分布式光纤传感器多点温度测量的研究

基于光时域反射技术(OTDR)的原理,建立了拉曼散射分布式光纤多点温度测量系统,提出了一种新型的解调方法,即循环解调方法,用最近已知OTDR温度曲线解调下一个待测点OTDR温度曲线。通过实验验证了理论分析的正确性,该系统能够抑制温漂噪声的积累,防止瑞利背向散射光窜扰反斯托克斯背向散射光,其空间分辨力小于3m,温度分辨力约为±3℃,时间分辨力不大于3min。     

PCS纳米颗粒粒度测试装置的研究

介绍了光子相关谱技术（PCS）测量纳米颗粒粒度的基本原理和PCS纳米测量装置的基本组成。因为纳米颗粒散射光所呈现的光谱是由颗粒粒径决定的，所以在纳米颗粒粒度测量中，单一角度测量只能观测到样品的部分情况。为了充分保证检测样品的真实表征及提高信噪比，文中提出了一个将步进电机和光纤联合应用于纳米颗粒粒度测量的设计方案。采用这个方案可以准确和方便地在不同角度上进行纳米颗粒粒度测量，而且有效地提高了信噪比和减小了装置的体积。     

用动态光散射现代谱估计法测量纳米颗粒

为了解决目前动态光散射软件信号分析法采用的自相关和功率谱估计存在分辨率和方差较低,以及能谱泄漏问题,提出了基于现代功率谱估计的动态光散射信号分析法。对该系统所采用的现代功率谱估计算法和测量系统进行了研究。首先,介绍了动态光散射测量法涉及的光子相关光谱理论和散射光谱估计理论。接着,描述了基于现代功率谱估计的动态散射光谱法,特别是其中阶数p的计算方法。然后,介绍了测量系统,包括硬件部分的光学系统和信号采集处理系统,软件部分的系统开发流程。最后,对粒径分别为30、50、100nm的乳胶球标准颗粒溶液(透光率为96%)进行了实验。实验结果表明:现代谱估计分析法的测量均值误差和重复性误差的平均值分别为1.88%和1.62%,满足国标要求的均值误差和重复性误差2%。     

基于后向光散射的颗粒测量技术研究

颗粒粒径和颗粒折射率是光散射颗粒测量技术中的重要参数。为了实现颗粒粒径的测量及其分档,在广义Mie理论基础上,分析了颗粒粒径及折射率对后向散射光能分布的影响,并得到了后向散射光能分布随颗粒粒径及折射率呈周期变化规律。实验验证结果表明,后向散射光能与颗粒粒径及颗粒浓度有关。研究结果可为后续的颗粒测量研究提供参考。     

全光纤荧光海水中叶绿素a和DOM浓度测量系统的研究

介绍了能够实现对海水中的溶解有机物(DOM)和叶绿素a两种物质浓度同时在线测量的光纤荧光测量系统。系统将荧光法、光纤技术与小波分析的信号处理理论相结合，具有小型化、结构简单、探头无源、所得光谱变形小、多参数同时测量的特点。实验证明，该测量方法是完全可行的。     

背向散射多点分布式光纤测温系统的研究

背向散射多点分布式光纤测温系统的研究王莉田，史锦珊，王玉田，王珏（燕山大学秦皇岛０６６００４）０引言目前已有一些测量温度分布的传感器问世，例如用偏振光的时间或反射法（ＰＯＴＤＲ）测量所传播的单模光纤中温度对偏振态的影响来测温“’，用散射光时间域反射法...     

基于PCA和SVM算法的肝癌细胞显微后向散射光谱分类

为了实现对肝癌的早期实时和在体探测,基于前期搭建的光纤共聚焦后向散射(FCBS)光谱仪获取肝癌细胞的显微后向散射光谱,分别使用主成分分析(PCA)和支持向量机(SVM)两种算法,对获得的正常肝细胞株(L02)、低转移潜能肝癌细胞株(MHCC97-L)和高转移潜能肝癌细胞株(HCCLM3)三种细胞的后向散射光谱进行分类。使用PCA对获得的三种细胞光谱数据进行降维分析,得到的前两个主成分综合了全部信息的95.4%,由主成分1和主成分2的得分图可以观察到,三种细胞在直观上有明显的区分;对同一数据集选取69例对象通过SVM机器学习算法训练分类模型,随机抽取50例作为训练集,19例作为预测集,最终分类的准确度达到了94.7%。实验结果表明:使用光纤共聚焦后向散射(FCBS)光谱仪获取的细胞显微后向散射光谱可以分别通过PCA和SVM对不同转移潜能的肝癌细胞进行自动分类,这将为研究活检提供必要的检测手段。     

适于土壤中农药检测的荧光光纤系统

提出了一种用于土壤中农药检测的光纤式荧光测量系统.研究了有机物分子发荧光的基本原理,分析了荧光法检测农药的可行性.基于光纤传感技术和荧光技术设计了测量系统,系统以脉冲氙灯为激发光源,以特制的光纤式锥形探头探测荧光,以小型平场光谱仪实现荧光分光,以高速数据采集模块实现荧光信号的采集转换.该系统一次曝光即可获得农药的荧光光谱.利用该系统实现了不同浓度西维因在土壤中的荧光光谱实验,考察了系统的工作曲线和最低检出限.实验结果表明,系统测得的荧光光谱清晰、分辨率高;在0.005～0.1 mg/kg范围内荧光强度和浓度基本呈线性关系;系统的最低检出限(LOD)可达0.005 mg/kg ,相对标准偏差(RSD)≤3%,能够满足土壤中农药检测的需要.     

光纤磁场传感器的磁场探头设计

光纤磁场传感器的探头是光纤磁场传感器中最关键的部分，它直接影响到传感器的测量精度。根据光纤传感器的测量要求和磁敏元件(磁光晶体：BiGd：YIG-Y3-x-yBixGdyFe3O12)的工作原理及特点，必须在光纤磁场传感器探头中产生线偏振光，同时为了在磁敏元件加入传感器探头后不至于增加固有损耗，故在探头两端使用了两个光纤准直器。介绍了在探头设计中，各部分的工作原理和结构特点。     

基于图像处理的锥形光纤透镜检测的若干问题分析

为了获得光纤透镜研磨与抛光过程中的锥形光纤透镜的锥角大小及同轴度,提供相应参数给控制系统来控制加工过程,首先对采集到的图像进行图像增强、二值化和边缘提取等处理,然后对提取的边缘像素点进行最小二乘拟合,并将拟合结果与标准锥形光纤透镜相关数据进行对比,得到研磨抛光过程中的锥形光纤透镜的锥角及同轴度,实现了光纤的CCD图像检测,而且表明所采纳的CCD图像处理的相关方法能够满足光纤研磨抛光加工的精度要求.     

ICP—AES测量土壤中重金属Pb含量的不确定度评定

本文通过利用ICP—AES对土壤中重金属铅的含量进行检测分析,建立土壤中测量铅的不确定度的模型,对该模型中不确定度的来源进行分析讨论,该检测方法可直接应用于日常的实际检测工作。     

计算机辅助红外解谱的研究

本文主要讨论利用计算机方法进行红外谱图的初步解析的原理,介绍了两种解谱方法:一是对红外谱进行数据库检索,另一种是模拟红外光谱专家的解谱思路,以流程图问答的方式,最终给出初步的解析结果。本文着重介绍后者的实现方法。     

佰元真假钞光谱和能谱的分析比较

通过傅立叶变换红外光谱仪、显微拉曼光谱仪以及电子探针/能谱仪等分别对真假佰元纸币进行测试,并对测试结果进行比较和分析,从光谱和能谱分析的角度比较真假佰元纸币的异同,为假币的鉴别提供另一种有效的方法。     

信号频谱的二维向量及其应用

往复机械设备振动加速度信号频振很复杂,研究其复杂频谱的度量描述方法将对这类设备状态的监测和诊断有重要意义,指出频谱的一维谱熵指标的局限性,提出具有位置维的频谱二维向量指标,通过在往复式压缩机气阀状态监测和诊断方面的两个应用实例的验证,说明二维向量指标较全面地反映了频谱的特征,比一维谱熵指标明显的优越性。这种指标在机械信号复杂频谱的分析中会有好的应用。     

基于相位谱测量的脉冲调制信号频域测量方法

传统的脉冲调制射频(Pulsed RF)信号普遍采用时域、包络域测量手段进行测试。本文则提出了一种全新的频域测量方法：通过在非线性网络分析仪平台上测量脉冲调制信号的幅度谱和相位谱,经过频谱缝合和外推等处理获得其完整的频谱信息,从而重构出时域波形和包络。实验表明,该频域测量方法的相位谱测量准确度能够达到±1°,通过频谱外推能够获得平滑的时域包络。和传统的时域、包络域测量手段相比,该方法继承了频域测量高动态范围的优势,能够获得更好的测量精度。     

基于嵌入式技术的双光谱水质多参数一体化系统设计

为了解决传统水质检测仪器存在的检测效率低、检测参数少、二次污染、集成度低的问题,提出了一种基于嵌入式技术的双光谱水质多参数监测系统设计方法。采用紫外吸收光谱和荧光光谱相融合的方法对其水质进行检测。为了验证设计系统的可行性,用其检测总磷(TP)、总氮(TN)、氨氮(NH₃-N)、高锰酸盐指数(COD_Mn)、水中油等参数,并与国标法进行对比,实验结果表明：该监测系统的性能和精度均符合设计标准。双光谱融合的水质多参数监测系统为多参数水质检测提供了技术支持,具有应用价值,为在线监测仪研究提出了一种新的设计思路。     

基于拟合算法的傅里叶变换光谱仪光谱反演

在傅里叶变换光谱仪(FTS)中,精确获取每个干涉信号采样点处的光程差是获取光谱图的关键。动镜速度的波动会对等时间采样造成采样误差,而当目标光源波长较短时无法直接利用传统方法进行等光程差采样。分析了速度波动误差对光谱的影响,并提出了一种基于拟合算法计算干涉信号每个采样点处光程差的方法,在动镜速度波动较大的情况下对可见光波段的干涉信号进行采样反演。实验结果表明,此方法准确度高,适用于各种傅里叶变换光谱仪。     

粗糙表面轮廓的对角线切片谱分析

针对双谱估计存在的计算量庞大、估计精度较差、显示不够直观等缺点，提出了一种改进的对角线切片谱分析方法，并把它用于粗糙表面轮廓的非对称性和耦合性特征分析。实验结果表明，该方法简单、合理，而且有可能揭示加工过程中引起表面粗糙度间距和高度参数变化的原因。     

光学器件光谱透过率反射率实时测量系统的研制

研制了一种用于光学器件光谱透过率反射率实时测量的自动化光谱检测系统,整个系统实现了对光学器件进行透过率、反射率的在线测量,同时还可对光源进行光功率、色度等的自动检测工作。围绕该检测系统的研究背景、硬件组成、软件实现和应用前景展开了全面讨论。该系统的单次测量周期小于0.3s,可测量的光谱范围为200nm～1100nm,测量精度可达0.5%,采样间隔实时可调。     

复合膜包装袋材质的识别

用有机溶剂浸泡药物和奶粉两种复合膜包装袋,让其每一层分开。经FT-TR仪及X射线萤光光谱仪检测,结果表明:药物包装袋内层膜的材质是聚乙烯(PE),外层膜的材质是聚丙烯(PP)。奶粉包装袋内层膜的材质是PE;中间层是金属铝膜;外层膜的材质是聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)。