高压力光子晶体光纤传感器系统的研究

光子晶体光纤(PCF)压力传感器可广泛用于各种环境压力监测中.采用全矢量有限元方法对双芯光子晶体光纤的双折射特性进行了分析,采用二阶微分方程理论模型模拟了光子品体光纤高压力传感器对外界压力的响应,并应用这个模型讨论了外界压力作用对敏感元件有效折射率和双折射的影响,提出了一种高压力光子晶体光纤传感器方案.计算结果表明高压力致双空气孔芯光子晶体光纤的双折射值可达很高,光子晶体光纤传感器系统更为简洁紧凑.     

水下管道泄漏检测技术及定位方法研究

为了实时进行水下管道泄漏监测和定位,采用干涉的方法,研制了一种基于Sagnac干涉仪的直线型分布式光纤管道泄漏监测系统。分析了该干涉仪应用于泄漏检测的原理及其泄漏源定位方法,并通过实验研究了管道压力对检测系统的影响。当管道压力大于0.35MPa时,系统的检测效果较佳,且定位误差小于1.17%;压力小于0.35MPa时,无法实现泄漏点定位。结果表明,当管道压力大于0.35MPa时,研制的水下管道泄漏检测系统能有效检测管道泄漏发生,且较准确地确定泄漏源位置。     

光子晶体光纤压力传感器信号检测方案

光子晶体光纤压力传感器可广泛用于各种压力环境监测中.文章分析了光子晶体光纤中光脉冲的传输特性,提出了相位调制型光子晶体光纤压力传感器的基本模型,对光子晶体光纤传感器基于光脉冲相位和光强的信号检测方案进行了讨论.光子晶体光纤传感器的压力敏感性高,而温度敏感远远低于传统的光纤传感器.光子晶体光纤传感器系统简洁、适用.     

应用于特殊环境的光纤光栅温度压力传感器

目前,光纤光栅温度压力传感器在航空航天、土木工程、复合材料、石油化工等领域的应用非常广泛。由于其可以实现对温度、应变等物理量的直接测量,因此针对光纤光栅温度压力传感器的开发更多的集中于在特殊环境下的应用研究。本文以高温高压油井的特殊环境为例,对光纤光栅温度压力传感器进行了温度补偿式光纤光栅温度压力双参量传感系统的设计,并结合环境的特点进行了传感器相关器件的选择和调整。通过实验测试明确了该设计提高了光纤光栅温度压力传感器的适应性,完全能满足在特殊环境下的工作需求。     

PBF在1550nm传输波段受径向压力的影响研究

为了研究光子带隙光纤在1550nm波长下受径向压力的影响,采用有限元法做仿真计算进行了定量研究,并通过搭建实验系统对比分析了实测与仿真计算结果的差异。结果表明,限制损耗随径向压力变化的灵敏度为0.00067（dB/km）/（N/m）,归一化分界面场强F参量随径向压力的变化率为0.6810-6/（N/m）,折射率随径向压力的变化率为1.010-8/（N/m）。该研究为光子带隙光纤在光纤传感领域的应用提供了一种实验分析途径。     

多参量一体化光纤传感器及标校系统的研制与开发

提出一种集温度、压力和流量多参数同时测量的新型光纤传感器,并对其原理和结构、工艺设计展开研究工作。采用靶式与悬臂梁结构相结合的机敏结构、薄壁压力应变筒结构等集成在同一传感器探头上,并利用四只光纤光栅使得温度、压力和流量三个参数得以同时检测。利用光纤光栅两两之间波长移动量相差或相和,使温度与流量、压力交叉敏感问题得以解决。同时开发了光纤传感器标校系统,这一系统可以较准确实现对所研发的多参量一体化传感器的测试结果进行检测和标校。     

分布光纤喇曼光子传感器系统

分布光纤喇曼光子传感器（ Ｄ Ｏ Ｆ Ｒ Ｐ Ｓ） 系统是一种实时测量空间温度场、应力场和压力场的光纤网络系统。依据喇曼散射的温度效应,自发喇曼散射光子是温度信号的载体,瑞利散射光子是应力和压力信号的载体, Ｄ Ｏ Ｆ Ｒ Ｐ Ｓ 系统是一种特殊的光纤通信机,同时也是一种光纤雷达。文章讨论了系统的结构、解调方法、 Ｌ Ｄ 波长选择、系统的信噪比     

基于光纤偏振特性的压力传感中测量范围的拓展方法

测量范围的拓展对提升基于偏振特性的光纤压力传感系统的实用性有着重要意义.以拓宽测量范围并保持原有传感灵敏度为目标,提出了一种基于斯托克斯多参量融合的传感方案.通过理论仿真得到传感头目标偏振轴.利用偏振控制器,压力装置和偏振检测计,在实验中得到了线性度为99.8％、灵敏度为0.1938 N-1、测量范围为28 N的传感性能,多参量融合方案的测量范围比单参量测量方案提高了5倍.实验结果与理论预期吻合较好.所提方案可以大幅度提升基于光纤偏振特性的传感系统的性能并扩展了其实用价值.     

光纤法珀压力传感系统设计与风洞初步实验

针对航空领域对大气压力的测量需求,基于光纤法珀传感和低相干干涉技术,搭建了光纤法珀多通道压力传感系统。介绍了系统解调算法及工作原理,对光纤法珀压力传感器的标定和温度补偿方法进行理论分析,将非恒温条件下的传感器拟合误差降低至0.134% F.S.。在风洞环境中,在侧滑角-4~4变化范围内,对飞机实体模型的三个监测点进行压力测量实验,并将压力测量结果与Ansys-Fluent软件模拟仿真结果做对比。结果显示,光纤法珀压力传感系统与模拟仿真数据变化趋势相同,全量程误差为0.38% F.S.,证明此系统能够提供可靠的压力数据,真实反映飞机模型被监测位置在风洞中的受力情况。     

光子晶体光纤压力传感器稳定性研究

光子晶体光纤传感器的稳定性在实际工程应用中具有重要影响.文章分析了光子晶体光纤压力传感器的基本原理,介绍了光子晶体光纤压力传感器的系统组成,从理论上分析了传感器系统相对于光源波长变化、输出信号光强起伏及环境温度波动的稳定性.光子晶体光纤压力传感器激光光源的输出功率及波长的波动、敏感元件长度的改变和环境温度的变化等都对整...     

多机器人系统的可观测性及协同定位精度分析

多机器人协同系统的编队队形影响系统的可观测性,应用中发现系统绝对定位能力也是影响协同定位精度的主要因素。针对系统不可观测情况下无法实现协同定位问题,提出了通过增强系统绝对定位能力实现协同定位的方法,重点分析了不同绝对定位能力的多机器人协同定位系统的可观测性对定位精度的影响,确定了系统可观测性的最佳条件。以3个机器人组成的集群为例进行仿真验证了同一观测度情况下,系统的绝对定位能力越强,协同定位精度越高。     

一种新型干涉型光纤传感器模拟运算锁相系统的设计与实验

采用锁相系统抑制外界扰动对传感系统的影响,对干涉型光纤传感器锁相系统的设计方案从自动控制理论出发进行了理论分析.理论分析表明,锁相系统应包括两个积分环节以达到最好的锁相效果.实验结果显示,理论与实验结果吻合,该锁相系统可以成功地抑制外界扰动,一阶锁相系统输出的方差为31 mV,二阶系统输出的方差为3.5 mV,系统稳定性提高了1个数量级.     

A fully distributed location registration strategy for universalpersonal communication systems

The universal personal communication system (UPCS) is a system that enables anyone to communicate instantly with anyone else anywhere in the world. One of the crucial problems of such a system is locating hundreds of millions of moving portables in an efficient manner. The location registration strategy described is able to locate active portables automatically in the system with a small overhead in a distributed fashion. The system knows the exact position of an active portable in its service areas. The connection is set up by the system directly to its destination using the direct (shortest) path. The system capacity, efficiency, and inquiry time delay have been improved greatly compared to the leading existing techniques. It is shown that in the proposed system, the maximum database size is 0.51% and the database updating cost is 6.86% of that needed by a central database system under a specified scenario     

一个四翼吸引子的超混沌系统设计与实现

为提高混沌吸引子的拓扑结构的复杂性,利用把z轴双极性化的方法,通过修改已知系统的第3个方程,将原系统的双翼吸引子系统变为了四翼吸引子系统,对新产生的系统进行了理论分析和计算机仿真,Lyapunov指数计算表明系统具有两个正的Lyapunov指数,采用模块化的方法,设计了一个模拟电路对系统进行了实验,实验所得相图与数值仿真一致,二者都是具有四翼的吸引子,从而证明了理论分析和数值仿真的正确性。     

跳时脉冲位置键控系统与PCM-FM系统共存性能分析

针对遥测频谱资源紧张的问题,提出跳时脉冲位置键控系统与PCM-FM系统同频段共存的设想。PCM-FM连续波系统平均功率较低,对跳时脉冲位置键控系统可看作热噪声。跳时脉冲位置键控系统瞬时脉冲功率高,但脉冲持续时间短,在脉冲持续时间以外功率为零,PCM-FM接收机通过限幅处理可降低脉冲信号对接收解调性能的影响。分析了两种系统同频段共存条件下跳时脉冲位置键控系统的误比特性能,分别在不同信号功率比、不同脉冲重复次数条件下进行了仿真。分析与仿真结果表明,跳时脉冲位置键控系统与PCM-FM系统可以同频段共存,并给出了误比特性能与信号功率比、脉冲重复次数之间的关系。     

基于PTR6000的足球机器人无线通信系统的设计

无线通信系统是足球机器人闭环控制系统的一个重要组成部分,上位机与机器人小车的通信通过无线通信模块来实现。提出一种基于PTR6000的足球机器人无线通信系统方案,包括发射器和接收器的硬件和软件的设计及实现,有效地提高了通信系统的性能,为足球机器人系统提供了一个高效可靠的通信平台。     

基于PSWF的多进制PPM-UWB系统分析

椭圆球面波函数(Prolate Spheroidal Wave Function,PSWF)脉冲具有最佳时域能量聚集性和频谱灵活可控性的特点,被认为是符合超宽带(ultra-wideband,UWB)系统要求的一种性能优良的脉冲。首先给出了满足FCC频谱掩膜要求的UWB脉冲波形设计方法,并将该方法应用于多进制TH-PPM超宽带系统中。分析了多进制TH-PPM超宽带系统原理,理论上推导了基于PSWF脉冲的多进制PPM-UWB系统的符号差错率公式,并与高斯脉冲进行比较。仿真结果表明,基于PSWF脉冲的UWB系统符号差错率性能要明显优于Gauss脉冲。     

授时GPS在广域多点定位系统中的应用

阐述了时钟同步在广域多点定位系统中的重要作用,并提出用基于全球定位系统的授时接收机来实现系统时间同步的设计思路.根据系统组成和系统精度要求,进行了系统误差分配,并分析得出系统对授时接收机的精度要求.通过一系列的试验对授时接收机的精度和系统精度进行测试可知,基于全球定位系统的授时接收机能够满足广域多点定位系统的时钟同步要求.     

光学识别系统小型化设计

针对光学识别系统的技术指标,对其光学系统进行小型化设计.其中,傅里叶透镜与准直扩束系统均采用摄远型式结构,在满足其长焦距的前提下大大缩短了系统的光学筒长.为了使系统结构更精巧,引入了二元光学元件,利用ZEMAX辅助设计软件对光学系统结构进行优化;通过有效地折叠空间光路使系统布局更紧凑,最后研制出的小型化透射式光学识别系...