光纤束位置传感器

光纤束传导光,经膜片反射回接收光纤束传输到光电检测器。这一类型的传感器,美国的D.Kissinger 等人早在60年代就已有专利申报;后来R.O.Cook 等人将其进行了深入地研究,对频率响应、动态范围、线性区间、工作距离、光纤直径等对传感器的诸多影响因素作了分析。由于它结构简单,造价便宜,对检测的物理量准确可靠,越来越广泛地应用于一些特定环境(人体、生物体内)检测压力、位移等物理量,充分发挥了它的优势。到80年代又扩展到检测水下声信号,对以前的研究更趋完善,并开始从实验室走向应用,W.Cuomo、M.Lawson 和R.O.Cook 先后发表的文章就说明了这一点。     

三维火焰温度场光纤传感器设计

传统三维火焰温度场无损测量主要利用全息干涉方法或莫尔光栅方法，这些方法存在着测量系统复杂、成本高、数据获取困难等缺点。设计出一种基于多光谱辐射层析测温原理的三维光纤温度传感系统，系统具有使用灵活，测量精度高，获得数据便捷等优点。采用重排算法及MART技术相结合作为少投影数扇形束CT重建算法。四峰温度场模型的重建结果为确定光纤温度传感器旋转及扫描参数提供了依据。     

反射式光纤束探头理论建模和仿真实现

在分析光路和单光纤对理论建模的基础上,建立了光纤束理论模型,并对模型进行了仿真分析.针对强度调制型光纤传感器光源单模尾纤输出以及检测条件,设计实现了一根多模光纤发送,6根多模光纤接收的反射式光纤束探头,光纤束探头把光源的光分成两路,一路作为检测光路,另一路作为参考光路,在强度调制型光纤传感器的测量中取得了良好的效果.     

反射型光纤束的研究及其应用

本文结合实验测量给出了光纤输出光强高斯分布的具体表达式I_((?)z)=[A_0/(1 kz)~2]·exp[-2r~2/(1 kz)~2],并相应建立了光纤束反射收集光强灵敏度曲线I_(反(z))-Z 的最佳计算模式,理论计算与实测的I_(反(z))-Z 相一致。在此基础上制作了静水压及声压传感器,其实验结果与计算相符合,再次表明光纤束设计理论的普遍适用性。     

三层反射式同轴光纤束位移传感器设计

设计了用于旋转机械动静间隙测量的三层反射式同轴光纤束位移传感器.建立了光纤束传感器调制函数的数学模型,对影响传感器特性的参数,包括接收光纤纤芯半径b0、发射光纤和接收光纤的轴间距c、被测表面反射率变化等进行了仿真计算和分析,给出了系统的优化设计参数.以车削圆柱体为工件进行了动态测试,测试结果表明,该传感器有效抑制了光源波动和测量点不同对测量结果的影响,满量程范围内误差小于1%,满足了设计要求.     

用双圈式光纤束传感器测量旋转机械振动

轴系的振动是旋转机械的主要振动源，用双圈式光纤束传感器测量具有很多优点。主要讨论了双圈式光纤束传感器的结构和工作原理及其特点，同时介绍了检测电路，给出了实验结果及其应用前景。     

双圈同轴光纤束传感器三维空间输出特性研究

针对航空发动机的实际故障特点,首先,分析了对航空发动机涡轮叶片三维叶尖间隙、包括叶尖表面径向间隙、轴向与周向倾角三维参数的变化信息进行光纤传感检测的需求;然后,针对拟采用的光纤传感器形式——双圈同轴光纤束传感器在反射面相对传感器端面存在径向间隙、空间倾角的情况下建立了三维空间输出调制函数模型,设计了接收光纤虚像端面与入射光斑的交叠面积补偿算法以及接收光纤虚像端面的平均光强修正算法;其次,对建立的传感器输出特性数学模型在反射面平行、仅存在轴向倾角、轴向周向均存在倾角这3种情况下分别进行了仿真计算,并与相同探头参数下的实验结果进行了对比分析;最后,对不同光纤传感器参数下的输出特性进行了仿真。结果表明,新建立的双圈同轴光纤束传感器三维空间输出特性数学模型不仅从理论角度还原出了传感器在反射面三维空间参数变化下的输出特性,还能指导不同三维空间位移测量应用下的光纤传感探头设计工作。     

用双圈式光纤束传感器测量旋转机械振动

轴系的振动是旋转机械的主要振动源,用双圈式光纤束传感器测量具有很多优点。主要讨论了双圈式光纤束传感器的结构和工作原理及其特点,同时介绍了检测电路,给出了实验结果及其应用前景。     

序排列柔软光纤传像束的研究

柔软光纤显微镜已广泛用于工业、医学等领域,其光学特性取决于光纤传象束的光学质量。本文报导了我们完成的序排列柔软光纤传象束的光学特性的理论分析和实验研究。结果表明,必须兼顾表示光纤传象束光学质量的透射率、对比度和分辨率。而传象束的结构尺寸、材料选择和制造工艺是影响其光学质量的重要因素,同时不可忽视相领光纤间界面交扰的存在。     

反射式光纤束光强调制特性研究

从单对光纤分析着手，建立了光纤束光强调制特性曲线的数学模型，结合实验数据处理，找到了一种利用较少测点数据确定待定系数的方法，得到了简单实用的数学模型表达式，可为相关的传感器设计和研究提供参考。     

光纤燃气温度传感器及测试系统

本文介绍了一种基于黑体辐射的光纤燃气温度传感器及测试系统,分析了影响传感器性能稳定性的主要因素及产生速度误差的原因,并采取了相应的解决方法。检定及试验结果表明,系统具有精度高,响应快、性能稳定的特点,为航空发动机燃气温度测量提供了一种新的测试手段。     

30km分布光纤温度传感器的空间分辨率研究

分布光纤温度传感器是一种比较新型的传感器系统，它可以实时测量空间温度场的分布。空间分辨率是分布光纤温度传感器的一个重要参数。在30km分布光纤温度传感器系统的研制过程中，对系统的空间分辨率进行了优化设计。入射激光脉冲的宽度决定了系统空间分辨率的上限。光电接收系统和电系统的带宽也会影响系统的空间分辨率。电系统的带宽必须和激光脉冲的宽度相匹配。系统的空间分辨率既可以直接测量，也可以通过测量光纤末端菲涅尔反射的半宽度来间接测量。经过优化设计，在30km的系统中，空间分辨率达到了3m。     

一种反射式光纤传感器的研究

为了解决传统的单端输出Y型分支结构的反射式光纤传感器易受入射光强变化、被测表面形貌不同等因素影响的问题,作者研制了一种具有两个输出端的新结构光纤传感器,并对该光纤传感器在精加工表面上的光反射特性进行了理论分析和实验研究。研究结果表明,光纤测头两输出信号之比与测量距离的变化有较好的线性关系,并能显著减少光源发光强度波动及被测表面粗糙度对位移测量结果的影响,从而有利于提高抗干扰能力和测量精度。因此,这是一种性能比较优越的非接触式微位移传感器。     

一种红宝石荧光光纤温度传感器的研究

介绍一种基于具有稳定的物理和化学性能、价格便宜的红宝石晶体荧光光谱温度特性的光纤温度传感器的原理及系统设计方法。研究结果表明,该光纤传感器具有性能稳定、成本低的特点,特别适合于对大型机电设备内部温度以及各种加热炉、感应炉的温度测量。     

一种基于强度补偿的自由式光纤束差压传感器

对一种基于强度补偿的自由式光纤束差压传感器进行设计与研究。传感器探头部分采用同结构、双探头的设计,传感器探头采用机械式封装;对传感器的光纤部分进行了强度补偿设计与分析,并利用调制函数M,理论分析了补偿后的输出值R;在对两传感探头施加相等的压力p=20kPa情况下,改变光源的输出功率,测出光电探测器的输出电压值,并在两探头存在不同的压差Δp时,测出其输出值R。实验结果表明：通过强度补偿后,输出值R≈1,同时在不同的压差作用下,输出值R与压差Δp在一段区域内有较好的线性关系。研究结果表明：传感器的强度补偿效果明显,可实现压力差值的检测。     

汽轮发电机转子温度光纤测量系统性能研究

本文介绍了一种新颖的在线监测发电机转子表面温度的光纤测量系统,并对系统的各种性能进行了实验测试。结果表明,该系统具有结构简单,安装方便,性能可靠等优点,系统测温误差在±３℃左右。     

基于光纤传感器的表面粗糙度在线检测研究

介绍一种基于光纤传感器的表面粗糙度在线检测系统，给出了一系列试验结果；讨论了在线检测仪的设计要点以及在线检测存在的问题，如光纤探头的结构、传感器的装夹与定位、仪器的元器件选择、仪器的标定、切削液和测量距离变化的影响等，提出了解决或改进的办法。研究结果表明，该检测系统具有结构简单、工作效率高、抗干扰能力强等特点，适用于静态条件下的快速检测和动态条件下的实时监测，有利于提高机械加工质量和生产效率。     

光纤气压传感器特性分析

用双膜盒作气压的敏感元件,将光纤微位移传感器用于检测膜盒随压力变化引起的形变,避免了其他检测膜盒形变方法的缺点,使气压传感器的性能得到改善和优化;为了提高检测灵敏度、降低检测限,使用了双通道光纤传感器,构造了一个气压测量装置,并以标准空气压力计对这种光纤气压传感器的输出变化随气压变化的关系进行了标定,结果表明测量范围可以达到900-1200hpa,分辨率为0.2hpa,精度为±0.1hPa。改变光纤探头到膜盒反射面的初始间隔,实现气压测量区间位置的变化。进一步优化光纤探头的结构参数,可以拓宽大气压力的测量范围。     

基于侧发光光纤对射耦合的光纤式液位测量

介绍了一种基于菲涅尔定律的光纤式液位测量方法,该方法利用介质折射率对双光纤之间光耦合效率的影响,使用两根并行排列的侧发光光纤作为测量元件,实现了对燃油液位的本质安全测量。通过理论分析得到了传感器的液位响应公式,进行传感器样机设计予以验证,在0.1～1 m范围内输出电压曲线变化趋势符合理论分析结果。