高空光学遥感器热设计参数的灵敏度分析

为减小高空光学遥感器的热设计误差,提高其热控效率,利用灵敏度分析方法对高空光学遥感器的热设计参数进行了分析。根据能量守恒定律建立了光学遥感器高空航摄时的热平衡方程,并对影响透镜组件温度分布的热设计参数进行了灵敏度分析。分析结果表明,对流换热、内部热源及构件之间的热阻对高空光学遥感器透镜组件的温差影响较大。试验结果表明,基于灵敏度分析结果的热设计方案合理有效。     

薄膜型光纤温度传感器的膜系设计

纳米薄膜与光纤的结合为新型感测提供了各种潜在可能.为了分析温度敏感薄膜的膜系设计及其对光纤温度传感器传感特性的影响,根据光学薄膜理论和光纤传感器的温度感测原理,探讨了光纤温度传感器中敏感薄膜的膜系设计,并构建了薄膜型光纤传感器的温度传感特性模型.以测试系统的参数、性能以及其对干涉光谱的要求为基础,设计了对称性较好的法布...     

Wavefront detection performance analysis of plenoptic sensor

A numerical simulation model of plenoptic sensor aberration wavefront detection is established to simulate and analyze the detection performance of plenoptic sensor aberration wavefront for different turbulence intensities. The results show that the plenoptic sensor can achieve better distortion wavefront detection, and its wavefront detection accuracy improves with turbulence intensity. The unique optical structure design of the plenoptic sensor makes it more suitable for aberration wavefront d...     

温度影响光纤光栅传感器性能蜕化机理及实验研究

结构健康监测中,光纤布拉格光栅(FBG)传感器性能蜕化将会严重影响整个监测系统的稳定性和准确性。而高温、高压等恶劣条件,均可能导致FBG传感器性能蜕化。基于光纤光栅传感器温度传感原理,分析了温度引起光纤光栅传感器性能蜕化的机理,并通过软件仿真和相应温度循环实验,分别考察了温度对不同FBG传感器性能蜕化的影响。实验结果表明,温度对FBG传感器性能蜕化的影响与FBG传感器自身质量参数有关。对于普通FBG传感器,随着温度循环次数增加,反射光谱峰值逐渐降低;而对于刻写完成后,光纤中仍含有少量氢分子的FBG传感器,随着温度循环次数增加,反射光谱不仅峰值逐渐降低,而且中心波长逐渐发生蓝移。     

A simple fiber-optic vehicle axle detector for roadways

This paper presents a fiber-optic vehicle axle detector for roadways. It is based on a fiber-optic Michelson interferometer that is mounted directly into the road surface. The fully dielectric design allows for remote operation of the sensor via a long section of optical fiber. A simple signal-processing scheme of the output signals has been adopted that allows for reliable detection of commercial and personal vehicles.     

Optical sensor for temperature measurement using bimetallic concept

In this paper, we report an optical fiber sensor for measuring temperature based on bimetallic concept. The sensor is designed by following the basic principle of Fabry–Perot interferometer and theoretical detail of the sensor has been outlined here with a numerical study. An important feature of the proposed sensor is that the fabrication will be done on a commercial multimode optical fiber. The Micro-Electro-Mechanical Systems (MEMS) based fabrication process could be performed directly on a multimode optical fiber end face which will eliminate the need for adhesive in packaging. The sensor could be fabricated as sensor arrays for micro level applications. The potential application of the proposed optical sensor includes biomedical applications, nano research, microfluidics, and other MEMS devices.     

再入干涉式光纤角速率传感器的研究

对一种新型再入干涉式光纤角速率传感器进行了特性分析 ,推导了灵敏度和极限分辨率的理论公式 ,通过数值方法 ,确定了光路耦合器的最优耦合比。根据优化设计 ,采用 2 0 m长度的保偏光纤 ,建立了实验装置 ,并对其标度因数和零偏稳定性进行了初步测试。转台测试结果表明 ,其随机漂移优于 6deg/h。     

光纤光栅传感器及其应用

回顾了光纤光栅传感器领域的发展和最新研究动态,概述了光纤光栅传感器的实际应用,尤其是民用工程建筑上的应用。     

利用光外差检测技术的光纤温度传感器

本文报导以频率稳定的纵向塞曼激光器为光源,高度内禀双折射偏振保持光纤为传感元件,并利用光外差检测技术而制作的温度传感器。理论分析了实验系统工作机理,并给出系统主要性能参数。     

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.     

高温下紫外光能量在线检测方法与设计

目前市场上紫外光能量检测中存在辐射大、温度高、测量不便等问题。设计一种针对高温下通过光纤进行导光的紫外光能量在线检测方案。该方案将紫外光通过光纤传输至光电传感器进行光电转换处理,避免传感器高温下工作,并采用双传感器进行环境光滤除提高精度,进而采用高精度AD芯片将信号模拟量转换成数字量传输至主控制器STM32F103,经数据处理计算出相应的能量值和温度等参数,通过RS485总线传输方式进行数据传输至上位机进而实现实时监测。实验表明:整个系统运行稳定、耐高温、能够在线实时检测并分析紫外光能量变化,可广泛应用于工业自动化紫光检测领域。     

光纤传感技术在物联网中的应用

物联网是当前的一个研究热点,而光纤传感技术在物联网中的应用已经引起了广泛关注。物联网的技术构成有4个层次,分别是用户与应用接口、数据处理技术、数据传输网络、传感网络。在物联网中要用到各种各样大量的传感器。传感器可用于感知各种各样的环境参数,如温度、重力、光电、声音、位移、振动等,为物联网提供最原始的数据信息。对光纤传感器的结构、分类以及其在物联网中的应用实例进行介绍,如光纤陀螺,光纤水听器、光纤光栅传感器、光纤电流传感器。最后介绍了基于布里渊效应的连续分布式光纤传感技术在物联网中的前沿应用。     

单模光纤分布式喇曼温度传感系统设计

文章作者在对光纤背向喇曼散射温度效应进行理论分析的基础上,对基于反斯托克斯/斯托克斯散射光强比值型的光纤分布式喇曼温度传感系统作了详细的研究, 对系统主要器件的要求进行了计算,研制了基于单模光纤的5 km分布式温度传感器.实验表明,系统能精确地进行分布式测温,温度分辨率为1 ℃,空间分辨率为2 m.     

亥姆霍兹光声光谱多气体检测器设计和优化

光声光谱技术作为一种先进的光学检测技术,已成功应用于各种痕量气体检测场合。实现多气体的光声光谱检测,同时保证高的检测灵敏度是检测器设计的核心目标。针对测量需求设计,优化了一种基于亥姆霍兹共振的光声光谱多气体检测器,使用有限元分析方法对检测器进行了设计和仿真分析,对光声池的结构参数以及温度和压力特性进行了优化和分析。仿真结果表明:对光声池结构参数进行优化和对温度压力进行控制可以提高检测器检测灵敏度;采用光源IR-19时,激发腔38 mm9 mm,连接管5.9 mm10.2 mm和探测腔30 mm5.8 mm为光声光谱检测器的最优化参数。经实验验证,检测器对CO气体的检测精度达到5.08 ppm（1 ppm=10-6）。研究结果为痕量多气体的光声光谱检测提供了设计参考。     

空间遥感器两维扫描指向镜的轻量化设计及应用

论述了空间遥感器中两维扫描指向镜的轻量化设计应注意的主要问题,并给出了扫描指向镜的轻量化设计的应用实例,利用有限元软件,结合设计指标,对其进行了光、机、热综合分析.     

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。     

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。     

共享激光器的分布式光纤气体传感系统

为了实现远端多节点的高效检测并降低成本,设计了一种新颖的分布式光纤气体传感系统。该系统采用共享一个工作于特种波长的分布反馈半导体激光器,将其置于一个本地控制节点内并通过双向光纤链路串联各远端检测节点,同时使用特殊设计的远端节点结构和光纤段,在每个检测节点,用两个Y型耦合器接入气室,将系统中信号分为上行流和下行流,避免来自其它节点信号影响并直接实现时分复用;并以三节点系统的瓦斯体积分数检测为例进行数值计算和实验。结果表明,激光二极管占总成本比重可由约60%降至约38%,且增加循环检测次数能使各节点测定气体体积分数的相对误差降低,首个节点的相对误差可降至0.2%以下,甚至更低,该方案能够精简高效地实现共享光源的分布检测。     

高灵敏度级联长周期光纤光栅温度与应变传感的理论研究

根据长周期光纤光栅(LPFG)的温度和应变特性,从理论上设计一种具有更高灵敏度的传感器。将两个具有不同包层参数和周期的长周期光纤光栅串联起来,构成光纤光栅传感器;并对其进行数值模拟,结果表明此传感器具有更高的温度和应变灵敏度,同时能实现双参数测量。对影响传感器灵敏度的因素进行了进一步分析表明光栅包层参数、周期对灵敏度都有一定影响,在其他参数不变的情况下高阶模次的灵敏度高于低阶模次,这一结果能进一步提高灵敏度。     

保偏光纤环形谐振腔研究

报道了一种用于角速度测量的光纤谐振式传感器保偏光纤环形谐振腔的研究,给出了测量的原理、实验装置和实验结果.根据计算和实验结果,对影响系统性能的几个重要光学参数进行了设计和优化.该谐振腔已在传感器系统中得到应用.