抛物型内轮廓光纤检测的数值模拟

利用光路追踪程序,设计了一种可以检测抛物型内轮廓的微观轮廓曲线的反射式光强调制型光纤传感器.从模拟结果可以看出,这种传感器能很好的实现抛物型内轮廓的检测问题,具有结构简单、非接触测量、抗电磁干扰、测量速度快等优点.本文为反射式光强调制型光纤传感器用于复杂内轮廓的非接触测量提供了必要的理论分析和设计依据.     

一种外骨骼机器人的光纤转角传感器设计

设计了一种新型的强度调制型光纤传感器,该传感器被应用于外骨骼机器人的智能感知系统,可以测量人体肢体的转动角度;采用双接收光纤光强比值法,并通过对光纤单元的并列排布设计,该传感器具备普通强度调制型光纤传感器的结构简单,性能稳定等优点的同时,能够实现对光源功率波动的自补偿,量程也扩大至0～180°。仿真结果显示,此种光纤传感器具有较好的静态特性。     

基于光强余弦分布的同轴型光纤位移传感器设计

在分析了发射光纤出射端光强分布的几种模型基础上,提出了光强余弦分布的假设,并据此建立了单光纤对数学模型,设计出用于叶轮泵转轴径向跳动测量的同轴型光纤束位移传感器,建立了光纤束传感器调制函数的数学模型,仿真分析了传感器的输出特性。对测试系统稳定性进行了动态测试,结果表明:在转轴转速保持5 000 r/m in时,5m in内其稳定性优于±10μm,满足设计要求。可见发射光纤出射端光强余弦分布假设与实际相符,对光强调制型光纤传感器的设计具有指导意义。     

光纤传感器研究

光纤传感器具有抗电磁干扰、耐事故能力强、小型化、精度高等优点。为促进光纤传感器在更多行业的应用,对光纤传感器的研究进展进行了总结。介绍了光纤传感器的基本组成和原理,概括了光纤传感器分类特征。按光纤在传感器中的作用,可分为功能型(全光纤型)光纤传感器、传光型光纤传感器和拾光型光纤传感器。按光波调制方式,可分为强度调制型光纤传感器、频率调制型光纤传感器、波长调制型光纤传感器、相位调制型光纤传感器以及偏振态调制型光纤传感器。按传感器目标分布方式,可分为点式光纤传感器、准分布式光纤传感器和分布式光纤传感器。阐述了光纤传感器在温度、位移和气体测量方面的应用现状,并讨论了未来光纤传感器的发展趋示。     

一种用于深海作业的智能机械手

设计了一种以光强内调制型光纤传感器为基础的能对滑觉进行全方位检测的触觉传感器,并把它用在水下作业机械手上,以实现其作业的智能化。     

反射式光纤位移传感信号双值的甄别􀀁

本文分析了反射式光强调制型光纤位移位感器输出信号双值的物理机制,在实验上,引入传感器输出峰值电压的监控信号,以甄别传感器的输出信号是上升沿还是下降沿所对应的位移量,使这类光纤传感器的实用成为可能。     

燃气轮机叶片叶尖间隙光纤测量系统设计

燃气轮机转子叶尖间隙对发动机性能有重要影响,为实现其精密测量,首先,根据光纤对光强耦合原理得到了双圈同轴光纤束的光强调制特性函数;接着,分析了倾角变化对反射式光纤位移传感器测量特性的影响;然后,完成了间隙测量系统设计;最后,通过静态测量实验和不同转速下的动态测量实验验证了所设计系统的性能;实验结果表明:所设计传感器线性测量范围为2mm,测量系统动态性能较好。     

光纤传感器中的光耦合

本文以光纤通信技术中的光耦合为基础,对光纤间的光耦合做了外推实验,揭示出光纤耦台中光功率衰减的规律及其解决办法,将给研制设计非功能型光纤传感器,特别是光强调制光纤传感器提供一个参考依据。     

光纤应变传感系统初始损耗研究

利用单模光纤的弯曲损耗特性,设计了基于光强调制的缠绕式光纤应变传感器,从不同缠绕直径、缠绕螺距和缠绕圈数三方面研究了其与传感器初始损耗的关系,得出了光纤初始损耗随光纤缠绕直径的增大、缠绕螺距的减小和缠绕圈数的增加而增大的结论。     

光纤温湿度传感器功率响应与涂覆层厚度关系

采用了一种基于光强度调制的双包层单模光纤温湿度传感器,对其结构特性和工作机理进行研究;根据光波导理论推导出了双包层光纤的模式场分布情况与特征方程;在传感器的制作过程中,对光纤的腐蚀工艺、温湿度敏感材料的选择、涂覆方法等作出实验分析.实验研究表明:敏感材料的涂覆厚度对传感器的光功率输出响应范围和线性度具有很大的影响,需要控制好涂覆层的厚度,以达到理想的光强调制深度和响应线性度.     

双波长光谱法光纤甲烷传感器性能的研究

针对光谱吸收法检测甲烷气体体积分数时,存在着由于LED光源驱动电流抖动和环境背景光干扰造成的测量误差,设计的双波长光谱法光纤甲烷传感器极大地减小了上述误差,实验结果表明:其测量精度一般可以达到5%,相比同类传感器提高了测量精度。对于测量精度要求较高的场合,进一步推导了双波长测量误差公式,详细分析了测量波长漂移和测量环境温度变化导致的测量误差性质。研究结果对于其他强度调制型光纤传感器具有普遍的借鉴价值。     

高空湿度探测用加热式湿度传感器的研制

为实现高空高湿环境下对湿度的准确测量,本文设计和研究了集成加热功能的湿度传感器,在探空仪进行高空湿度探过程中利用两只加热式湿度传感器进行轮流加热除湿和湿度测量。通过对聚酰亚胺湿敏材料进行改性和合成,设计和制作了加热式的电容型湿度传感器,其灵敏度为0.2195 pF/%RH、响应时间小于1 s、湿滞为4.8%RH、半年漂移量在±0.3%RH以内。通过分析不同温度下的加热恢复时间,制定了加热式湿度传感器轮流工作的机制,轮流加热时间和周期分别为2s和120 s。并利用数据采集电路以及GPS探空仪对加热式湿度传感器进行了地面静态性能和高空动态性能测试,其高空湿度探测结果与VA SALA RS92的显示出较好的一致性和较低的湿度误差。本文研制的加热式湿度传感器能具有良好的地面性能,实现了交替加热除湿和湿度测量的功能,具有高空湿度探测的应用潜力。     

多孔硅湿度传感器研究进展

综述了湿度传感器的研究现状。分析了多孔硅湿度传感器的感湿机理,介绍了几种多孔硅湿度传感器的制作工艺及结构,并讨论了它们的优缺点。最后,对多孔硅湿度传感器的应用前景作了展望。     

反射式强度调制型光纤压力传感器的研究

针对测量精度易受光源波动、光电探测器、光纤等影响的问题,提出了光源的稳幅、参与通道的设置、调制解调、零位自校准技术等措施,进行了实验测试并绘制了数据曲线,提高了系统稳定性和精度.     

An electric field sensor based on reflected light intensity modulation from electro-optical media

An optical sensor of an alternating electric field is described. The sensing element is a crystal quartz plate which reflects incident light by its front surface. Reflected light intensity is modulated by the tested electric field by means of changing the refractive index of the plate. Modulation of the reflection coefficient of the quartz by the tested electric field occurs due to the electro-optic effect. It is noted that the main advantage of the sensor working on the modulation of the reflected light is the ability to use opaque electro-optical media and thin films.     

一种新型的荧光光纤温度测量系统

介绍一种基于稀土荧光材料 (Y2 O2 S :Eu)的温度—荧光特性的光纤温度传感器。由紫外汞灯发出的波长为 36 5nm的紫外光被调制成脉冲激励光 ,通过光纤传输激发探头处的荧光材料产生荧光 ,其峰值波长分别在 5 40nm和 6 30nm附近。通过测量两个峰值荧光信号的比值得到输出与温度的关系 ,温度测量误差小于 0 .5℃。实验结果表明 ,该测温系统能够有效地消除光源不稳定及测量通道中光强变化对测量结果的影响。     

强度调制型光纤网络温度传感器多路检测技术

本文结合时分复用形式的网络用频率域的方法处理 ,设计了一个具有两个强度调制型传感器的系统 ,并对实际光纤网络温度传感器系统响应进行了测量和数据处理 ,并又分析和计算出强度受调制的两路光的通光率 ,从而完成了对温度的测量     

降低高分子电容式湿敏元件湿滞的实验研究

针对高分子电容式湿敏元件的湿滞无法通过后续电路完全实现补偿的问题,提出了从高分子电容式湿敏元件本身降低湿滞的方法。主要从制作工艺、湿敏材料的选择两方面进行了实验验证,并对制作完成的高分子电容式湿敏元件进行性能测试与数据分析。实验结果表明：通过控制制作工艺和对湿敏材料进行改性可以降低湿滞,湿滞优于1.5%RH。采用该方法制作的湿敏元件无需再次通过后续电路进行湿滞补偿。     

荧光湿度传感器的研究进展

在简要介绍荧光化学传感器的基础上,分别从荧光湿敏材料、薄膜的制备方法和荧光检测方法等方面对国内外荧光湿度传感器的发展进行了综述。荧光湿度传感器具有灵敏度高、选择性好、抗电磁干扰能力强、本质安全(即阻燃、防爆)及设备简单等特点,必将使其今后获得广泛的应用。