双通道抛物线型多模光纤位移传感器输出特性

本文根据稳态输入条件下光纤输出光强的远场分布导出了发射光纤折射率为抛物线型分布时,双通道非对称光强反射式位移传感器的输出特性参量ф与移位d的关系,理论计算和实际测量的表明,输出特性曲线不存在所谓的光峰结构,输出特性参量φ与位移d是一一对应的单值关系。这种光纤位移传感器的灵敏度仅决定于传感器的结构参数,与不纤中传输的光强无关。改变传感器的结构参数即可改变传感器的测量范围和灵敏度。     

补偿式光纤双法布里－珀罗微位移测量系统

本文提出一种能补偿环境影响的,插入光纤传光介质的新型微位移测量系统和灵敏度阈的实验结果.由于采用平行双通道的结构,系统具有高精度、抗干扰的补偿法特点.该系统适合于微位移(纳米级)测量,可用于检定其它高精度位移传感器,几何量计量中定位,微细加工表面轮廓测量以及可以转换成微位移量或光程差的其它物理量测量中.     

双通道光纤位移传感器实时测量系统

对双通道光强反射式光纤位移传感器测量系统进行了优化设计。测量结果表明,新构成的装置重复性达到０．６％,最小分辨率小于１．０μｍ,测量范围２．０ｍｍ。测量系统采用８位单片机处理数据,用三次插值多项式校正传感器输出信号的非线性,获得良好效果,以数字方式显示位移的测量结果,系统充分利用传感器输出特性无“光峰”现象的特点,信号处理过程快捷,此系统对变化不太快的位移可进行实时测量。     

补偿式光纤双法布里－珀罗微位移测量系统

本文提出一种能补偿环境影响的，插入光纤传光介质的新型微位移测量系统和灵敏度阈的实验结果。由于采用平行双通道的结构，系统具有高精度、抗干扰的补偿法特点。该系统适合于微位移（纳米级）测量，可用于检定其它高精度位移传感器，几何量计量中定位，微细加工表面轮廓测量以及可以转换成微位移量或光程差的其它物理量测量中。     

光纤位移传感技术的建筑物结构参数测量研究

针对常规方法采集建筑物结构传感信号时,接收的反射信号相位差不明显,导致建筑物结构距离位移、角度位移测量精度较差的问题,设计基于光纤位移传感系统的建筑物结构参数测量方法。将系统的光纤位移传感器,放置在建筑物结构固定端和相对变化端,采集传感区域光纤信号。设置系统调制信号最优频率,保证反射信号相位差变化明显。根据解调的光纤信号相位差,测量建筑物结构内部光纤应变,得到结构参数位移变化量。设置对比实验,分别监测建筑物结构沉降、滑动、倾斜,结果表明,设计方法相比常规方法,降低了距离位移和角度位移测量值误差,提高了测量值与实际位移量的相关性和线性度,充分保证了建筑物结构参数测量精度。     

光纤端面涂覆敏感材料的高灵敏度传感器北大核心CSCD

描述了一种基于法布里-佩罗干涉仪(Fabry-Perot interferometer, FPI)结构的双参数光纤传感器,并演示了它可以同时测量气压和温度。所提出的FPI传感结构由覆盖在单模光纤端面上半球形的紫外固化胶组成,FPI产生的光谱干涉峰对环境温度和气压变化敏感。选择传感器干涉谱中两个谐振峰波谷Dip 1和Dip 2,跟踪它们的波长随气压和温度的变化,构建传输矩阵,能够同时测量气压和温度,并消除交叉敏感。实验结果表明Dip 1点的气压与温度灵敏度分别为2.925 nm/MPa和-1.165 nm/℃,Dip 2点的气压与温度灵敏度分别为4.715 nm/MPa和-1.209 nm/℃。利用Dip 1和Dip2的气压与温度灵敏度构建测量矩阵,传感器实现了多参数测量。通过长时间稳定性实验发现传感器测量气压与温度的最大误差分别为0.068 MPa和0.19℃。该传感器具有灵敏度高、结构简单紧凑、造价低廉等优点,在工业生产中具有一定的应用价值。     

单片机在表面粗糙度测量系统中的应用

设计了一种以单片机和光纤传感器为基础构成的表面粗糙度测量系统。该系统由光纤传感器、信号检测电路、单片机处理电路和显示装置组成。其特点是系统性能稳定、适应性强、精度高,可以对不同加工方法的工件实现非接触和在线测量。重点给出了该系统的主要硬件和软件及实现方法。     

宽量程反射式光纤位移传感器的研究

分析了反射式光纤位移传感器的输出特性,设计了一种新的宽量程反射式光纤位移传感器。以传感器的输出及其相对应的实际位移训练神经网络,建立基于神经网络的传感器逆模型,将其用于传感器输出信号的处理,扩大了测量范围和提高了测量精度。     

一种大量程光纤布拉格光栅位移传感器北大核心

光纤光栅位移传感器具有精度高、本质安全、体积小和易复用等特点,但受到敏感材料的局限,大量程光纤光栅位移传感器很难获得。针对该问题,提出并实现了一种大量程的光纤光栅位移传感器,其采用行星轮系与粘贴光纤光栅悬臂梁相结合的结构,通过变换减速比来获得各种大量程;利用有限元分析法对传感器悬臂梁材料和结构进行了优化设计,研究了不同量程时该类传感器的输出特性。结果显示,该传感器输出信号的波长漂移量与位移量有着很好的线性关系,最大量程可达2 000mm。     

一种大量程光纤布拉格光栅位移传感器

光纤光栅位移传感器具有精度高、本质安全、体积小和易复用等特点,但受到敏感材料的局限,大量程光纤光栅位移传感器很难获得。针对该问题,提出并实现了一种大量程的光纤光栅位移传感器,其采用行星轮系与粘贴光纤光栅悬臂梁相结合的结构,通过变换减速比来获得各种大量程;利用有限元分析法对传感器悬臂梁材料和结构进行了优化设计,研究了不同量程时该类传感器的输出特性。结果显示,该传感器输出信号的波长漂移量与位移量有着很好的线性关系,最大量程可达2 000mm。     

基于反射式塑料光纤传感器的微位移测量技术研究

近年来,高精度的位移测量精度要求越来越高,为响应这一需求,本文依据待测位移量可由反射光强变化得出的原理设计了一种基于塑料光纤的位移传感器.本文所涉及的光纤位移传感器以静态拉伸式杨氏模量测量实验中钢丝长度的微小变化为待测量进行设计.在整个传感器系统制作完成后,结果显示,在0~3mm的位移范围内,测量输出与实际位移成线性关系且线性度为0.6%,在较大位移区间内实现了具有良好线性度的测量,同时,根据实验结果测得灵敏度为2.13mV/μm,保证了测量的精准度.这种设计方法的使用扩大了塑料光纤的应用领域,同时,优化了传感器的精准度和线性化精度等性能指标.     

双同心圆光纤位移传感器测试系统改进及优化分析

光纤传感器是把光纤作为信息传输的重要媒质,是光纤、光通信技术持续发展的产物。在光传输过程中,由于受到各种主客观因素的影响,广播特征参量极易受到外界的干扰,需要准确把握光波特征参量变化情况,知道其物理量变化情况,这就需要充分发挥光纤位移传感器的作用。因此,本文作者以双同心圆光纤位移传感器为例,对其测试系统改进及优化予以了探讨。     

MEMS双光纤位移声传感器设计与分析

提出了一种新型强度调制型光纤传感器的理论模型。该模型使用单模光纤,讨论了光在准直透镜中的传播规律,利用光学透镜的准直作用,即矩阵光学原理和高斯耦合理论实现光强调制。强度型光纤传感器采用微电机系统MEMS结构的压力振动膜片拾取振动位移,通过分析施加在膜片上压力的变化及膜片尺寸得到影响双光纤位移传感器灵敏度的相关参数。仿真结果表明:合理的选择参数可以使传感器的灵敏度在不增加结构复杂性的前提下较传统方法有103量级的提高。     

F-P腔式光纤MEMS压力传感器的设计

提出了一种新型结构的法布里-珀罗(F-P)腔光纤压力传感器.该传感器基于法布里-珀罗多光束干涉,利用压力敏感膜的纵向挠度变化带动位移柱的横向位移运动来改变F-P腔的腔长变化.详细阐述了传感器新结构的设计方法及其工作原理,分析了不同参数对传感器性能的影响.采用ANSYS软件仿真模拟了传感器压力敏感膜在压力作用下的挠度变化.结合现有的MEMS工艺,可制作出工艺简单、温度系数低、灵敏度高,且抗电磁干扰的MEMS光纤压力传感器.     

光纤智能结构中Bragg光栅的DWDM检测

光纤Bragg光栅传感器以其优越的性能是最有希望应用于光纤智能结构中的传感器。基于DWDM原理与技术提出了在光纤智能结构的应用中检测光栅波长位移的DWDM方法，进行了实验研究和相关讨论，实验表明在较大范围内波长位移与轴向应变呈线性．为光纤光栅智能结构的实用化推广打下基础．     

差动式光纤微弯传感器

设计了一种新型的差动式光纤微弯传感器,并对传感器的位移特性和应变特性进行了实验研究。该传感器的特点是不仅可以测量位移、应力、应变等参量的大小,还可以判断参量的方向,且灵敏度比单一传感器增加一倍。实验证明,通过在传感器中加入变形齿限位装置和光纤定位槽,大大改善了差动式光纤微弯传感器的敏感性能和实用性。     

Design of distributed Raman temperature sensing system based on single-mode optical fiber

The distributed optical fiber temperature sensor system based on Raman scattering has developed rapidly since it was invented in 1970s. The optical wavelengths used in most of the distributed temperature optical fiber sensor system based on the Raman scattering are around from 840 to 1330 nm, and the system operates with multimode optical fibers. However, this wavelength range is not suitable for long-distance transmission due to the high attenuation and dispersion of the transmission optical fiber. A novel distributed optical fiber Raman temperature sensor system based on standard single-mode optical fiber is proposed. The system employs the wavelength of 1550 nm as the probe light and the standard communication optical fiber as the sensing medium to increase the sensing distance. This system mainly includes three modules: the probe light transmitting module, the light magnifying and transmission module, and the signal acquisition module.     

差动式光纤微弯传感器

设计了一种新型的差动式光纤微弯传感器，并对传感器的位移特性和应变特性进行了实验研究。该传感器的特点是不仅可以测量位移、应力、应变等参量的大小，还可以判断参量的方向，且灵敏度比单一传感器增加一倍。实验证明，通过在传感器中加入变形齿限位装置和光纤定位槽，大大改善了差动式光纤微弯传感器的敏感性能和实用性。     

光纤传感器实验系统的研究与实现

叙述了光纤传感技术和光纤传感器工作原理,详细介绍了光纤传感器实验系统的组成,对光纤传感实验系统主要的实验项目进行了较全面的理论分析与实验研究.其中,光探测器i-P特性测试实验获取被测光探测器的i-P曲线及其响应度的方法比较独特.     

一种小型光纤流体压力传感器的设计

本文论述一种小型光纤流体压力传感器的设计方法。这种传感器利用两根光纤分别作为光信号的发射器和接收器，在一根导管内顺序放置多个传感器，从而实现小型复杂结构的压力准确测量。该传感器的体积小、重量轻、对电磁场和化学反应不敏感，在解决压力的实时监控有重要的应用价值。文章首先介绍了小型流体压力传感器的设计要求和现有的设计方案，说明了流体压力传感器中光纤的方向性对传感器设计的影响，提出了采用硅凝胶作为压力变送元件的设计方案，并从静态特性和动态链性两个方面验证了这种方案。