干涉型光纤水听器PGC数字式零差解调系统的开发

相位生成载波的零差解调技术被频繁用于干涉型光纤水听器的信号解调.然而由于模拟电路的电子元件间存在阻抗不匹配、过载等问题,因此解调系统不能达到最佳性能.为了克服上述问题,在LabVIEW平台下开发了PGC数字零差解调系统,并进行计算机仿真.结果表明,PGC数字零差解调系统具有很好的稳定性和实际可行性.     

干涉型光纤水听器PGC零差解调技术研究与实现

通过严密的数学推导,对直接调制光源产生相位载波的马赫-曾德尔(Mach-Zehnder)干涉型光纤水听器调制解调技术进行了研究。在这一思想的指导下完成了相位载波(PGC)检测电路的硬件设计,给出了实验结果。     

FBG微应变测量系统的相位解调技术研究

针对布拉格光纤光栅(FBG)微应变测量系统,在对FBG传感原理的分析基础上,结合M-Z干涉的相位生成载波(PGC)解调法,提出了测量系统的总体设计方案。基于本设计方案,进行了详细的光路设计、电路设计和软件设计,并针对PGC算法进行了仿真;搭建了测量系统实物,对光路重要参数进行了标定。仿真结果显示调制度C取5.3rad时信号具有较大幅值,且对于大于100Hz的传感信号具有较好解调效果。     

基于LabVIEW的光纤光栅传感解调系统的研究

本设计基于LabVIEW可视化界面技术和光纤Bragg光栅波长解调的原理,对微型光谱解调分析模块的数据采集系统进行深入研究。并介绍在LabVIEW平台下进行串行通信采集FBG传感温度信号和数据处理的技术,形成基于LabVIEW友好界面、功能完备的光纤光栅解调系统,取得较好的试验效果。同时解决普通光谱解调设备成本高、体积庞大和只简单显示波长的难题。     

火场纤维残留物及其助燃剂的PGC分析

本文通过将不同种类的纤维以及加有助燃剂 (汽油、煤油、柴油 )的纤维模拟火场燃烧 ,待燃烧完毕后 ,收集燃烧残留物 ,进行PGC检测 ,通过分析所得的有关谱图 ,并比较助燃剂的相关谱图 ,发现加有助燃剂的纤维燃烧后的残留物中仍然留有少量助燃剂的有关组分 ,因此可以用此方法来检测火场助燃剂的存在     

基于LabVIEW的光纤布拉格光栅多节点应变监测技术

针对光纤光栅传感系统多节点有源地址查询技术,发展了一种基于LabVIEW软件平台的虚拟仪器,控制模拟电子开关各信道的导通时间,将来自传感光栅的脉冲信号按时序分配至各光纤光栅对应的输出信道,而且使开关动作与环行腔激光器中F-P滤波器的扫描同步。系统的测量范围为-672~672με,分辨力为5.9n,ε1540nm波长时系统传感灵敏度的实验值为1.57°/με,与理论值1.59°/με基本吻合。     

基于载波调制的光纤振动传感复用系统

提出了一种基于载波调制的光纤振动传感复用系统,其优点在于,对于感应外界扰动的不同感应光纤单元产生的干涉信号用不同频率的载波进行调制,相邻载波频率之间的频率差无需大于外界扰动引起的信号基波频率上限的两倍。各光纤感应单元形成的信号被共同的光电探测器检测后,利用信号基波来分析扰动信号的物理量,利用载波基波或谐波的边带判断感应扰动信号的光纤。     

基于光纤-镜面干涉腔的光纤加速度计

设计、研制了一种基于光纤-镜面干涉腔的光纤加速度计.介绍了该加速度计的传感原理及弹性结构设计,并对其性能进行了实验测试.该加速度计用固定于圆网状弹性结构上的硅微反射镜与处理过的光纤端面构成光纤-镜面干涉腔来产生相位差随外界加速度改变的光干涉信号;采用相位生成载波技术通过对干涉信号的调制和解调实现对相位差的精确测定.应用...     

基于参数估计的光纤水听器解调系统研究

研究并实现了可工程应用的光纤水听器解调系统,采用相除查找表的PGC解调方案和逐步参数估计的参数提取方法.从理论上详细阐述了参数提取方法原理,并从实验上分析了该方法的稳定性和有效性.实验测试表明1倍频/2倍频相位延迟的提取精度优于5％.光强、伴生调幅和角度修正因子的估算精度分别达到0.5％,2.5％和5％,能够满足实际工程应用要求.所研制的光纤水听器解调系统解调结果谐波分量较少,失真小.相比于标准压电水昕器系统,具有很好的线性度.解调系统噪声本底达到- 90 dB/Hz@ 100 Hz和- 95 dB/Hz@1 kHz.10 h连续测试,SINAD方差小于1 dB,THD方差约为2 dB,表明系统具有较好的稳定性.上述技术指标,达到了目前工程应用要求.     

基于数字式锁相环的双向差动相位解调法设计

设计了应用于高精度干涉测量系统的双向差动相位解调法,利用锁相环的分频特性对测量信号进行降频处理,增加计数脉冲的数量,再结合双向差动相位解调法对信号进行鉴相,从而提高测量分辨力.在He-Ne双频激光外差偏振干涉信号处理实验装置中进行了实验,证明了该方法能够提高测量精度.     

基于LabVIEW的热电偶瞬态测温技术研究(英文)

采用分布式动态存储测试技术,构建了基于LabVIEW平台的爆炸瞬态高温测试系统。选用大功率半导体激光器为热源的可溯源动态校准系统对热电偶进行动态校准,应用量子粒子群优化算法设计了动态补偿滤波器模型,并通过LabVIEW调用MATLAB Script节点或COM组件完成LabVIEW与MATLAB的混合编程,实现了对热电偶测温系统输出信号的动态补偿,使之更接近真实值。实验结果表明,该测试系统与LabVIEW平台结合的温度测量技术很好地适用于对温压类武器爆炸过程的瞬态温度测试。     

采用相位调制方法的光纤干涉仪

为了实现小巧紧凑且使用灵活的大量程位移测量,提出了一种采用相位调制方法的光纤干涉仪。首先,介绍相位调制方法,分析内调制与外调制的特点,指出由于内调制的局限性,外调制更适于较大量程的位移测量。然后,用数学推导和MATLAB仿真对已有的位移解算算法中的反正切法与微分交叉相乘法进行分析,证明在毫米级量程的位移测量中反正切法优于微分交叉相乘法。最后,搭建了采用相位调制方法的光纤干涉仪,并进行了实验验证。实验结果表明:相比于微分交叉相乘法,反正切法更适用于毫米级以上量程的位移测量,基于相位调制的光纤干涉仪在毫米级步进运动中的相对误差最大为255.21nm,标准差为78.56nm,基本满足高精度大量程的位移测量需求。     

基于同步检波的单通道磁感应成像技术研究

磁感应成像在医学领域的应用,由于生物组织的电导率非常小,需要一种测量相位精度高的系统才能满足应用需要。描述了一种基于同步检波的单通道磁感应测量系统,来测量微小相位变化。系统使用模拟开关代替模拟乘法电路,减少直流漂移,增加电路的动态范围。电路中引入了模拟的相移电路,使参考信号和与检测信号相位正交,提高相位测量的灵敏度。研究了单通道系统的稳定度和灵敏度,通过实测电路,该测量系统在1 min内的相位漂移0.001 5°,在1 h内的相位漂移0.006°;并给出电导率变化相应相位变化关系。     

基于LabVIEW的新型下料机监测方法研究

为了对金属棒料精密下料过程进行实时可靠监测,提出在软件和硬件设计中采用滤波、消除趋势项、零均值、加窗处理、分段积分以及前置放大TG306等综合抑制干扰信号的方法。利用LabVIEW软件平台,建立了基于虚拟仪器的新型下料机在线监测系统。通过对信号采集、预处理、频域分析和时域分析等四部分进行详细分析,获得了下料机的幅频特性曲线,进而指出下料机的初始加载频率和截止频率最好设置为其较低阶固有频率和较高阶固有频率。实验结果表明:该新型下料机监控系统监测数据准确,修改程序方便。     

微波宽带超高精度双向时间比对技术研究

当前微波双向时间比对技术广泛应用于视距区域站间时间同步领域,能够达到纳秒站间时间同步水平,对于时间同步 指标更高的应用场景还有待进一步提升。 本文利用大带宽扩频信号和载波相位在时间测量性能方面的潜在优异性能,提出了 基于宽带信号调制解调技术的微波双向载波相位时间比对方法,设计了原型试验系统,利用氢原子钟和相位微跃计验证了实验 室条件下系统的测量不确定度(A 类)0. 27 ps 和分辨力 4 ps,达到了预期效果,为后续远距离试验和应用推广奠定了坚实的技 术和试验基础。     

基于LabVIEW对图像采集与处理技术的研究

分析了机器视觉技术的发展趋势,构建了图像采集和处理系统的架构,并在LabVIEW和Vision软件平台下对图像的采集和处理技术进行了研究,实现了对图像的采集和处理,并描述了图像的二值化、均衡化、滤波等图像处理技术的具体实现方法.     

基于LabVIEW的迈克尔逊干涉微位移测量方法研究

针对传统干涉条纹人工计数测量方法稳定性差、人为误差大的缺点,提出了一种迈克尔逊干涉条纹图像处理的方法。该方法以CCD相机采集干涉图像,基于LabVIEW平台进行图像处理。根据干涉条纹中心区域暗斑区域面积呈周期性变化的规律,通过对干涉条纹进行图像增强、中值滤波、区域选择、灰度均值计算等分析步骤,对干涉条纹计数,进而测得物体的微小位移量。实验结果表明,该方法实现了迈克尔逊干涉0.02mm微小位移量的精确测量,测量误差最小为0.3%。与传统方法相比,其稳定性、误差、精确度都有较大提升。     

面向家电产品的人机工程设计与检测技术研究

结合家电产品的人机工程学特点,对人机工程设计与检测技术进行了研究.依据传统的虚拟人体建模方法,提出了一种虚拟人快速几何建模方法.运用反向运动学知识,构建了虚拟人的运动学模型,并结合关键帧动画和人体姿态库实现了虚拟人的人机工程仿真.基于人体测量学人机数据库和碰撞检测算法,实现了虚拟人的舒适度、视域和可达域检测与评价.最后通过人机检测系统的实现验证了算法的可行性,对设计师进行人机设计和工程仿真分析有辅助作用.     

基于微分干涉相衬的相位分析法研究

通过对微分干涉相衬显微定量测量方法进行研究,提出了一种更有效的相位分析法。即在不对双光束干涉光路进行改造或处理的前提下,通过对光学成像进行处理而得到理想的结果。即把图像中的光强信号转变成相位信号,并通过维纳滤波对噪声进行了消除,最后获得表面微观形貌定量参数。