光纤电压传感的DSP实现

光纤电压传感可以用于电网电压的监测和保护.本文在体调制型电压传感器的原理基础上,提出信息处理单元采用DSP技术,讨论了整个系统的构成、信息处理单元的硬件和软件结构.     

增敏型级联双参量测量的光纤传感器北大核心CSCD

旨在有效解决液体折射率检测中温度和折射率交叉敏感的问题,研制了一种增敏型光纤光栅(FBG)级联马赫-曾德尔(M-Z)结构的温度、折射率双参量测量的光纤传感器。通过多次熔接实验,调节相应参数将单模光纤(SMF)和薄芯光纤(TCF)进行拉锥熔接;然后在TCF的另一端熔接无心光纤(NCF),制备出M-Z光纤干涉仪;再在NCF末端级联上铝制毛细管增敏封装后的光纤光栅(FBG),最终完成双参量测量的光纤传感器的制备。根据M-Z干涉原理及FBG模式理论,计算了增敏FBG理论的温度灵敏度,给出了传感器的灵敏度系数矩阵与温度、折射率与透射谱的波长漂移量的理论公式。搭建了温度、折射率传感测试系统,实验结果表明:在15~85℃温度范围内,随着温度增加,该传感器的透射谱逐渐红移,封装后的FBG和M-Z结构的温度与波长偏移量线性相关系数分别为0.96323和0.91577,温度灵敏度分别为33.71 pm/℃和11.58 pm/℃;在室温下(25℃),液体折射率在1.333RIU~1.34235RIU范围内,随着折射率增加,FBG透射谱不发生偏移,M-Z透射谱逐渐蓝移,折射率与波长偏移量线性相关系数分别为0和0.98761,折射率灵敏度分别为0 nm/RIU和-493.51322 nm/RIU。该传感器可以有效提高温度、折射率的检测精度和灵敏度,可应用于环境、生物、石油化工和食品生产等领域。     

光纤电流传感器的实验系统与性能

光纤电流传感器是把光纤缠绕在导线周围,光纤既是信息的传输元件又是信息的敏感元件,因此这种传感器的地面设备以外的部份就只是整根的光纤,这不但解决了绝缘问题,且具有抗电磁干扰、灵敏度高、测量动态范围大的优点,具有广泛的应用前景.二、基本关系式因光纤材料的Faraday效应,在长直导线上绕有N圈光纤时,其偏振光的旋转角度θ为:θ=VNI(1)式中V是Verdet常数.图1为实验系统简图.从波长为632.8nm的He-Ne激光器发出的激光束经     

掺Er3+光纤中利用非解析点的信息速度测量

针对光速可控情况下信息的传播速度问题,提出利用非解析点方法测量掺Er3+光纤(EDF)中慢光和超光速情况下的信息速度.实验结果表明,可以通过调节泵浦光功率来控制慢光或者超光速传播的群速度,由于信息的传递速度不受群速度的影响,在我们测量精度内,非解析点代表的信息速度不会超过真空中的光速.     

Optical fiber sensor for vibration amplitude measurement

An optical fiber vibration sensor capable of measuring vibration amplitudes ranging from 1 mm down to 0.1 μm with a wide range of frequencies form 0.5 Hz to 100 kHz is described. The proposed method can be used to calibrate accelerometers. In this method the light from a tungsten halogen lamp is made to pass through an optical fiber whose exit end is mounted on the object under test. The emergent light is detected by a lock-in amplifier and then measured by a digital panel meter which can be made to give direct reading of the vibration amplitude. The main advantages of this method are wide dynamic range, wide frequency range, linearity, noise reduction, ruggedness, and light weight. The ultimate detectability can be as much as 0.5 Å/√Hz at 1 kHz     

基于光纤传感器的智能污泥浓度测量系统的研究

介绍了一种基于光纤污泥浓度传感器的实时监测系统。该系统采用了通用单片机作为系统的核心,以LED为光源,利用PWM方式控制发光脉冲,通过光纤传递光信号,以反射结构的光纤探头作为敏感元件,对APD接收到的采样信号进行处理,根据测量结果控制设备来调节污泥浓度。这个装置的特点是体积小、可靠性高、方便和可远程实时检测等。     

Water sensor with optical fiber

In optical-fiber networks, it is important to monitor water which seeps into splice enclosures. The fibers have residual stress at splicing points, and when water is present, this adversely affects fiber lifetime. A water sensor which has a simple structure for monitoring water at splicing points has been developed. This water sensor causes optical loss due to fiber bending when water seeps into splicing enclosures. The design method using a fiber-bending model and sensor performance are described     

一种对乙醇气体灵敏的光纤传感器

光纤传感技术是80年代发展起来的一种高技术。在有毒、有害、易燃、易爆环境下光纤传感技术较其它传感技术更具有优越性,近年已有作者探索利用光纤传感技术测量易燃易爆气体的含量。我们亦曾用耐尔兰制成对氨灵敏的光纤传感元件。上述方法,除吸收分光光度法外,聚合物等材料容易老化、热解、光解,使其变质。本文采用过渡金属氧化锡制成灵敏元件,它对乙醇灵敏,且性能稳定,灵敏范围宽。利用它在有毒、有害、易燃、易爆环境下可遥测、遥控乙醇气体含量,有实用价值和广阔前景。     

提高强度调制光纤位移传感器测量范围的综合方法探讨

分析提高强度调制光纤位移传感器测量范围的基本方法,研究将各种提高测量范围的基本方法集成的综合方法,构造出该系统的框架结构模型,研究宽测量范围的综合评判规则,达到宽测量范围的效果.充分利用各种方法的优点,实现优化组合,将能较好地满足不同场合.     

光纤CH_4气体传感器的实验研究

根据CH4气体近红外的光谱吸收特性,讨论并制作了一种易于实现的光纤CH4气体传感器。传感器基于Lambert-beer定律,采用1653nm的分布反馈式激光器(DFB-LD)光源,具有很高的测量精度。通过分析实验测得的CH4吸收曲线,得出系统的灵敏度为6.252×10-4μW/ppm,分辨率为64ppm,可探测最低浓度为100ppm。     

细芯光纤M-Z干涉传感器多参数测量研究

实验制备了基于细芯光纤(TCF)的马赫-曾德尔干 涉仪(MZI)并进行了多参数测量传感研究。 传感器采用两段单模光纤(SMF)进行腰椎放大连接细芯光纤,形成MZI结构。利用TCF与SMF 的纤芯直径不匹配,在第1个接点激发出包层模式,包层模在第2个接点耦合进纤芯与纤芯 模产生 干涉,利用干涉条纹的波长漂移实现对外界环境参量的测量。实验所用的TCF纤芯的掺Ge浓 度较高(约为38mol.%),相对折射率和热光系数较普通SMF大,所以在保证 适当的自由光谱范围(FSR) 的前提下,TCF的长可以减小到2mm,传感头尺寸较小,且传感结构对于温度的变化十分 敏感。 实验结果表明,在30～250℃的温度范围内,其温度灵敏度为70.2pm/℃,并具有较好的线 性响应度。测试了传感器对折射率、应变和弯曲的响应,获得的灵敏度分别为－8. 12nm/RIU、1.8pm/με和2.07nm/m－1。     

Electric-discharge sensor utilizing fluorescent optical fiber

A fluorescent optical fiber made of Na₂O-CaO-5SiO₂ glass doped with Sm³⁺ which absorbs light and then emits a longer-wavelength light is discussed. The sensor can capture light from a light source even though its aperture is not directed toward the source. This property is useful for detecting light from an unfixed light source, such as in cases of electric discharge. An electric-discharge sensor utilizing this fiber has been constructed and successfully applied to the detection of electric discharges in a test device similar to a section of a gas-insulated substation (GIS)     

光纤气敏传感系统的研究

简述了光纤气体传感原理,详细说明气敏光纤传感器中传感单元结构的设计,并对汽油气体进行检测,达到预期效果.     

光纤多参数传感器研究

基于光纤Bragg光栅(FBG)检测原理,研发了适用于地下空间安全监测应用的光纤风速、温度、湿度等多参数传感器。光纤风速传感器基于激光致热光纤热线式流量检测原理,对于低风速有较高的灵敏度,风速从0变化到0.5 m/s时,FBG波长变化量为800 pm,采用解调精度为1 pm的光纤光栅解调仪,风速分辨率为0.7 mm/s。光纤湿度传感器通过在FBG光栅表面均匀涂覆湿度敏感的聚酰亚胺溶液,湿度变化导致光纤应变变化进而实现湿度测量。对新型光纤光栅温湿度传感器的性能参数进行测试,实验测试结果显示,传感器监测灵敏度为4.2pm/%RH,检测精度小于±3%RH。     

High-bandwidth graded-index polymer optical fiber with high-temperature stability

A newly developed graded-index polymer optical fiber (GI-POF) with high-temperature and high-humidity stability was proposed. As it was found that the high numerical aperture and high glass transition temperature (T/sub g/) at the core center of the GI-POF were key issues to achieve both high-temperature and humidity stability, a partially fluorinated polymer material was adopted to obtain both characteristics in the GI-POF. The newly developed GI-POF had low-loss (140 dB/km at 650-nm wavelength), high-bandwidth (higher than 1 GHz for 100 m transmission), high-temperature and humidity stability at 70/spl deg/C, 80% relative humidity (R.H.) and low bending loss.     

基于光纤F-P传感器的激光超声测量虚拟仪器设计

传统超声检测仪器开发周期长,成本高,扩展性能差,已无法适应现代激光超声检测技术的发展.本文设计了非本征光纤F-P传感器,建立了基于光纤传感技术的激光超声测量实验装置,研制了测量材料物理参数的可视化虚拟仪器软件,采用峰值间距法实验测试了铜试样的声速和厚度.结果表明,光纤F-P传感器能有效用F超声信号的探测.开发的激光超声...     

一种双包层半径光纤布拉格光栅传感器

光纤布拉格光栅已经成为非常有前景的温度、应力及其它参数测量的传感元件,但其存在温度和应力的交叉敏感问题.提出了一种双包层半径光纤布拉格光栅传感器,将一个布拉格光纤光栅分成两半,各自具有不同的包层半径,其中一半保持不变,另一半包层半径从62.5m减小到40m.实验结果表明,两半光纤布拉格光栅的温度灵敏度均为10.4 pm/℃,而应力灵敏度分别为1.12 pm/ue 和3.89 pm/ue.初始的单个布拉格反射峰分裂成两个,分别对温度和应力敏感,而两个反射峰之间的波长差只受应力的影响,随着应力的增加其波长差逐渐增加.因此,通过这一个光纤布拉格光栅即可分辨出温度和应力所引起的布拉格波长漂移.该光纤光栅传感器结构简单、体积小巧、成本低廉、制作方便,可以广泛应用在各个领域实现温度和应力的同时测量.     

一种新的光纤测试激励方法

提出了一种能在光纤中建立起“准”平衡模分布(EMD)的新方法。此法应用了S.S.F.滤模器,使损耗的测试精度大为提高,且为准确测量光纤参数提供一种有效而可靠的测试激励方法。     

光纤传感器实验系统的研究与实现

叙述了光纤传感技术和光纤传感器工作原理,详细介绍了光纤传感器实验系统的组成,对光纤传感实验系统主要的实验项目进行了较全面的理论分析与实验研究.其中,光探测器i-P特性测试实验获取被测光探测器的i-P曲线及其响应度的方法比较独特.     

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