光纤光栅水听器波长解调技术的研究

介绍了一种基于边缘滤波器,可带中心波长自动跟踪,主要应用于海底水声信号的检测的光纤光栅波长解调器.实验结果表明:解调器上电后对光栅中心波长自动跟踪范围16.6nm,解调器最小分辨率为13pm,动态范围为490pm,动态测量的带宽为20Hz～5kHz.     

基于光纤光栅的边缘滤波动态解调技术

本文阐述了基于光纤光栅的边缘滤波动态解调技术的研究。初步实验表明:解调仪适合传感FBG存在大幅度静态波长变化时,对微幅度动态波长变化的检测,动态波长检测范围分辨率为0.007pm/!Hz。上电时,可调滤波器具有对中心波长为1295.5nm～1307.5nm范围光纤光栅自动跟踪能力。     

基于F-P滤波器的光纤光栅解调和标定

探讨了基于F-P滤波法对光纤光栅波长解调和标定的方法。把信号电压整形为矩形脉冲信号进行解调和标定,用这种方法进行波长解调有很高的精度和稳定性,根据该方法设计的波长解调器已广泛应用于大型多点安全监测工程。最后,给出具体的波长解调和标定的实例,精度可达到±2 pm。     

基于微环谐振器的甲烷传感器

提出了一种新型的基于微环谐振器的甲烷传感器。该传感器通过微环表层的穴番A涂层来增加微环的有效折射率,使微环谐振器中谐振波长随甲烷浓度的增加而向右漂移;通过测量输出光信号的谐振波长推算出甲烷浓度。理论分析结果表明,该传感器的谐振波长变化范围在一个自由光谱范围内,甲烷浓度测量范围为0~15%;对比SOI材料和聚合物材料、单面敏感膜和三面敏感膜的测量结果,得出聚合物材料三面敏感膜微环的谐振波长变化幅度较大,测量灵敏度为60pm。     

基于相关分析的光纤光栅Bragg波长偏移值测量

在分析光噪声对光纤光栅Bragg波长偏移量测量影响机理的基础上,利用数字信号处理技术中信号的互相关分析对信号噪声的抑制及其在信号时延长度测量中的应用,将光纤Bragg光栅反射功率谱序列等效为信号的一个时间抽样序列,在较强噪声条件下,对基于光纤Bragg光栅的测力传感探头受拉后Bragg波长的偏移量,使用相关分析的方法进行了测量;结果显示,该方法将光纤光栅Bragg波长偏移值的测量波动最大差值由一般方法的90pm降低到了28pm,有效减小了由噪声引起的Bragg波长偏移值的测量误差.     

光纤光栅干涉式波长解调器的设计

基于光信号干涉测量的原理,对采用2×2和3×3耦合器构成非平衡M-Z干涉仪进行光纤光栅波长信号解调的方法,进行了详细理论分析,构建了完整的实验测试系统.实验表明,系统测量的分辨率可达到1 pm,测量精度3 pm.     

曲线焊缝跟踪的视觉伺服协调控制

为实现工业机器人自动跟踪曲线焊缝,提出了协调焊枪运动和视觉跟踪的视觉伺服控制方法．建立了特征点的数学模型,并在此基础上确定机器人运动的旋转轴．设计了一种双层结构的模糊视觉伺服控制器,通过动态确定控制量有效范围来保证图像特征存在于视场中．为准确确定有效范围,设计了带模型动态补偿的Kalman滤波器．曲线焊缝的自动跟踪实验验证了所提方法的有效性．     

光纤光栅液位传感技术研究

介绍了一种新型光纤光栅传感器的在液位测量方面的应用.随着外界应力的变化,光纤光栅的Bragg中心发射波长将发生相应的移动.利用此特性,提出并实现了一种精密的用光纤光栅作为敏感元件测量液面高度的方法,其灵敏度可达0.036 mm/pm,最后分析了系统中的关键环节.     

靶式光纤Bragg光栅流量传感器

通过传统流量测量元件的原理、技术和传感结构的研究,在设计中采用了光纤Bragg光栅作为传感元件并选用了靶式传感结构。利用靶式流量计中靶片受力与液体流速成一定函数关系,研制了一种轴封膜片结构的光纤Bragg光栅靶式流量传感器。建立了加载在靶板处的载荷量与该光纤Bragg光栅靶式流量传感器的Bragg波长移位值关系的传感模型;计算出该传感器的理论灵敏度为18pm/Kg;理论分辨率为0.055Kg/pm。并通过砝码干校法实验,测量出了传感器的实际灵敏度16.7pm/Kg,实际分辨率为0.06pm/Kg。     

阵列波导光栅波长解调系统的温度补偿方法的研究

阵列波导光栅波长解调系统具有结构简单、响应速度快等优点,由于阵列波导光栅的中心波长会受环境温度影响而产生漂移,影响解调精度。在分析了阵列波导光栅波长解调原理的基础上,提出了一种阵列波导光栅波长解调系统的温度补偿方法。该方法利用补偿光栅确定温度补偿系数,实现对阵列波导光栅波长解调系统的温度补偿,消除了温度漂移对解调精度的影响。实验结果表明,在环境温度变化范围为14-44℃时,该方法解调误差仅为2pm,较未加入补偿有明显提高,在高精度阵列波导光栅波长解调领域具有很高的应用前景。     

铠装光纤Bragg光栅温度传感器的研究

裸光纤Bragg光栅(FBG)的温度灵敏度约为10pm/℃。在铠装FBG温度传感器中,光栅粘贴于热膨胀系数较大的金属片(如Cu和Al)表面的线槽内。金属片受热膨胀将衍生出光栅的轴向热应变,从而提高光纤光栅的温度响应灵敏度。在采用波分复用技术中的FBG的传感网络方案中,串联的3只光栅均置于温度控制器中。实验表明:当温度从20℃升至80℃时,Cu制和Al制铠装FBG温度传感器的表观温度灵敏度分别约提高34. 3, 42. 7pm/℃,测量重复性分别为2. 3, 2. 8pm。     

一种高分辨力的光纤光栅悬臂梁动态解调技术

介绍了一种基于悬臂梁的匹配光栅测量和解调方案,在外界加速度作用下,一个光纤光栅受压,另一个光纤光栅受拉,使波长调谐的灵敏度增加了1倍。实验证明了该方法寓解调和温度补偿为一体的优越性,本解调方案的波长移动分辨力为0. 01pm,可实现高分辨力加速度测量。     

公路桥梁桥墩振动测量分析仪的设计

为了精确测量公路桥墩的振动幅度,消除行车隐患,采用超低频绝对振动位移传感器作桥墩振动特性检测器件,设计了公路桥墩振动测量分析仪。用动态特性补偿原理,经过低频扩展电路和积分电路,解决了普通电磁式传感器不能直接用于超低频测量的问题。该仪器频带范围为0.35～30Hz,线性度为0.5%,灵敏度为0.001V/mm,误差范围为-3%～3%。     

容栅传感器在三坐标精密移动平台上的应用

三坐标精密移动平台的X,Y,Z3个方向的位移测量采用了基于容栅传感器的数显位移测量统,位移测量范围可达0~40mm,位移分辨力为0. 001mm,精度为0. 01mm。检测结果表明:系统精度高稳定性好、使用方便。     

汽车空调温度湿度传感器设计

车用温度湿度传感器用于对汽车车厢内温度和相对湿度的自动监测,其性能直接影响空调系统的工作。设计的温度湿度传感器采用了一体化结构和强制空气流通的措施,能够在-30~85℃的环境中连续工作,并在湿度为20%~90%RH的范围内达到±5%的准确度,同时,具有较好的线性度。     

基于SnO_2传感器对液化石油气的动态检测

采用SnO2 传感器对家用液化石油气进行动态检测。介绍了整套实验装置及具体的实验操作过程;对实验结果进行分析,表明动态检测方法可以明显地提高SnO2 传感器的选择性,检测下限为10-7 mol/L,检测上限为 5×10-6 mol/L,检测准确度为 0. 2×10-7 mol/L。     

无线无源声表面波气压传感器

阐述了声表面波气压传感器的设计原理、结构及相应的遥测系统和数据采样处理系统。应用正交相位检测法,将几纳秒的时间差测量转化成较大的相位测量。采用回波幅值触发采样,有效提高采样及数据处理效率。设计的SAW气压传感器理论灵敏度可达0.7kPa,测量范围在为10～350kPa。     

一种基于PSD红外线位置传感器的设计

在介绍位置敏感器件(PSD)基本原理的基础上,提出一种以PSD为核心器件,应用于纠偏系统的红外线位置传感器的设计方法。介绍了该传感器的结构和测位原理,给出了硬件和软件的相关设计,分析了影响该传感器检测位置精度的因素,并提出了相应的解决办法。该位移传感器可检测的物体的最大运动位移为±18.5mm,检测精度优于0.1mm,采样频率可达1.5kHz。     

单总线温度湿度复合传感器的设计

利用集成湿度传感器HiH3610测得相对湿度,用多功能芯片DS2438获得工作电压和温度补偿数据,采用AT89C52单片微机进行误差补偿计算,设计了一种新型单总线温度、湿度复合传感器。并完成了人机接口和PC机通信。该传感器湿度测量范围为0～100%RH,准确度为±2%RH;温度测量范围为-40～125℃,准确度为±0.5℃。