光谱背景噪声对光纤法-珀应变传感系统测量精度影响研究

从理论上分析了光谱仪背景噪声对非本征型光纤法珀传感系统精度的影响,提出了 "去光谱背景噪声"和"重心复合法"相结合的改进离散腔长变换(DGT)算法,并进行了实验研究.理论分析和实验研究表明,对于采用DGT解调算法的传感系统,光谱仪背景噪声会引入幅值为12 微应变的周期性波动;实验结果还证明了改进算法能有效抑制这种周期性误差.     

基于法珀腔光纤传感器的光纤智能夹层的研究

法珀腔光纤传感器是一种适合于智能结构自诊断系统的光纤传感器.在理论分析了法珀腔光纤传感器的基础上,对一种模块化的光纤自诊断系统--光纤智能夹层进行了研究,并对基于光纤法珀腔传感器的光纤智能夹层试件进行了四点弯曲试验.结果表明,光纤智能夹层具有易于制作,使用方便等诸多特点;智能夹层中光纤法珀腔传感器的应变与载荷之间具有良好的线性关系.利用智能夹层中的光纤传感器网络和先进信息处理技术,可以建立结构损伤主动、在线和实时监测系统.     

基于光纤光栅法珀腔传感器的结构表面温度测量方法

针对结构表面温度测量需求,提出了一种基于光纤光栅法珀腔传感器的表面温度测量方法,通过光纤光栅和光纤法珀传感同时获取被测结构的温度、应变信息,从而补偿应变对温度的交叉敏感。本文分析了光纤光栅法珀腔的表面温度测量原理,通过仿真对传感器的主要参数进行了设计;并提出了一种基于双参数的最小均方差估计算法用于光纤光栅法珀腔传感器的信号解调;最后,对光纤光栅传感器和光纤光栅法珀腔传感器进行了温度测量对比实验。试验结果表明,光纤光栅法珀腔温度传感器在常温到400℃范围内,温度测量值的直线拟合相关系数为0.998 4,最大误差百分比为1.46%,均优于单光纤光栅温度传感器。     

基于DSP的新型光纤法珀传感解调系统

利用光谱仪和PC搭建光纤法珀传感器解调系统简单、可靠，但存在体积大、测速慢等不足。为了解决这一问题，本文采用可调谐光纤法珀滤波器替代光谱仪，在DSP平台上进行了系统的搭建。在此基础上，进行了硬件和软件的设计，研制了一体化、便携式新型解调仪并进行了应变测量实验，实验结果证明了系统的可行性。     

光纤珐珀-光栅传感器通用解调系统研究

提出了用于光纤珐珀传感器(FFP)和光纤布拉格光栅传感器(FBG)的通用解调系统方案,研究了高精细度光纤珐珀可调滤波器(FFP-TF)对传感器的解调原理及系统的组成.初步实验结果表明本系统能够对上述两种传感器进行调解,FBG和FFP传感器的应变测量精度分别在0.5με和2με以下,是一种低成本、通用的解调系统.     

基于空芯光纤的复合双腔光纤法珀盐度传感器

为实现高灵敏度的盐度测量,提出了一种基于空芯光纤的单模光纤–空芯光纤–单模光纤(SMF-HCF-SMF)复合双腔光纤法珀(F-P)盐度传感器.该传感器通过精密切割结合光纤熔接技术制备,结构小巧,工艺简单.通过HCF段空气腔与SMF段介质腔所对应的反射光谱干涉信号的振幅之比对盐度进行测量,可以有效剔除光源功率起伏以及其他...     

基于超弹性体材料的微型光纤法珀压力传感器

针对体内介入式医疗应用需求,提出一种基于超弹性体材料的微型光纤法珀压力传感器设计与制作方法。 通过理论分 析建立了适合超弹性体硅橡胶材料的 Mooney-Rivlin 力学仿真模型,对不同组分、厚度感压材料的受压变形状态进行了理论分 析,并获得优化的传感器材料及结构参数。 进一步提出微型光纤法珀压力传感器的制作方法,通过感压性能测试、温度影响测 试和体外血液压力测试,对比验证了不同参数传感器的感压性能。 结果表明,在感压材料直径 180 μm、厚度 250 μm 时,测压范 围 0~ 40 kPa 内传感器的压力灵敏度达到 154. 56 nm/ kPa,20℃ ~ 50℃大温度范围内引起的压力测量相对误差仅为 0. 36% ,温度 对压力测量的影响完全可忽略。 相比传统膜片式光纤压力传感器,基于超弹性体材料的微型光纤法珀压力传感器不仅尺寸小、 灵敏度高,还具有成本低、方便制作的技术优势。     

非本征法布里-珀罗腔光纤压力传感器研究进展

基于敏感Fabry-Perot腔测量外界应变的光纤传感器近年来得到广泛的研究,介绍了国内外非本征Fabry-Perot腔光纤压力传感器发展的进程及实用化过程中迫切需要解决的关键问题,如传感器结构设计、敏感材料的选择,初始腔长的选择与控制,静态工作点的选择与自补偿等。     

光纤传感器实现天线调整索应变测试的研究

分析了光纤珐珀应变传感器在传感过程中所受到的外界应力引起的应变与传感器自身的结构参数（腔长和标距）以及由于腔长的变化导致导波光程改变量之间的函数关系，在结构参数一定（原始腔长和标距）的情况下，通过监测导波光程的改变量即可得知基体的应变。在此理论分析的基础上，将光纤珐珀应变传感器应用于大型可展开天线纵向调整索的应变测试中，并采用电阻应变片（其很难应用到条件非常恶劣的太空环境中）试验进行对比，结果表明，二者的监测数据基本吻合。从而表明，给出的函数关系正确，为太空应变测量提供了新的方法。     

法布里-珀罗型光纤应变干涉仪

光纤传感技术是现代通信的产物,是随着光纤及通信技术的发展而逐步发展起来的一门崭新技术。光在传输过程中,光纤易受到外界环境的影响,如温度、压力等,从而导致传输光的强度、相位、频率、偏振态等光波量发生变化。通过监测这些量的变化可以获得相应的物理量。详细介绍了一种常用的干涉型光纤传感器——法布里-珀罗（F-P）光纤应变干涉仪。     

基于虚拟仪器的光纤MEMS法-珀压力传感器复用系统

提出一种基于虚拟仪器的光纤MEMS法-珀压力传感器的空分复用系统,实现了多个光纤F-P传感器的准分布式实时测量。利用虚拟仪器技术,对传感器的反射信号进行采集和相应的处理,从而解调出传感器所受到的压力。传感器的反射信号以及所受压力值都能在图形界面上实时显示并保存。实验结果表明,该系统具有良好的线性、灵敏度和精度,复用能力强,能实现压力的准分布式测量,操作方便,响应速度快。     

一种用于光纤F-P传感器的微纳米级微位移工作台的研究

标定光纤F-P传感器这种微纳米级位移传感器非常困难。分析常用的微位移技术优缺点，这里提出了一种基于弹性变形原理的工作台的设计方法。建立了工作台位移变形的数学模型，对其产生位移的误差进行了理论分析。在此基础上，实际设计并开发了实验系统，用德国heidenhaiyn光栅位移传感器对光纤F-P传感器进行了标定实验。大量的标定实验证明，该微位移工作台的不确定度为0．1μm。     

基于离散平稳小波的改进自适应降噪方法

提出一种基于离散平稳小波的改进自适应降噪方法.首先,利用离散平稳小波的冗余特性,解决离散二进小波变换降噪方法在奇异点存在振荡效应的问题;其次,针对传统小波阈值降噪算法忽略尺度系数噪声影响的不足,利用噪声强度估计各分解层阈值,对尺度和小波系数同时进行自适应降噪;最后,将此方法应用于不同信噪比下典型信号的降噪对比试验.仿真结果表明:该方法在消噪的定性和定量指标上,整体优于传统离散二进小波方法,消噪效果改善明显.     

基于光纤光栅传感的管道应力监测方法研究

为了解决传统应变计测量中存在的精度低、耐久性差、易受干扰等缺陷,提出了一种基于光纤光栅(FBG)传感的管道应力监测方法。在分析管道光纤光栅应力监测系统的基础上,详细阐述了确定传感器测点布置的截面位置及根据三点应力求解横截面最大轴向应力的方法,提出FBG传感器在管道表面的安装方案及温度补偿技术,对某终端6条管道共计96个测点进行了连续应力监测。监测结果表明,安装的光纤光栅可以方便地实时监测管道关键部位的应力变化及其可能产生的损伤,为在役管道的安全运行和健康诊断提供依据。     

基于DSP的光纤法珀应变仪数据采集技术研究

光纤法珀应变传感是20世纪80年代末发展起来的一种新型应变测量技术。相应的应变测量仪逐渐成为国内外研究的热点。针对现有的应变测量仪，提出了基于DSP的一体化光纤法珀应变仪的思路，对VC33与应变测量仪之间的数据采集进行了探讨，重点介绍了VC33与应变测量仪之间数据采集的硬件和软件设计，并做了采集验证实验。实验结果与理论上传感器的输出结果基本一致，验证了该采集技术的可行性，为后面的数据处理及实现一体化打下了良好的基础。     

基于离散Gabor变换的虹膜编码方法研究

本文提出一种基于离散Gabor变换的虹膜编码方法,首先利用投影方法实现虹膜的粗定位,再利用Hough实现虹膜的精确定位,利用离散的Gabor函数对归一化的虹膜进行编码,最后,利用Hamming距离进行模式匹配,其实验结果与Daugman的匹配结果相一致.