Evanescent wave sensor based on permanently bent single mode optical fiber

A novel refractive index sensing scheme based on evanescent wave interaction through locally and permanently bent single mode optical fibers is proposed. Local and permanent bends in single mode optical fibers enable significant power coupling between core and cladding modes. Order and number of excited cladding modes depend on bend features and determine the field profile at the output of the bent region. This in turn constitutes a simple mechanism to tailor the field distribution in single mode optical fibers useful for spatial light modulation. Moreover, since guided cladding modes are strongly influenced by the surrounding refractive index (SRI), the power transmitted at the output of the bent region as well as its dependence on the optical wavelength are strongly sensitive to the SRI opening new scenarios in sensing applications.     

基于ARM920T内核的雷达测速仪设计与算法研究

为了提高目前公路交通中对车辆速度的监测手段,提出一种基于ARM(advanced RISC machines)的新型雷达测速仪,结合多普勒测速原理和信号处理的谱估计法,介绍了由毫米波多普勒收发前端和SamsungS3C2410A处理器构成的雷达测速仪的整体设计,包括其硬件结构的设计和在ARM920T内核中实现基4时间抽取的快速傅里叶变换算法(fastFouriertransform,FFT)。实验结果表明,该雷达测速仪的测速精度可达±1km/h,其优化后的FFT算法具有很高的精度和运行效率。     

一种新型本征倏逝波型光纤传感器的研究

研究开发了一种新型本征型光纤倏逝波传感器.采用有机玻璃板和大半圆弧高抛光PVC管构成光纤支架,将60/125 μm阶跃多模光纤隔一定距离剥除等长度涂覆层后缠绕于光纤支架上,其无涂覆层部分位于上下两PVC管之间,经化学腐蚀后获得裸芯总长度大于0.5m的新型高灵敏本征型光纤倏逝波传感器.实验结果表明:该传感器对亚甲基蓝的探...     

聚苯胺-多壁碳纳米管薄膜SAW NO2传感器

将聚苯胺-多壁碳纳米管聚合物沉积于声表面波(SAW)气体传感器的敏感区,形成敏感薄膜,实现了室温下对不同体积分数NO2的检测.研究表明:这种传感器具有很高的敏感性,良好的重复性和低体积分数检测极限.同时,单一聚苯胺薄膜也做了对比测量,实验结果表明:聚苯胺-多壁碳纳米管聚合物敏感膜比单一聚苯胺薄膜具有更高的敏感性和更短的...     

串脉冲超声导波断轨检测技术研究

针对传统的钢轨断轨检测效率低、无法进行实时检测的不足,对串脉冲超声导波断轨检测方法进行了研究.首先为了增强发射能量,同时达到脉冲叠加的目的,研发了脉冲个数、脉宽、间隔均可调的高压串脉冲超声导波发射系统;为了保证接收信号的信噪比和空间精度,用匹配滤波的方法对接收信号进行脉冲压缩.采用研制的串脉冲超声导波断轨检测系统,选用SH导波换能器在钢轨上进行了检测实验.结果表明,检测系统性能稳定,经过串脉冲叠加,使接收信号的幅值约为单脉冲接收信号的3倍,经过匹配滤波后,信噪比得到明显提升.该方法的换能器置于轨腰,能够对钢轨实现在线监测.     

基于九轴MEMS定位系统误差分析与补偿算法研究

基于九轴MEMS定位系统,对由陀螺仪零偏造成的位移平面偏转误差进行分析与补偿。通过实验与推导,首次给出偏差的定量分析和误差传播的数学模型。为估计偏差,设计了一种新的状态向量中仅包含陀螺仪零偏的、简化扩展卡尔曼滤波（ SEKF）技术,克服了无加速度计辅助条件下的偏差估计问题,降低了计算量,能够很好地满足位移实时估计需求。硬件实验证明：经过偏差补偿的九轴MEMS定位系统,能够准确估计有限范围内周期性运动的位移,幅值定位精确度达到90%。该系统可用于无人机、机器人定位等领域。     

基于morlet小波与模态分析的突发型声发射源定位研究

在建立基于声发射技术的裂纹产生与拓展检测系统的基础上.以薄钢板为实验对象,研究了Lamb波在薄板中传播的频散及多模态特性,并结合morlet小波时频联合分析方法,提出了一种针对声发射信号在薄板中传播时产生的不同模态进行识别的方法.通过提取不同模态波到达同一传感器的时间差并依据不同模态波对应的波速实现对出现裂纹的位置进行定位.经过实验研究表明,运用该方法不仅能准确地识别A0、S0模态波并实现对声发射源进行精确定位.     

声表面波器件的反射特性及性能

为了准确分析反射型声表面波器件参数对其性能的影响,基于耦合模理论和P矩阵方法建立了器件的耦合模模型,分析得到器件的电反射特性即反射系数S11曲线,并在128°Y-X LiNbO3压电基片试制了频率为90 MHz的多种参数的器件,分析与测试结果表明:单个叉指换能器器件的S11中心频率为91.26 MHz,幅值为-20.58 dB,与理论分析结果91.44 MHz和-19.21 dB相近;带有反射栅的器件比单个叉指换能器件在中心频率处S11幅值增大约8.5 dB,谐振峰增多,时域曲线有明显的反射峰信号,验证了反射栅的反射特性;叉指换能器叉指对数减小使器件中心频率处的S11幅值减小,时域中的回波信号更尖锐,信噪比明显增大,表明对数较多的IDT具有较强的反射特性,对回波信号干扰较大,过小的叉指对数对器件声电转换效率影响很大,会使器件性能下降;较大的反射栅指条数对回波信号影响不大,但过小的指条数会降低反射栅反射系数,使得回波信号信噪比减小,纹波增多.     

声表面波串联谐振器传感系统构建及初步应用研究

本文探索了一种声表面波串联谐振器传感系统及其初步应用。该传感器的敏感部件由丝网印刷碳电极和一个433MHz声表面波谐振器串联组成。采用真空包装的声表面波谐振器工作在较高的频率下,这有利于提高检测系统的稳定性和灵敏度。我们制备了不同浓度的小鼠肠道内分泌肿瘤细胞STC-1悬液用于检测实验,每种样品取100微升滴在丝网印刷碳电极上,实验记录了每种浓度细胞悬液的传感器响应。实验结果表明该传感器可以检测不同浓度的细胞悬液,并且具有较好的灵敏度。