光纤在土木工程中的应用

本文介绍了光纤传感器在土木工程应力场、应变场或速度场、温度场测试中的应用情况。介绍了分布式光纤压力传感器，变形测量传感器，光弹式压力传感器和光纤阵列传感方式及其在土木工程的应力、应变及速度测试当中的应用。以及在结构主动抗震的人工神经网络系统中的应用。及其发现前景的展望。     

保偏光纤器件的对轴角度分析与测量

理论推导了保偏光纤(PMF)对轴角度、起偏器起偏角与相干域检测信号的关系,仿真分析表明,对轴误差越大,引起的偏振耦合越大.根据白光干涉原理,采用Michelson干涉仪光程补偿的方法,实验研究了偏振耦合强度与对轴角度之间的关系,并根据测量的耦合强度数据计算出对轴角度.     

基于零电平处信号导数分析的分布式光纤传感定位算法研究

为了提高基于双Mach-Zehnder干涉(DMZI)原理的 分布式光纤传感系统的性能,提出一种 基于零电平处信号导数分析的快 速定位算法。利用信号在零电平处的导数大小,提取信号中最高频率附近的一段进行 时延估计,进而获得扰动发生位置。 由于提取信号的频率和带宽相对较大,因此系统的定位误差较小。与离散小波提取起始点信 号相比,本文算法能够适应更多的扰 动事件类型,且由于离散信号导数计算的复杂度远低于离散小波的傅里叶变换,运算时间大 幅降低,提高了系统的实时性。实 验结果表明,本文算法在10M/s采样率下,最大定位误差为 20m,而且计算时间少于0.13s。     

偏振相关损耗对偏振复用系统信道正交性的影响

在偏振复用系统中,利用两个正交的偏振光作为不同的信道在同一根光纤传输,从而达到使传输信息量加倍的目的.在信号接收端,需要将这两个信道重新分离,分离时除了偏振模式色散(PMD)之外,还会受到偏振相关损耗(PDL)的影响.根据PDL的原理,推导了偏振复用系统中两正交信道夹角与PDL的数值关系,计算了PDL大小对系统的影响.并依据理论模型构建了实验系统,对光纤一个主轴光强进行衰减,描绘出信道间串扰和PDL之间的实验曲线,验证了理论分析的有效性.实验表明,PDL调至最小的时候.若要求串扰控制在-10 dB以内,差分群时延(DGD)应该压制在10 ps以内;当DGD增大到140 ps以后,被标记和没被标记的信道信号强度达到了1:1,系统则完全无法工作,在接收端无法分离信道.本项研究对于保证偏振复用系统的稳定性具有一定的指导意义.     

基于薄膜滤波器技术的大量程光纤布拉格光栅解调方法

扩展了原有的薄膜滤波解调方法,提H{并演示了利用粗波分复用器(CWDM)非线性阶段实现对光纤布拉格光栅(FBG)应变传感器反射的窄带光信号的大量程(8000 με)解渊方法.通过可调谐激光器产生精确窄带光信号,提出CWDM非线性阶段的近似方程,搭建测试系统.信号拟合程度达99.981%.同时搭建解调系统,解调精度可达3～5με.     

批量光电二极管弱光光敏特性测试仪

针对光照度小于101x的弱光使用环境,提出并设计了一种批量光电二极管弱光光敏特性测试仪。仪器包括可调弱光光源、照度均匀化装置、批量光电二极管固定板、多通道转换开关、微电流放大电路、环境照度监测通道、数据采集及微机接口电路和相关配套软件。仪器的核心为自行研制的光照度在0．01-101x范围内无级可调的弱光光源。实际应用中,在21x照度下,光电二极管弱光光电流一般为12．2-15．6nA,只有少数光电流低于10nA;因此,该仪器可用来进行光电二极管的定量筛选。     

光纤光栅在预应力钢绞线应力测量中的应用

利用光纤Bragg光栅（FBG）传感器对预应力钢绞线的应力测量进行了研究,通过分析预应力钢绞线的特点确定FBG的安装工艺并进行了试验。试验结果表明,在预应力钢绞线单根钢丝上粘贴FBG基本上可以不受钢绞线结构形式的影响而表征钢绞线的总体应力情况。断裂试验表明,FBG的断裂应变极限为5457με,因此FBG的传感零点需偏移5000με。     

有旋转连接的双层光互连网络设计与分析

设计一个具有旋转连接功能的双层并行光互连网络。顶层为数字路由结点(DRN)和光网络接口卡(ONIC)组成的星型网,吞吐率大于10Gbps;底层为ONIC连接而成的环形网,峰值传输速率1．056Gbps。光纤旋转连接器(FORJ)的引入增加了网络的灵活性和使用范围。该网络的最大吞吐速率为8．448Gbps;环网内平均延迟2195ns,环网间平均延迟4713ns,误码率小于10^-14;结点机之间的链路长度最大可达5．46km。     

充液管道中声发射波的传播及衰减特性研究

分析了声发射波在液体载荷作用下管道中的声学特性,并对钢管中的几种不同模态的声发射波在液体管道中的传播和衰减特性进行了测量。以一条长41.4 m的充水管道为例,对水载作用下的声发射管道泄漏检测及定位技术进行了研究,当管道内压力为0.6 MPa,两传感器相距40 m时,采用相关分析等信号处理方法,可检测到直径1 mm的针孔形泄漏,相对定位误差为2.9%。     

基于对称方波调制的光纤陀螺本征频率自动测试方法

从光纤陀螺的调制原理出发,采用频率为光纤环本征频率的1/2的对称方波对Y波导进行调制,分析光纤陀螺的输出信号,得到输出的方波信号的占空比与调制频率的对应关系,通过数据采集卡将占空比转化为方波上下峰值点数差的问题,并以此点数差作为反馈量调节对Y波导的调制频率实现对本征频率的自动锁定。该方法已在工程实践中得到应用,试验结果表明该测试方法可在几秒中之内完成而且测试精度可达0.01kHz。与已有的测量方法相比,基于对称方波调制的测试方法具有更高的精度、高速、数字化和易于实现自动测量。