基于微纳光纤Sagnac环结构的光学电流传感器的响应特性研究

磁流体具有固体物质磁性及液体流动性的特性,且无本征矫顽力,无剩磁,磁场响应速度快,灵敏度高,将微纳光纤Sagnac环特殊的光传输性能与磁流体独特的磁光特性相结合,提出了一种基于磁流体包覆微纳光纤Sagnac环的全光纤电流传感器.理论推导了传感器的电流传感机理,设计了传感器的封装方法,并对传感器的温度特性和传感特性进行了...     

保偏光纤转轴熔接Sagnac干涉环的光学游标效应及温度传感器

为了实现高灵敏度的温度传感,通过在基于保偏光纤Sagnac干涉仪的Sagnac环内增加一段保偏光纤,控制两段保偏光纤快轴熔接角度接近45°,设计并制造了保偏光纤转轴熔接Sagnac干涉环结构。在理论上通过Jones矩阵推导了保偏光纤转轴熔接Sagnac干涉环的干涉谱公式,基于仿真分析研究了主要参数对保偏光纤转轴熔接Sagnac干涉环输出特性的影响。仿真结果表明,保偏光纤转轴熔接Sagnac干涉环实现了光学游标效应,两段保偏光纤的平均长度、两段保偏光纤的长度差分别影响保偏光纤转轴熔接Sagnac干涉环输出干涉谱的波长间隔和包络周期;在实验中,将保偏光纤转轴熔接Sagnac干涉环应用在光纤温度传感器中。实验结果表明,在2cm的感温区域,保偏光纤转轴熔接Sagnac干涉环温度传感器的灵敏度就达到了-2.44nm/℃,是普通Sagnac干涉环温度传感器(-0.163nm/℃)的14.97倍。     

基于Sagnac的分布式光纤传感声学传感器

介绍了一种基于Sagnac的分布式光纤声学传感器. 这种声学传感器通过光电探测器、 数据采集卡、 滤波器和音频放大将3×3耦合器处干涉的光信号转换为电信号且实现音频信号的还原. 为了研究此分布式光纤声学传感器的性能, 分析了基于零频点实验声源扰动定位的原理, 并运用快速傅立叶变换将时域信号转化为频域信号显示声源扰动产生的零频点. 实验结果表明, 基于Sagnac的分布式光纤声学传感系统可以很好地实现声音信号的还原和定位.     

应用高双折射光纤的分布力传感技术的研究

本文研究了一种分布式光纤力传感系统。这种系统基于高双折射光纤受外力扰动作用下的模式耦合原理,应用高双折射光纤作为传感光纤,采用光外差干涉技术和光程扫描方法探测沿传感光纤分布的压力点。     

基于光纤环镜的光纤光栅传感解调系统

提出了一种新型的基于保偏光纤环镜的光纤布拉格光栅传感器解调方案。建立了理论分析模型,研究了保偏光纤环镜结构参数对解调精度影响的特性并进行了数值仿真。搭建了光路系统,设计了能够消除系统结构参数误差影响的基于LabVIEW的参数测定软件、解调系统监控软件和电路模块,进行了传感检测实验,其结果与理论分析相吻合。该系统稳定性好,检测灵敏度高,适用性强,在光纤光栅传感器的应用方面具有重要意义。     

光纤环镜在光栅传感解调系统中的应用

为实现高稳定性、高精度的波长干涉解调,研究了保偏光纤环镜在波长解调结构中的应用,设计并搭建了一种基于光纤环镜的新型光纤布拉格光栅传感器解调系统.依据传统的矩阵光学原理建立理论模型,分析采用保偏光纤环镜实现干涉解调的基本原理,研究了其结构参数对解调精度的影响并进行数值仿真验证.在理论指导的基础上,搭建光路模块,并基于LabVIEW软件设计了用于消除系统结构参数误差的测定软件与解调系统监控软件,研制电路模块,构成了完整的传感解调系统.经传感检测验证,该系统在20～90 ℃对温度的分辨率为0.03 ℃,准确度可达±0.1 ℃,实验结果与理论分析相吻合,展示了该系统具有良好的稳定性,较高的检测灵敏度和较强的适用性.     

基于螺旋式光纤环输出光斑旋转的温度传感器

采用将传感光纤绕制在螺旋型调制器上的方法,设计了一种基于光斑旋转角度调制的新型光纤温度传感器。根据螺旋型调制器所处环境温度的变化会使传感光纤产生双折射效应,从而使出射光斑发生旋转变化的原理,通过CCD获得不同温度下的出射光斑图像的变化情况以及利用MATLAB对所得数据进行处理,可以探测出温度变化与出射光斑旋转角度的关系,达到对温度间接测量的目的。实验证明,光斑旋转角度与温度变化在一定范围内有很好的线性关系,而且该传感系统灵敏度也比较高。     

光纤电流传感器传感头的结构与原理

光纤电流传感器是以法拉第磁光效应为基础、以光纤为介质的新兴电力计量装置，它通过测量光波在通过磁光材料时其偏振面由于电流产生的磁场的作用而发生旋转的角度来确定被测电流的大小。传感头是光纤电流传感器最为重要和关键的部件。分析了全光纤型和混合型光纤电流传感器传感器传感头的结构和工作原理，对改进光纤电流传感器的设计，提高光纤电流传感器的性能具有重要的指导作用。     

调相式光纤电流传感器中传感头的设计

在以压电效应为传感机理的调相式光纤电流传感器中，必须首先将电流信号转变为电压信号，再以此电压信号驱动压电陶瓷筒，使缠绕在筒上的光纤中光波的相位发生变化。一般采用低压电流互感器（CT）实现电流－电压转换。这种方法由于CT本身的绝缘性不好，易出现磁饱和、转换电压不高等原因，使传感器的性能受到影响。文中提出一种新的传感头设计方法。它以Rogowski线圈代替传统CT，作为电流－电压转换装置，提高了传感器的精度、可靠性及测量范围。     

强度型光纤传感测试系统的稳定性研究

描述了一种光纤传感器输出特性测度系统，该系统通过调制和补偿技术大大改善了系统的稳定性，介绍了补偿的方法和调制的措施，并进行了定点测度和全程测试的实验。结果表明，采用的调制和补偿技术可大大减小光源强度变化和外界干扰光的影响，提高测试系统的稳定性。     

集磁式光纤电流传感器

以法拉第磁光效应为原理的光纤电流传感器因其无爆炸危险、抗高电磁干扰、绝缘性好、价格便宜、结构简单、质量轻等优点,将成为传统电磁式互感器的替代产品。文中介绍一种集磁式光纤电流传感器,说明该传感器的工作原理,并且给出传感头的结构、信号处理电路,最后对其测试性能进行了必要的讨论,证明此类传感器具有成本低、稳定性高、使用灵活等特点。     

Theoretical analysis of the effects of linear birefringence upon optical glass current transformers with different optical designs

The effects of linear birefringence (LB) upon bulk glass optical current transformers (BGOCTs) with different optical path designs, such as the orthoconjugate reflection (OCR)-typed, the direct reflection (DR)-typed and the roof-prism reflection (RPR)-typed BGOCT designs, are theoretically analyzed and compared with that of the BGOCT with a single-loop optical path in this paper. The results show that the return-back dual-loop current sensing designs with conventional signal processing scheme of “−/+” cannot eliminate the harmful effects of the LB thoroughly, if suitable signal processing schemes, which can separate the LB from Faraday effect, are not used.     

光纤压力传感器在流体压力测试中的应用

介绍了光纤压力传感器的工作原理和特点；对其在流体压力测试中的应用理论和实践进行了研究和探索。     

基于电涡流传感器的全闭环锯片磨床数控系统开发

详细介绍了在锯片磨床控制系统中采用电涡流传感器,实时在线测量锯片厚度,并反馈给数控系统,从而实现磨削过程全闭环控制的方法。所开发的全闭环数控磨削系统可在传感器线性范围内,通过简单的参数设置,自动适应不同加工条件和要求,具有高精度、高效率、操作简单、稳定性好等特点,在平面磨削加工中具有广阔的应用前景。     

电涡流传感器动态响应特性研究

为了提高磁悬浮轴承高频电主轴控制系统中电涡流传感器的动态响应特性,针对恒频调幅式电涡流位移振动传感器,分析了电涡流传感器的基本结构和工作原理,建立了电涡流传感器检测电路数学模型,分析了电涡流传感器动态响应特性与检测线圈谐振回路品质因数 Ｑ 的关系,提出了对电涡流传感器动态响应特性在不影响灵敏度和线性测量范围的情况下进行线性校正的方法,从而使电涡流传感器幅频响应带宽提高一倍甚至几倍以上,相位角的滞后量也可以大大减小,充分满足了对磁悬浮轴承高速转子进行位移和振动的非接触性监测的需要。     

扭转抑制光纤陀螺法拉第效应的理论研究

光纤陀螺法拉第磁光效应作为非互易性误差源,是影响光纤陀螺性能,尤其是影响光纤陀螺精度的主要原因之一。介绍了光纤陀螺的磁敏感机理,分析了光纤陀螺径向和轴向磁敏感性误差的主要来源。提出了通过在光纤陀螺原有光纤环上熔接反向扭转光纤的方法,引入比较高的圆双折射,对原有光纤环的非互易相位差进行补偿,达到抑制光纤陀螺磁敏感性误差的目的,探讨了该方法的可行性,并对补偿特征进行了仿真分析。     

管道低频涡流检测的三维有限元仿真研究

首先对三维涡流场仿真分析所必需的一些公式和理论作了简要的推导和说明;然后列出了仿真分析的具体步骤,提出了仿真分析过程中每一步应注意的问题及相应的解决办法;最后给出了不同形式的缺陷对应的典型响应结果,并对特定缺陷下缺陷深度的变化所引起的响应结果进行了分析比较。另外还分析了检测线圈位置的变化对响应结果的影响,得出了相位差随缺陷变化的大致规律,为缺陷的可视化、缺陷特征的提取提供了一定的依据。     

射频气体放电激励电压电流及相位传感器的研制

由于分布电容的存在而造成对仪器的干扰,使得对射频放电电压电流及相位的测量,到目前为止仍然是比较困难和昂贵的;使用简单的电压电流探头而无干扰地精确地测量出电压、电流和相位角,从而计算出复合阻抗几乎是不可能的。这里介绍一种自行研制的传感器,结合网络分析理论,采用数字与计算机技术实现对射频放电电压、电流及相位角精确的测量,经实际使用精度高,抗干扰能力强,价格低廉。     

简化目标函数的电涡流传感器线圈参数优化设计法

小外径的电涡流传感器薄线圈的参数优化设计的关键是寻求合理的目标函数的表达式。本文在线圈电参数计算的基础上利用激励线圈的电磁场分布对线圈测试性能进行分析预测,得出便于求解的线性量程和测量灵敏度的表达式,从而简化了复杂的目标函数。根据求解得到的优化值用线径为０．０５ｍｍ的漆包线绕制线圈进行了试验,结果表明线圈探头能满足线性测量范围及灵敏度要求。