结合Adam拟合算法的WRFG-BOTDR应变检测系统

提出了一种基于WRFG的BOTDR应变检测系统,首次结合了Adam曲线拟合算法,进行应变远程监测和关键部位应变精确拟合测量。将BOTDR和弱反射光纤光栅阵列传感部件集成到一个系统中。实现了长距离分布式应变检测、传感光纤的应变分布测量和点对点的精确应变检测。系统沿10 km的距离,BOTDR部分的空间分辨率精度良好,并且应变发生源点的布里渊频移测量误差仅为0.1%。     

利用微波辐射计航空遥测海水盐度的研究

分析了海水的介电常数与海水温度、盐度之间的关系。讨论了风扰海面的统计特性,给出了风扰海面粗糙度效应和泡沫效应对微波发射贡献的理论及经验模型以及实用的计算风扰海面的发射率和亮度温度表达式。分析了微波辐射计测盐时的测量频率、极化状态及入射角对测量精度的影响。建立了微波航空遥感测量海水盐度的理论及经验模型。指出在温度高于20℃盐度高于10‰,飞机保持平稳飞行,天线角保持恒定的条件下,测量精度可达2‰,取得了比较满意的结果。     

混沌激光布里渊散射的分布式光纤温度传感

提出一种基于混沌激光布里渊散射的分布式光纤温度传感方法.采用相干长度为88.53 cm的混沌激光作为光源,结合相干域反射技术,利用可变光延迟线调节参考光光程,通过检测传感光纤不同位置的混沌布里渊散射光与参考光的干涉信号,获知整条光纤的温度信息分布.搭建实验系统,研究了注入光功率与偏振态对混沌激光布里渊散射光的特性影响.实验研究待测光纤中固定点的布里渊频移随温度的变化情况,获得1.27℃/MHz的温度系数.在长度为155 m的普通单模光纤上实现空间分辨率为1.2 m的分布式光纤温度传感测量.     

热力管道小漏温度场特征标定研究

泄漏特别是小漏预警对热力管道的安全维护具有重要意义。受空间分辨率的影响,分布式光纤传感器对小漏引起的局部温度变化测试精度较低,测量温度与实际温度差异较大。以布里渊光时域反射仪(BOTDR)作为测量手段,提出了一种建立分布式光纤测量温度与实际温度之间对应关系的方法。设计完成了小漏温度场模拟测量实验,通过高斯拟合对测量数据进行特征提取,再用人工神经网络建立测量温度与实际温度的映射模型。结果表明:设计的实验方案可获得代表管道小漏温度分布的先验数据,基于此训练的人工神经网络可确立实际温度场与BOTDR测量温度场的对应关系,提高了光纤测试精度并为泄漏预警策略的制定提供了依据。     

基于拉曼放大和半导体光放大的BOTDA

从理论上分析了基于拉曼放大的布里渊光时域分析系统(BOTDA),通过建立与拉曼放大有关的泵浦光和信号光的耦合方程,对信号光波形进行了数值仿真。仿真结果表明,双端拉曼放大技术可有效地补偿传感信号的传输损耗,提高系统测量精度。搭建了基于拉曼放大和半导体光放大(SOA)相结合的BOTDA分布式光纤传感系统,实验结果与仿真结果吻合较好,针对49.6 km的传感距离,空间分辨率达到40 m,温度分辨率1℃。     

Mach-Zehnder干涉仪差分检测布里渊温度和应变同时传感系统

分析了基于自发布里渊散射的温度和应变分布同时测量原理,针对已报导的外差检测和直接检测系统中存在的问题,提出了一种基于单通光纤Mach-Zehnder干涉仪(MZI)的双端差分检测布里渊温度和应变同时传感系统,通过理论分析证明了系统的可行性。该系统具有成本低,实现简单,可消除光源频率不稳定性干扰等特点,在分布式光纤温度和应变同时测量中具有广阔的应用前景。     

一种测量超窄激光线宽的新方法

提出使用布里渊光纤环形激光器产生的二阶Stokes光作为参考光测量超窄激光线宽的新方法.分析了布里渊光纤环形激光器的一阶和二阶Stokes光的线宽压缩特性,指出输出的二阶Stokes光线宽可以压缩到亚Hz量级.理论上分析了使用零线宽参考光的拍频法测量激光线宽的特点,结果表明参考激光为理想零线宽时,拍频频谱与待测激光频谱线型形状完全相同.最后指出该方法可以有效测量<100kHz的激光线宽,并且具有装置简单、测量精度高和测量波段宽的优点.     

海水盐度对A/O生物系统处理效果的影响

试验采用A/O工艺,在进水COD为500-600 mg/L,NH3-N为80-90 mg/L,pH7.0-8.0,溶解氧为2-3 mg/L,温度为18-25℃的条件下,分别研究了不同海水盐度（10%,30%,50%,70%海水比例）对有机物及NH3-N去除效果的影响,对系统短程硝化的影响,以及对活性污泥结构与沉降性能的影响.结果表明：海水盐度在30%范围内,经驯化稳定后,系统对COD和NH3-N的去除率均可达到90%左右,NH3-N去除率受盐度影响程度相对更小;控制海水盐度在30%以上,系统可实现短程硝化;海水盐度为50%时,亚硝化率可达到97%,且较为稳定;随海水盐度的增加,污泥絮凝体由开放、疏松变得封闭、紧密,SVI不断下降.     

单模光纤SBS阈值的研究

研究了阈值增益系数与光纤长度的关系,计算了受激布里渊散射的理论阈值。设计并搭建了受激布里渊散射阈值测量系统,在常温状态下对5km SMF28的受激布里渊散射阈值进行了测量,测得的阈值为7mW,这与受激布里渊散射的经典阈值估算模型计算所得的结果存在一定差异。研究其时域特性并分析了偏振态对受激布里渊散射的影响,得到实验系统修正后的阈值计算公式。     

采场覆岩垮落形态与演化的分布式光纤检测试验研究

为了对煤矿上覆岩层变形破坏规律进行研究,将分布式光纤传感技术应用于三维立体模型试验.在3.6m×2.0m×2.0m的三维立体模型中,模拟2个工作面开挖,沿工作面1和2推进方向铺设水平分布式传感光纤,每次工作面完成回采后用NBX-6055应变分析仪采集数据,分析工作面1,2的传感光纤布里渊(Brillouin)频移值与上覆岩层变形破断的关系.结果表明:用布里渊频移平均变化度的概念可以对工作面1,2的上覆岩层来压情况进行判别;传感光纤布里渊频移曲线反映了上覆岩层变形的位置和程度,从而得出开挖过程中覆岩的采动影响范围及岩层垮落角;传感光纤测试数据比测管位移测试更加精确.     

基于平面膜片温度压强同时测量的光纤光栅传感器

提出一种基于膜片的双光纤Bragg光栅实现温度与压强同时区分测量的光纤光栅传感器．分别将光纤Bragg光栅沿膜片的径向和环向粘贴在膜片上,当温度发生变化或者膜片受到压力作用时,都会引起光纤Bragg光栅蜂值波长偏移．由于温度的变化所引起的两栅波长偏移量是相等的,此时两光纤Bmgg光栅波长偏移量之差完全取决于膜片所受的压强,据此可以实现温度与压强的同时区分测量．该传感器线性度很好,可以用来同时区分测量温度在40～110℃,压强在0～6MPa环境中的温度和压强,其温度测量误差不大于1℃,压强测量误差不大于0．2MPa．     

光纤马赫-曾德干涉仪在自发布里渊散射测量中的应用

从理论上详细分析了全光纤马赫-曾德（Mach-Zehnder）干涉仪的光学滤波原理,将所研制的全光纤单通马赫-曾德干涉仪应用于自发布里渊散射测量中,初步实现了色散位移光纤中自发布里渊散射与瑞利散射的有效分离及自发布里渊散射谱的测量。     

布里渊放大脉冲波形控制相遇时间设计

针对受激布里渊散射相位共轭镜需具有脉冲波形控制能力的要求,根据布里渊放大特点,对布里渊放大控制脉冲波形方案中相遇时间的设计原则和步骤进行研究.提出单布里渊放大池和双布里渊放大池两种脉冲波形控制结构中,对于陡前沿Stokes种子光,获得不同放大光脉冲波形相遇时间的设计方法,为布里渊放大控制脉冲波形的应用打下了基础.     

基于光子晶体光纤的布里渊光纤激光器

为提高普通布里渊激光器的输出功率和激光效率，提出一种基于小纤芯光子晶体光纤(PCF)的环形腔布里渊光纤激光器.在环路中加入了掺铒光纤放大器和光滤波器，抵消了光纤环路的损耗，削减了掺铒光纤的受激辐射.实验结果表明，应用该激光器只需25 m的小纤芯PCF就可实现稳定的布里渊激光输出，并且输出激光的主要能量来源是环中的掺铒光纤放大器.与普通单模光纤相比，小纤芯PCF具有非线性效应强、布里渊增益大的特点，适合作为布里渊光纤激光器的增益介质.     

温度和矿化度对电磁波持水率计响应的影响与校正

为探究温度、矿化度、含水率变化对电磁波持水率计响应的影响,提升高含水条件油气井持水率监测及评价精度.本次研究设计完成不同温度(35～80℃)、不同矿化度(0～200 000 ppm)和不同含水率(20％～100％)条件电磁波持水率探头模拟实验.结果 表明:30～80℃范围,温度变化对电磁波持水率计响应影响相对较弱;矿化...     

水产养殖水域的溶解氧浓度检测方法研究

To more accurately detect dissolved oxygen（DO） in aquaculture waters， the main factors affecting the detection accuracy of electrochemical DO sensor were analyzed theoretically and experimentally. The experimental data were processed by using MATLAB software， and the mathematical relationship between DO and water temperature， salinity and flow velocity was established. The experimental results show that the real value of DO can be measured accurately when the flow velocity of water is 0.3 m/s， and the decrease rate of DO is 0.138 8 with the water temperature gradually rising from 20?℃ to?30?℃， while the decrease rate of DO is 0.811 4 with the water salinity gradually increasing from 0 mg/L?to?1 mg/L. The method can accurately detect the DO in aquaculture waters.