方法来减小光纤包层直径，观察了包层腐蚀的LPG对透射光谱的演变过程，并测量了不同腐蚀程度的LPG对的折射率响应特性.结果表明，透射光谱中的干涉条纹随着包层直径的减小向红波方向移动，且对应包层模的阶数越高波长移动越大.随着腐蚀程度的增大，LPG对用于外界折射率传感的灵敏度得到了显著的提高.     

长周期光纤光栅解调的FBG温度传感系统

长周期光纤光栅是特定波长范围内的线性滤波器件,该文设计了长周期光纤光栅解调的布拉格光纤光栅温度传感系统。在布拉格温度传感器中,布拉格光纤光栅的反射波中心波长随温度的改变会引起一定程度的漂移,设计布拉格光纤光栅的波长变化在长周期光纤光栅的线性吸收区域,可以使长周期光纤光栅对布拉格光纤光栅的反射波长的吸收随波长而改变,随后使用光电传感器可以得到电信号与温度信号的相对应关系,从而把温度信号转换成了电信号。对该系统的测试及仿真结果证明,该系统有很好的温度检测功能。     

长周期光纤光栅横向压力传感特性的研究

介绍了在普通单模光纤中利用振幅掩模板法制作长周期光纤光栅，并对这种长周期光纤光栅的双折射效应进行了研究，对利用这种长周期光纤光栅的双折射效应制作传感器的可能性进行了探讨。结果表明：普通单模光纤中长周期光纤光栅的双折射效应对光纤横向压力具有很高的灵敏度和良好的线性响应，其灵敏度比以前报道的光纤布喇格光栅高出2个数量级，因此可利用这种光纤光栅制作低成本、高效率的光纤光栅压力传感器。     

基于倾斜光纤光栅的相对湿度传感器

提出了一种基于倾斜光纤光栅(TFBG)的包层上覆盖着聚乙烯醇(PVA)的空气相对湿度传感器,成功实现了对相对湿度在20～98%RH范围内的监测。研究发现,TFBG的透射功率在20～74%RH和74～98%RH2个相对湿度区域内分别呈现不同的线性变化,敏感度分别为2.52 dBm/%RH和14.95 dBm/%RH,并且在高湿度区有更高的敏感性。     

光纤光栅压力传感器实验研究

介绍了一种新颖的光纤布喇格光栅压力传感器，这种传感器将光纤光栅粘贴在圆柱形细杆的侧面，同时通过光纤光栅解调仪监测光栅布喇格波长的漂移。实验表明，该光纤光栅压力传感器具有良好的灵敏性、线性和重复性，且有较快的响应速度。将实验测量数据与理论值进行了比较，两者差别很小。     

长周期光纤光栅高温传感特性

为使温度传感应用范围更广、价值更大,分析了影响长周期光纤光栅温度特性的各种因素,用三束高频聚焦CO₂激光脉冲对称写入法制备长周期光纤光栅,并对温度特性进行了实验研究.结果表明,在23～700℃变化范围内,谐振波长温度灵敏度随温度升高而增强,高温处温度灵敏度比低温处增强了约72%,而平均温度灵敏度约为0.11nm/℃;峰值损耗对温度变化不敏感,在23～450℃范围内起伏不超过15dB,具有良好的高温稳定性和可重复性.基于这一良好的温度特性,此种长周期光纤光栅可以制成温度传感器,在高温传感领域有着较大的应用价值.     

粘贴式光纤光栅应变传感器的应变传递分析

通过分析光纤光栅传感器的原理,定义了应变传递系数,建立了粘贴式光纤光栅应变传感器5层有限元结构模型,通过计算机的仿真计算得到不同粘接剂、材料的弹性模量以及它们的厚度对应变传递系数的影响.     

基于VB的液位控制系统开发

针对AE2000型过程控制实验装置,采用VB语言开发了一套液位控制系统．使用DirectX8．1描绘控制的实时曲线,同时将实时数据显示在界面上,采用ActiveX技术封装用VB语言实现的控制算法,使得控制算法的添加变得简单易行．另外,还设计开发了一个网络接口,以便实现和WEB端通讯．所开发的系统界面友好,操作简单,人机交互性强．用户可以选择不同的显示对象,获得相应对象的实时数据．最后,以遇限削弱PID控制算法为例进行了实验研究,实验结果验证了所开发系统的有效性和实用性．     

固化剂对土的性能影响的实验研究

添加不同成分的固化剂和不同媒介砂来强化土的研究,检验了液塑限、击实、无侧限抗压强度和渗透性.分析了不同成分的固化剂和不同媒介砂来强化土的机制.结果表明,加入10%的固化剂改进了土的物理和力学性能.     

单矢量传感器的实验分析

单矢量传感器的有关理论得到了湖试数据的验证."雨滴"噪声场实验验证了声压、振速通道各向同性背景噪声的独立性."拉距"实验提供了方位统计量和互谱统计量,方位时间历程出现了有偏现象,声强谱与声压谱比较,前者有可能获得信号功率谱的一致性估计.提出的3种谱级信噪比的估计方法,适用于实验环境的评估.有秒量级的起伏,积分时间较短的数据样本所提供的实验分析与理论和实际经验有较好的一致性.     

生物油离子交换树脂催化酯化试验研究

生物油由于含有大量有机酸性物质而具有较强的腐蚀性,不利于其规模化利用.利用间歇式玻璃反应釜,在60 ℃、油醇质量比为1∶2、催化剂质量分数为20%和全回流条件下,研究了强酸型离子交换树脂催化的生物油酯化精制反应,目的是改变生物油的强酸性,提高其品质.结果表明,酯化后生物油的含水量和黏度下降,热值提高了42.7%;生物油中低级羧酸均得到不同程度的转化,产物分布发生较大变化,主要生成乙酸乙酯、原乙酸三乙酯等新成分,并提出了原乙酸三乙酯的生成机理.     

基于随机子空间方法的框架结构模态辨识实验

由于近年来随机状态空间理论在结构系统识别中的应用有了很大的发展,尤其是随机子空间辨识方法的出现使得激励未知的系统辨识(或工作模态分析)问题成为可能.应用随机子空间辨识方法,针对一个4层的钢框架模型进行了模态辨识实验研究.在宽带随机信号加正弦信号的激励过程中,利用自相关函数表现出的周期振动成份剔除虚假模态.实际辨识结果说明了该方法的有效性,固有频率和模态振型实验分析结果均与有限元计算分析结构具有良好的一致性.     

滨海盐渍土改良与利用新途径试验研究

用石灰、粉煤灰和SH固土剂对滨海盐渍土进行改性，击实试验、无侧限抗压强度试验、水稳性试验和三轴UU剪切试验结果表明：滨海盐渍土掺入二灰后，混合料性状得到明显改善，但水稳性较差；掺加SH后，浸水后的无侧限抗压强度和饱和抗剪强度指标明显增大．水稳性得到显著提高．     

几种润滑油与R134a配对的压缩机性能及寿命试验研究

选用了7种不同牌号的聚酯类合成油与R134a作配对，对压缩机做了性能和寿命试验，结果表明1^#和7^＃润滑油比较适合R134a系统，压缩机的能效比EER分别提高了4．23％和7．83％。     

光纤Michelson干涉仪的声发射检测实验研究

提出了一种基于Michelson干涉仪原理构成的非接触式光纤超声传感系统,用于固体中传播的超声波的检测．这种传感器的特点是能够精确地检测由固体中传播的超声波产生的微弱振动．当超声波信号导致反射器振动时,干涉仪的输出光强度受到了超声信号的调制．通过检测干涉仪的输出光强度,并利用Fourier变换,测得了超声信号的振幅和频率．对传感系统的位相调制特性进行了仿真,并对实验结果进行了分析,表明该系统可用于固体中声发射的频率特征识别．     

细粒煤重介质离心分选脱硫试验研究

在重介质条件下利用Falcon离心重力分选系统,研究了-500μm不同窄粒级南桐细粒煤的脱硫降灰效果.采用可燃体回收率、脱灰率、脱硫率、脱硫效率4个指标,对比分析了Falcon重介离心分选和常规浮选对南桐细粒高硫煤各粒级的分选效果,结果表明:对于-500μm细粒级煤,脱灰率低于常规浮选,而其余3个指标均高于浮选.125μm是分选效果的显著分界粒度,500～125μm粒级煤的脱硫率、脱灰率高于浮选,而可燃体回收率低于浮选.-125μm粒级煤的脱硫率、脱灰率低于浮选,而可燃体回收率高于浮选.     

长周期光纤光栅在非均匀温变场中的光谱特性研究

在非均匀温变场的作用下,长周期光纤光栅有效折射率和周期等物理量均会发生非均匀变化.所以,长周期光纤光栅的耦合系数并不是常数,用耦合模理论分析长周期光纤光栅的光谱特性就非常复杂.传输矩阵法是解决长周期光纤光栅中非均匀问题的有效方法.本文在MAT-LAB平台基础上,用传输矩阵法对长周期光纤光栅在非均匀温度场中的光谱特性进行了数值模拟,并对模拟结果进行了分析.