基于非对称折变型超长周期光纤光栅的湿度传感器

利用高频CO2激光在普通通信单模光纤上制作了非对称折变型超长周期光纤光栅(ULPFG),由于这种光栅只有较高的外界折射率响应灵敏度,可基于此设计制作高灵敏度湿度传感器.通过在ULPFG的表层涂覆一层具有较强吸水性的新型纳米复合水凝胶,水凝胶通过吸收空气中的水蒸气而使自身的折射率发生变化,从而导致ULPFG透射谱的谐振峰发生漂移,通过检测ULPFG谐振峰的漂移量就实现了对环境湿度参量的传感.实验结果表明,在38%～96%的相对湿度变化范围内,光栅谐振峰的最人漂移量可达约30 nm,比先前一些报道的湿度传感器的灵敏度高出近3倍.     

旋转折变型长周期光纤光栅实现应变和温度的同时测量

提出一种基于旋转折变型长周期光纤光栅(R-LPFG)实现应变和温度同时测量的新方法.旋转折变型长周期光纤光栅是利用高频CO2激光在扭曲的普通单模通信光纤上制作的.这种特殊折变结构实现了纤芯基模与非对称包层模L1k奇模和偶模的同时耦合,从而导致R-LPFG的谐振峰发生分裂.通过对这种光栅的应变和温度特性进行实验研究发现,当对它施加轴向应力时,其传输谱的两个谐振峰会向不同方向漂移;而当外界温度改变时,两个峰则会向同一方向漂移且波长漂移灵敏度几乎相同,大约为0.07 nm/℃.     

基于持续同调的脉冲涡流提离距离测量方法

对于不锈钢管道、容器等保温包覆层较厚的情况(提离距离超过50 mm),从拓扑学角度分析信号特征,提出基于持续同调特征条形码的不锈钢板脉冲涡流大提离测量方法.分析结果表明:在待测板厚大于18 mm的情况下,该方法对60～140 mm提离距离测量的相对误差为±6.00％.     

基于等效面磁荷的开放式永磁磁路解析计算与有限元仿真验证

对永磁体外部包括铁磁性试件内的磁场进行空间解析计算在工程应用中具有重要意义,为此研究放置式和穿过式开放永磁磁路模型解析计算.采用等效面磁荷法对上述两种模型中的永磁体进行等效,并应用截断区域特征函数展开法和传递矩阵求解磁标位方程,得到了两种模型中包含铁磁材料和空气在内的全空间磁场分布.为简化计算,对穿过式开放永磁磁路模型中的环形径向磁化永磁体用改进的面磁荷模型进行等效.与有限元仿真结果的对比显示:两种解析模型中磁感应强度沿不同坐标轴方向分量的最小相对误差小于3％,在穿过式开放永磁磁路模型中磁感应强度分量最大相对误差约为20％,表明改进的面磁荷模型是基本可行的.