基于LED光源的脉冲测距方法

设计了一种LED光源的脉冲测距系统,采用全内反射式准直器和光纤相结合的准直光路设计方法,使LED光源的发散角得到有效压缩。设计了LED光源脉冲驱动电路,并采用雪崩二极管对探测信号进行接收,利用脉冲测距原理实现了距离测量。初步实验结果表明,LED光源能够用于测距系统。     

光纤双干涉在线绝对测量技术研究

研究了一种新的兼融低相干干涉和高相干干涉的光纤在线绝对测量技术,可对能转换成位移变化的静态及准静态任意物理量进行测量.利用宽带光谱光源作为光源,以及光纤光栅只反射布拉格波长的特性,使光纤迈克尔逊干涉仪同时工作于低相干干涉和高相干干涉状态.用低相干干涉信号决定被测量的幅值,使测量的最大跨距不受光波波长限制,并且实现绝对测量;同时,用高相干干涉信号测量被测量的量值,使测量结果保持高相干干涉测量的高精度.利用高相干干涉信号对环境干扰进行修正,使该测量技术适合在线测量.分别研究并实验了单光源光纤测量系统以及由双光源组成的复合光源光纤测量系统,利用这两种系统对位移进行测量,测量结果的线性相关性分别为0.996和0.999 9,测量量程均为6 mm,均可对0～6 mm范围内任意跨距的位移进行测量.     

新型光纤pH传感系统的研制

采用脉冲驱动ＬＥＤ光源、双光束补偿光路、一个光电二极管探测器，研制成小型、可便携、低成本、高灵敏度的光纤ｐＨ传感系统，可用于环境水质ｐＨ值监测和生化、医学分析领域。     

光强自动补偿型光纤压力传感系统

光纤强度型传感器技术成熟,结构简单、造价低廉。但对光源的稳定性要求较高。本文的光纤压力传感系统能有效地克服这一缺点。该压力传感系统的输出信号取决于两路光纤的输出光强信号之比。测试结果表明,该系统能自动地补偿由于电源不稳定、器件老化等因素导致的光源强度变化对测量结果的影响。     

超精密位移传感器

超精密位移传感器利用高稳定的单频Ｈｅ－Ｎｅ激光器作光源，以高隔离度的单模光纤定向耦合器作传光媒介，采用低零漂、低噪声的运放、六阶巴特沃兹滤波器、快速模／数变换电路及微机对信号进行处理，使小位移测量的分辨率达到５×１０＾－１２ｍ，并能进行在线检测。     

光纤位移传感器的研制与应用

讨论了通过控制实现位移的测量和显示，运用单片机作为中央处理器处理数据以及控制系统动作，采用随机型光纤位移传感器和半圆型光纤位移传感器，使用电子线路对光纤位移传感器的信号进行处理和线性补偿，扩大了传感器的测量范围。利用反射式光纤位移传感器的工作原理，通过对反射光强信号的检测，提出了一种用于轧辊磨损度在线非接触检测的光电检测法。     

水膜厚度光纤检测系统

针对海水泵滑靴副水膜厚度测量需求,利用反射强度调制型位移光纤传感器工作原理设计并实现了一种水膜厚度检测系统。设计了与海水泵结构相对应的光纤探头,其采用具有较好补偿功能的三圈同轴型光纤束结构消除了由光源强度、反射表面性质以及光纤光强损耗和弯曲损耗等因素带来的影响;开发了由光源模块、电源模块、光电转换模块、低通滤波模块、信号比值模块等组成的前置器用于信号调理。对开发的水膜厚度光纤检测系统进行了静态性能和动态性能测试实验,结果表明:该检测系统的测量精度可达微米级,测量系统的量程为1 000μm,灵敏度为3.45mV/μm,动态性能良好,满足了对海水泵水膜厚度的检测需求。     

膏药测量中双传感器补偿法失效现象的研究

介绍了膏药激光透射法测量系统及双传感器补偿法的测量原理。在测量系统中，为消除光源强度变化对测量精度的影响，采用分光镜将光源分为测量光和参考光，同时采用两个光电传感器接收信号并进行补偿。在实验中，这种双传感器补偿法并未达到预期效果。分析原因之后，指出光源偏振方向的随机变化，导致系统中分光镜分光比的随机变化，若保证光源偏振方向不变，分光比也不会因光源强度变化而变化，从而可达到补偿效果。为此，给出了解决方案及实验结果。结果表明：该解决方案是可行的，实验结果可以满足系统精度要求。     

二维光纤位移传感器

本文介绍了一种新型强度补偿型二维光纤位移传感器。这种传感器的测量探头由３根呈正三角形分布、型号相同的光纤组成，其中两根光纤用于测量探头位置，另外一根光纤提供功率补偿。利用这种传感器，不仅可以测得探头正三角形中心相对于照明光纤中心的位移，还可以进一步给出二维坐标（ｘ，ｙ）。除此而外，这种传感器还可以消除光源功率波动对测量的影响，提高测量精度。     

光纤传感测量系统在超导转子旋转装置中的应用

介绍了超导转子旋转驱动原理以及应用在超导转子旋转装置中的一种光纤传感测量系统。光纤传感测量系统包括微位移光纤传感器、转速光纤传感器、电机控制光纤传感器和信号读取图形,该系统能够进行转子悬浮微位移和旋转速度的测量并提供转子旋转所需的控制信号。在4.2K低温下进行了转子悬浮旋转实验,超导球形转子悬浮微位移测量分辨率为10μm,转子转速达到了1013rpm。实验结果为进一步应用光纤传感测量系统精确监控超导转子工作姿态提供了参考。     

嵌入式光纤位移传感器信号处理电路的设计

文中介绍了嵌入式光强调制型光纤位移传感器的工作原理，并针对以往信号处理电路的缺点加以改进，设计出一种新的信号处理电路，重点描述了硬件实现方法及其软件开发。其硬件主要由信号调理电路、有效值转换器AD536A和高性能单片机ADuC812组成；软件部分的主要功能是完成两路信号相除、线性化处理和补偿等工作。传感器具有结构简单、线性度好、灵敏度高等优点。     

光纤传感器的神经网络光强补偿及非线性校正

为实现光纤位移传感器的光强补偿及非线性校正,确立并构造了两输入单输出的BP神经网络。讨论了基于L-M优化算法的BP网络的优点,说明了神经网络的权值修正方法及网络的具体训练步骤,阐明了用神经网络实现光纤位移传感器光强波动补偿及传感器非线性校正的原理。最后使用Matlab实现了神经网络,并将该网络应用于实际测量,结果表明该网络很好地实现了传感器的光强补偿及非线性校正。     

嵌入式网络化智能光纤传感器

强度调制型光纤传感器是一种可用于测量位移、温度、压力、气体浓度等多种物理量的高精度传感器。为改善传感器的性能，微弱光强信号的检测需要载波调制和双光路补偿。传统的这类传感器通常采用模拟电路实现，存在着元件漂移误差、调校困难、不易组网、尺寸较大等固有的弊端。提出了一种基于DSP的设计方案，并实现了一个嵌入式网络化智能光纤传感器，有效解决了上述问题。研究结果还可应用于其他微弱信号的检测以及传感器的小型化、网络化、智能化等领域。     

一种新型光纤补偿网络及其优化设计

本文介绍一种新颖的三节点式光纤强度调制传感器全光纤补偿网络的原理和建模。研究表明,这种网络可补偿光源波动、传输损耗变化、光电器件特性漂移等影响。我们又进一步研究了由于网络节点特性变化所引入的误差对检测精度影响,讨论了在一定检测精度要求下,这种光纤补偿网络的优化设计。     

基于光电技术的GIS设备微水在线检测方法的研究

GIS设备中微水含量超标威胁设备的安全及稳定运行。本文基于光电技术,研究了光谱吸收型光纤传感器检测GIS设备中的微水含量。采用半导体激光器光源,通过光源调制实现谐波检测,消除光源的不稳定和变化所引起的误差。光电测量方法不仅能精确测量微水含量,而且能实现在线检测,安全可靠。     

Non-contact optical probing sensor — applying optical feedback effects in laser diodes

The possibility of a non-contact optical distance/displacement sensor, making use of optical intensity variations caused by optical feedback effects in laser diodes, was investigated. A compact sensor system and a simple signal processing technique were proposed to realise the sensor system. The experimental results indicated that the resolutions were of sub-mm order in distance measurements and about 40 nm in displacement measurements. The allowable maximum speed of displacement can be improved up to several cm/s. The influence of temperature variation on the measurement accuracy was discussed and the advanced sensing technique utilising a synthetic wavelength of laser diodes was proposed. These methods are applicable even to an object with rough surfaces.     

基于数字信号处理的电力光纤通信网络状态监测

提出了一种基于数字信号处理的电力光纤通信网络状态监测方法.首先,针对光纤通信网络的结构进行了说明,提出了光纤通信网络状态监测的流程,结合监测参数进行了说明.然后,对传统状态估计方法以及数字信号处理方法进行了分析,提出了基于数字信号处理的光纤通信监测方法.最后,针对通信网络状态监测的应用,结合故障检测、非线性补偿、软件定义网络等进行了应用说明.