光纤声发射传感器的微弱电流检测

提出了一种光纤声发射传感器中微弱光电流的检测方法．介绍了光纤声发射传感系统的构成与测量原理。通过建立电路检测系统模型，分析了噪声特性．并进行了计算机仿真与实验。实验结果表明．采用该设计方案能有效提高信噪比．可用于幅值低达1nA的光电流检测。     

光纤法布里珀罗声发射传感系统

实现了一种由多个光纤法布里珀罗传感器构成的声发射传感系统,可用于变压器局部放电的检测与定位.该系统利用光纤法布里珀罗声发射传感器实现信号采集,利用门限检测的方法实现信号检测,并通过计算信号达到不同传感头的时延差实现放电源的空间定位,具有传感头尺寸小、系统结构简单、抗电磁干扰性能强等优势.     

偏振正交双频DBR腐蚀声发射传感器研究

为了实现基于光纤传感器的金属腐蚀在线监测,以金属Q235腐蚀声发射在线监测为目标,采用分布式布喇格反射（DBR）光纤激光器作为腐蚀声发射传感器的方法,通过对偏振正交DBR光纤激光器的工作机理及模型进行研究,分析了偏振正交双频DBR激光器用于腐蚀声发射传感器的谐振腔参量对其性能影响的规律,并进行了基于偏振正交双频DBR激光器的声发射检测实验,实现了偏振正交DBR光纤激光器的优化设计,提出了表征Q235碳钢腐蚀阶段的特征量。结果表明,偏振正交DBR光纤激光器不仅能实现对金属腐蚀声信号的检测,其检测频带范围为0MHz~1MHz,还能实现通过平均拍频值的变化来表征金属腐蚀主要的3个腐蚀阶段。该研究为偏振正交DBR腐蚀声发射传感器及组网的优化设计与制作提供了理论和技术基础,对金属腐蚀特别是核级关键材料的在线腐蚀监测具有重要意义。     

用于局部放电探测的超声光纤传感方法

局部放电是一种有效的高压部件绝缘性能检测方法,可通过声、光及电等信号的探测来有效预报绝缘劣化程度。该文建立了基于局部放电超声信号检测的光纤传感器测试系统,使用Mach-zehnder光干涉法来检测声信号导致的光程差,测算测量回路的微小机械形变。实际测试结果表明,该系统具有高的测试灵敏度,可精确测量纳米级的机械形变,准确反映局部放电过程引起的超声信号。采用该光纤传感系统可对多层陶瓷器件的局部放电进行跟踪测量。     

基于盲目反卷积算法的声发射源信号复原研究进展

在声发射检测系统中,采集到的声发射信号因在传播过程中受到干扰而发生失真和畸变,不能完全表征源信号特征,这造成一定的检测误差.对整个声发射系统建立卷积模型,并利用盲目反卷积算法对源信号进行估计.结合声发射检测的特点,从声发射波传播的数学模型、盲目反卷积系统模型、盲目反卷积求解算法等方面入手,对声发射源信号盲目反卷积的相关...     

夹角式强度反射型光纤声传感器

介绍了一种基于反射式强度型光纤传感原理的光纤声传感器,该传感器通过光纤模块将发射光纤和接收光纤的夹角固定为60°,同时采用基于微加工技术制作的反射振动膜片敏感声音信号并调制光信号强度.建立了该传感器的理论模型,并通过仿真和实验分析得到系统的最佳工作距离为8 μm,灵敏度为2.49 μW/μm.实验测试结果表明,该声传感器样机对声音的探测灵敏度为30 mV/Pa,同时给出了样机的频率响应及线性度测试结果.     

光纤法珀声发射传感器的双波长优化稳定方法

提出一种采用优化设计方法改进的双波长稳定方法,能解决光纤法珀声发射传感器输出信号衰减与失真问题。分析双波长稳定原理并建立稳定优化模型。设计光纤法珀声发射传感器的双波长稳定方案,采用1×2密集波分复用器产生两路处于正交状态的输出信号,波分复用器滤波波长用优化模型求解。试验结果表明这种稳定方法具有无源与精度高的优点,当法珀腔长度变化范围为0~2μm,双波长最大正交误差为11%,能满足光纤法珀声发射传感器工作点的稳定要求。     

基于FBG传感网络和时间反转聚焦成像方法的声发射定位技术研究

针对传统声发射定位系统存在的结构复杂、难以组网、定位精度低等问题,设计了一种基于光纤布拉格光栅(FBG)传感器网络和时间反转聚焦成像的声发射定位方法。在对时间反转聚焦定位原理分析的基础上,利用四个FBG传感器构建四点定位系统,并采用窄带激光边缘滤波技术实现信号解调。利用Morlet小波提取信号中特定频率成分,并计算模值和时差。通过建立时间反转聚焦模型实现声发射源定位,并在铝合金板结构上对整套成像定位方法进行验证。实验结果表明,该方法能有效地对400mm×400mm监测区域进行声发射定位成像,定位误差小于20mm,耗时小于2s。为声发射检测和定位提供了一种新的方法。     

一个高抗干扰数字自动控制增益的声发射监测系统

工业现场工况监测常常面临两个主要问题：微弱检测信号需要根据实时状况自动变增益放大;在恶劣强电磁场环境下,检测信号能否屏蔽掉绝大部分干扰,传递到计算机进行进一步处理。针对这两个问题,开发了一个高抗干扰数字自动控制增益的声发射监测系统,可适合于强电磁场环境,自动地调整前置放大器的增益。该系统包含一种大动态变化范围的新型数控可变增益放大电路、电源管理电路、模拟信号光纤传输电路和数字信号光纤传输电路。介绍了系统结构、电路原理及实验结果。     

一种异步发射信号的MIMO差分检测方法

提出了一种异步发射信号的MIMO系统模型:在V-BLAST系统各发射天线对应的数据流中人为添加时延,使得各发射天线的信号异步发射、异步到达接收机.基于该系统模型,提出了一种差分检测方法.解决了传统V-BLAST方法无法进行差分检测以及无法实现单天线检测的难题.仿真结果显示,该算法在不同的相对时延情况下的误码率性能不同.     

Planar location of the simulative acoustic source based on fiber optic sensor array

A fiber optic sensor array which is structured by four Sagnac fiber optic sensors is proposed to detect and locate a simulative source of acoustic emission (AE). The sensing loops of Sagnac interferometer (SI) are regarded as point sensors as their small size. Based on the derived output light intensity expression of SI, the optimum work condition of the Sagnac fiber optic sensor is discussed through the simulation of MATLAB. Four sensors are respectively placed on a steel plate to structure the sensor array and the location algorithms are expatiated. When an impact is generated by an artificial AE source at any position of the plate, the AE signal will be detected by four sensors at different times. With the help of a single chip microcomputer (SCM) which can calculate the position of the AE source and display it on LED, we have implemented an intelligent detection and location.     

遗传算法在光纤弱磁检测中的应用

把遗传算法引用到光纤弱磁场检测中，利用计算机处理磁场信号，可省去复杂的电路处理，提高检测灵敏度。介绍了光纤弱磁检测的原理，给出了采用遗传算法对检测信号的拟合曲线。结果表明，用遗传算法来求解磁场信号是可行的。     

全光纤声光可调谐滤波器声信号调理电路设计

声波信号的质量对于全光纤声光可调谐滤波器的滤波稳定性及调谐范围等都起着重要作用.该文设计制作的声信号调理电路有效满足了全光纤声光可调谐滤波器对声波信号频率、幅度、失真度等参数的要求.将该电路应用于光纤光栅声光可调谐滤波器的声信号控制实验中,实现了输出波长在声波信号控制下快速、稳定的连续调谐.     

Combined optical fiber interferometric sensors for the detection of acoustic emission

A type of combined optical fiber interferometric acoustic emission sensor is proposed. The sensor can be independent on the laser source and make light interference by matching the lengths of two arms, so it can be used to monitor the health of large structure. Theoretical analyses indicate that the system can be equivalent to the Michelson interferometer with two optical fiber loop reflectors, and its sensitivity has been remarkably increased because of the decrease of the losses of light energy. PZT is powered by DC regulator to control the operating point of the system, so the system can accurately detect feeble vibration which is generated by ultrasonic waves propagating on the surface of solid. The amplitude and the fre- quency of feeble vibration signal are obtained by detecting the output light intensity of interferometer and using Fourier transform technique. The results indicate that the system can be used to detect the acoustic emission signals by the fre-quency characteristics.     

利用单极性编码脉冲的海底光缆护套层故障探测方法

海底光缆的使用环境中存在随机扰动因素,故使用传统单脉冲电磁脉冲时域反射法进行护套层故障探测会受到大量随机噪声的干扰,探测波形难以辨识,故障探测效果较差。为改善探测效果,根据海底光缆护套层结构特性将其等效为带有随机扰动偏差的有耗非均匀传输线模型进行分析,提出了使用单极性编码脉冲作为探测信号的海底光缆护套层故障探测方案。通过理论分析和实验研究,证明与单脉冲探测方案相比,该方案可以在不降低空间分辨率的前提下有效降低测试系统噪声,获得较好的探测效果,满足海底光缆护套层故障探测要求。     

基于开环检测系统的全光纤电流互感器研究

商用化的全光纤电流互感器（FOCT）的误差一般要求小于0.2%,信号处理方法是决定该类传感器测量准确度的关键因素。论述了全光纤电流互感器的光路结构、工作原理、技术优势和干涉信号特征,提出了一种基于数字开环的全光纤电流互感器检测系统以及实现方案,论述了其工作原理和特点,试验结果表明,该检测方法提高了全光纤电流互感器的性能,使其满足了0.2 级测量用电子式电流互感器的准确度要求, 对解决全光纤电流互感器的信号处理、测量准确度和测量灵敏度等问题具有较大的参考价值。     

波分复用系统设计与仿真

传统靠加大富裕度的方法估算色散对光传输的影响,无法准确设计可靠的光传输系统,其原因就在于,受光缆敷设条件限制,实际参数变化与理想设计指标要求间存在有很大的差异.文章采用一种基于模拟仿真的参数估计方法,经模型搭建及仿真试验分析,得出了较理想的结果.