智能结构中的少模光纤传感器

介绍了在智能结构中具有广泛应用前景的光模光纤传感器，对其原理，组成和性能进行了评述，并讨论了一些存在的问题和今后的研究方向。     

光纤陀螺的最新进展

光纤陀螺从提出至今仅２０余年,但其从原理到实现到改进的发展过程却发生了很大变化。文中简述了光纤陀螺广泛的应用背景及基本原理,对光纤陀螺实用化进程中的几点重大突破进行了总结,并详细介绍了国外光纤陀螺的研究和生产的最新发展情况,也提及了我国光纤陀螺的研制概况。在对各国光纤陀螺公司产品的性能指标及其应用范围的分析基础上,指出了当前光纤陀螺发展的高精度和低成本两个方向,并介绍了几种主要的方案。     

Center embossed diaphragm design guidelines and Fabry–Perot diaphragm fiber optic sensor

This research established the design guidelines for center embossed diaphragms for micro-diaphragm fiber type sensors. Following the guidelines, a center embossed diaphragm fiber optic sensor (CE-DFOS) based on Fabry–Perot interference was designed and fabricated with micro-electro-mechanical system (MEMS) technology. The CE-DFOS was experimentally verified to have the designed intrinsic frequency, and demonstrated high sensitivity in parallel testing with a piezoelectric (PZT) sensor.     

实用中低精度光纤陀螺的信号处理设计

开环光纤陀螺系统直接从探测器的电信号解算出光纤陀螺的Sagnac相移，具有结构简单、全光纤、成本低廉等优点。所以开环光纤陀螺是满足中低精度应用要求的比较理想的方式。为了在开环光纤陀螺结构中满足大动态范围和高测量精度的要求，系统的信号处理方案利用多次谐波分析的数据处理方法，并且结合高阶契比雪夫FIR滤波器、自适应最佳采样速度设定、频谱分析技术、数字相关处理等数字信号处理技术，实现了2deg/h的精度。本文除了介绍上述设计方法外，并且通过对实验结果的对比测试分析，提出进一步提高光纤陀螺精度和稳定度的途径和设想。     

光纤水听器阵列的多路复用技术

光纤水听器作为目前水下声场探测灵敏度最高的器件,所具有的优异性能,使其成为未来新型声纳装置的最佳选择。采用多路复用技术的分布式阵列则是光纤水听器应用研究的发展方向。文章介绍了目前国外光纤水听器阵列多路复用技术的研究状况,而且对几种常用多路复用技术的工作原理分别作了分析。     

光子晶体光纤压力传感器光源方案设计

文章推导出PCF压力传感器检测基本原理,设计出PCF压力传感器典型系统结构,分析了PCF压力传感器对光源的特殊性能要求,选择半导体激光器(LD)作为传感器系统光源。提出LD工作稳定性整体控制设计方案,采用路分析方法给出LD中噪声控制模块、功率控制模块、温度控制制模块和波长控制系统。在LD中通过噪声、功率和温度控制等能够有效保障LD工作稳定性,保障PCF压力传感器系统对压力测量的精确性。     

布里渊散射的分布式光纤温度传感器的研究进展

提要：基于布里渊散射的分布式光纤温度传感技术凭借着其独特的优点,在国内外引起了广泛的关注,成为了一大热点研究,本文综述了基于布里渊散射的分布式光纤温度传感技术的研究现状。在简单介绍了布里渊测温原理的基础上,针对目前布里渊散射的光纤温度传感器存在的在测量范围以及空间分辨率上的缺陷、不足,重点介绍了布里渊散射的分布式光纤温...     

高灵敏度全光纤电流传感器研究进展

全光纤电流传感器作为智能电网中的重要设备之一,具有比传统电磁式互感器更显著的优势,在高压及超高压环境中有广阔的应用前景.首先阐明了影响全光纤电流传感器灵敏度的主要因素,综述了近年来国内外学者提高电流传感灵敏度的解决方案和研究成果;其次着重分析一些改进型结构的全光纤电流传感器消除温度、线性双折射等对传感灵敏度影响的工作原...     

高灵敏度分段结构光纤倏逝波传感器

提出一种基于倏逝波吸收原理的高灵敏度分段结 构光纤倏逝波传感器。运用光束传播法(BPM)对分 段和直形波导模型进行数值模拟,分段波导中高阶模在每次分段的第1个界面上被反复的激 发和吸收。分析 不同结构和溶液浓度对传感器灵敏度的影响,通过化学腐蚀方法制备出不同结构参数的倏逝 波传感器,并用 不同浓度亚甲基蓝溶液对传感器的灵敏度特性进行实验验证。实验结果表明,在传感直径相 同和分段结构传 感器的传感长度3cm短于传统的单一的直形传感器传感长度5cm的条件下,分段结构传感器 的灵敏度是 0.038L/g,优于直形传感器的灵敏度0.026L/g。分段结构光纤倏逝波传感器能有效激发 光纤中低阶模到高 阶模的转变,从而提高传感器的灵敏度。实验结果与模拟和理论结果相符。因此,分段结构 光纤倏逝波传感 器相对于传统的单一的直形传感器不仅具有较高的灵敏度,且机械强度较高。     

利用光纤曲率传感器测量轴向应变

为了实现对轴向线应变的测量,建立了光纤曲率传感器的轴向线应变测量系统。对系统中传感器的布置方式、敏感区的位置优化和测量系统的数学模型等进行了研究。根据光纤曲率传感器只对曲率变化敏感的特性,将传感器绕成圆弧形布置在被测物体的表面,并保持传感器敏感区表面与被测物体表面垂直;对传感器上的点在轴向力作用下的移动轨迹进行了分析,建立了轴向线应变与传感器曲率之间的数学模型;在上述数学模型的基础上,对传感器敏感区的位置进行了优化。最后,对聚氨脂橡胶块在电子万能实验机上进行压缩,使其产生轴向线应变,利用上述的测量系统对聚氨脂橡胶块的轴向线应变进行了测量实验。实验结果表明,本文系统的应变测量精度为0.002 8应变单位。     

用于全光纤电流传感器的扭转高双折射光纤设计

传感光纤中的残余线性双折射、温度和振动敏感性严重影响着Sagnac 式全光纤电流传感器的精度。设计了一种可用于全光纤电流传感器的扭转高双折射光纤,该光纤由两端变速率扭转部分和中间匀速率扭转部分组成。其中,变速扭转部分能实现线偏振光和圆偏振光之间的相互转化,具有/4 波片功能;匀速扭转部分,具有较小的光纤固有线性双折射和圆保偏功能,从而可更为精确地感应法拉第效应。将这种扭转高双折射光纤绕制成特殊结构传感光纤环, 解决了Sagnac 效应以及电流导体位置对全光纤电流传感器测量结果的影响。理论上建立了扭转高双折射光纤的耦合模方程,模拟了线偏振光入射该光纤时光波偏振状态演化情况。在此基础上设计一种新型的抗振型Sagnac 式电流传感器。     

Transmission properties of the single mode fiber with a cross-sectional micro-channel investigated using time-domain finite difference (FDTD) method

Light scattering by a micro-channel intersecting core of a single mode fiber (SMF) has been investigated by use of two dimensional time-domain finite difference (2D-FDTD) method and the numerical results are in good agreement with those reported in the experiments. The transmission properties of the SMF with such a micro-channel can be attributed to the combined results of scattering effect and FP resonance effect. It is suggested that the SMF with micro-channel of about 4–6 μm in diameter can be effectively used for refractive index sensing with a high refractive index resolution up to ∼10⁻⁵.     

Application of fiber Optic Sensor Technology in Intelligent Steel Strand

A twisted fiber optic sensor based on intensity modulation is described.The principle and structure of the sensor and the choice of steel strand modules are introduced.The sensor is used to determine the tensile strain and distribution.The experimental results show that the change of the transferring light power has an approximate linear relation with the outer force.The intelligent steel strands with this kind of sensor will have a good application in monitoring the concrete crack and deformation distribution in huge structures such as dams and bridges.     

强度型光纤传感器补偿技术的研究综述

介绍了强度型光纤传感器中常见的十几种补偿技术的原理及应用现状,比较了它们的优缺点,并展望了补偿技术的发展趋势。     

空间目标天基光学观测模式分析

对空间目标的监视可采用地基和天基两种方式实现。与地基观测相比，天基观测在空域覆盖性和监视时效性等方面具有较大优势，空间目标天基观测技术已成为当今空间领域的前沿性技术。目前，许多国家和组织都在大力发展空间目标天基观测技术。天基光学观测可采用光学栅栏、特定天区和地球同步带搜索方式实现空间目标的捕获；可通过恒星跟踪和天文定位方法获取空间目标的位置信息；可采用等待或跟踪方式实现对目标的成像。     

光缆通信线路防雷设计与安装

根据雷电的形成过程和雷击大地时雷电流的分布规律，分析了光缆遭遇雷击的原因，提出了避开雷区、雷点，阻止光缆诱导雷电，引接雷电入地的光缆防雷设计思路，介绍了光缆的防雷设计与安装的方法。     

ADSS光缆结构分析及设计

通过对 ADSS光缆使用环境的分析 ,阐明了设计时应注意的问题 ,提出了 ADSS光缆的设计原则 ;并通过对实例的分析说明了如何才能获得结构合理、性能优良的 ADSS光缆的设计过程。     

温度对扭转光纤环性能的影响

从理论上和实验上研究了温度对扭转光纤环性能的影响.结果发现,当注入线偏振光时,扭转光纤环内存在一个弱主轴,并且其方向会随着温度的变化而偏移;而注入圆偏振光时,输出光仍然是一个比较好的圆偏振光,在同样的温度范围内,椭圆度变化很小.为进一步提高光纤大电流传感器的稳定性研究提供了一个有益的参考.     

一种扩展光缆振动入侵监测系统监测区域的装置和方法

提出了一种扩展光缆振动入侵监测系统监测区域的装置和方法。利用被动式红外探测器感应入侵行为,辅助光缆振动入侵监测系统进行入侵防范,扩展了光缆振动入侵监测系统的监测区域,减少入侵监测盲点,降低传感光缆围栏的技术要求。     

一种用于大尺寸结构健康监测的光纤传感器

为了对较大尺寸的复合材料结构进行健康监测,研制了一种干涉型光纤传感器并验证了其性能.传感器由E2000连接器、单窗口光纤分路器、两根端面镀反射膜的单模裸光纤组成.验证结果表明,传感器测量臂的增量与应变增量有线性关系,温度变化对传感器测量臂的长度也有影响,传感器可以用于判断复合材料的损伤,与SMARTEC公司生产的传感器相比,两者测量值相差很小.