基于光纤光栅的钢轨受力状态监测技术研究

钢轨状态监测对列车的安全运营具有重要意义.基于光纤光栅传感技术,采用钢轨三维梁模型对轴向应变、竖向和横向曲率进行测量.与传统一维测量模型相比,该方法可以同时测量钢轨竖、横向曲率和轴向力.通过实验室静态轴向加载试验对比了一维和三维模型,验证了三维模型的有效性与优势.     

错位熔接长周期光纤光栅横向压力传感器

阐述并实验证明了基于长周期光纤光栅和错位熔接结构的横向压力传感器,当施加于错位熔接点的横向压力改变时,干涉谱的相位保持不变,而纤芯模能量减少,包层模能量增加,导致消光比减小,以此通过消光比的变化实现对横向压力的测量.当横向压力从0⁰.98N增加时,传感器对压力的反应是单调且接近线性的.结果证明,该传感器具有消光比灵敏度高,成本低,结构简单的优点,在工业领域具有应用前景.     

基于信道相位偏移因子的OFDM通信峰均比抑制技术

通信中的正交频分复用（Orthogonal Frequency Division Multiplexing,OFDM）技术具有频带利用率高、抗多径衰落强等优点,但是OFDM通信存在高峰值平均功率比（Peak to Average Power Ratio,PAPR）的问题,如果不加抑制,在输出时会导致信号失真,降低通信效率。提出了一种通过给OFDM符号不同信道的导频和信号添加固定相位偏移因子来抑制发射信号PAPR的方法。首先介绍了信道相位偏移因子的添加方法和解调过程,其次仿真分析表明随机产生的相位偏移因子可以将任意传输信号的PAPR抑制在小于11 dB的水平。此技术不需要消耗额外带宽和计算资源,且对系统的误码率几乎没有影响。最后采样低成本的功放和声源作为发射换能器,用光纤水听器作为接收换能器进行实际通信试验,验证了该方法的有效性。     

基于光纤环形激光器的传感技术研究与应用

基于光纤环形激光器的新一代光纤传感系统通过解调激光波长偏移来检测外界参量变化,得利于激光光谱窄线宽及高信噪比的特性,可实现高分辨率、高灵敏度、大动态范围的传感监测。文章介绍了包括基于光纤光栅、迈克尔逊干涉仪、法布里-珀罗腔、萨格奈克环以及马赫-曾德尔干涉仪等多种结构的光纤传感器工作原理,以及进一步构成光纤环形激光传感器的特性和多种应用案例,并对未来该领域的关键技术发展进行了分析。     

一种新型FBG动态应变解调系统

提出并演示了一种基于光纤布拉格光栅(FBG)三角形滤波器的动态应变解调系统.通过周期啁啾和折射率调制变迹,制作了FBG三角形滤波器,并利用该滤波器实现了一种新型的FBG动态应变解调方案.通过与传统应变片测量结果进行比较,结果表明,该系统能够准确地实现动态应变测量.由于系统紧凑、无源,因此可被制成便携式的解调模块.     

基于CDMA技术的FBG传感系统研究

基于码分多址(CDMA)技术,采用格雷互补序列对光源进行调制,使用相关运算对接收信号进行解调.该方法具有传感器间串音小和系统信噪比高等优点.基于该方法搭建了光纤Bragg光栅(FBG)传感实验平台,对其温度传感特性进行了实验研究.结果表明:系统具有温度响应线性度好和串音低的优点.     

基于FFTW算法的M-Z周界防护系统

采用FFTW(西方快速傅里叶变换)算法实现了两路接收信号的快速互相关计算,提高了M-Z(马赫-曾德)周界防护系统定位的实时性。搭建了M-Z周界防护实验装置,在6km光缆上进行了振动信号定位测试。在20 MHz采样率条件下实现了21m的定位精度,定位计算时间小于0.5s。实验结果表明,此算法与传统FFT(快速傅里叶变换)算法相比,计算速度显著提高。