光纤渐逝波耦合湿度传感器研究

提出了一种新颖的光纤渐逝波耦合湿度传感器,它是将光纤通信中常规的光纤熔融拉锥渐逝波耦合器与溶胶-凝胶材料相结合,利用溶胶凝胶材料的多孔结构,实现对水分子的吸附,这将改变溶胶-凝胶材料的折射率,从而改变光纤耦合器的分光比,达到湿度传感的目的.     

耦合型光纤振动传感器设计与分析

根据单模光纤耦合器的耦合比对耦合区长度变化敏感的特点,提出了一种耦合型光纤振动传感器,并设计了相应的解调系统对传感器的响应进行光电转换和信号处理.为了验证耦合型光纤振动传感器的性能,把一个动圈式振动传感器同时放置在试验台上,用橡皮锤敲击试验台,两个传感器的测量结果相吻合.实验证明,耦合型光纤振动传感器能够满足振动测量的要求.     

微光纤干涉型生物传感器

光纤生物传感器利用倏逝场效应与待测物质发生相互作用,通过检测生物识别分子与目标分子特异性结合反应引起的光信号变化实现对待测物的检测.光纤传感器由于具有尺寸小巧、可柔性弯曲等优点,从而有望为现代医学提供一种在体原位检测的新手段.微光纤干涉型生物传感器以微光纤模式干涉仪作为换能器,通过光学波导增敏和界面增敏,可实现超高灵敏...     

光纤光栅高温传感器的研究

提出了一种能够测量高温的光纤布拉格光栅（FBG）传感器结构。利用线膨胀系数和长度均不同的两种金属细杆和光纤布拉格光栅设计而成的传感头，能够将被测温度转化为光栅的应变，解调由应变引起的光栅波长漂移，即可得知待测的温度。目前在实验室实现了500℃的动态范围和1℃的温度分辨率，实验结果与理论分析一致。     

Y型光纤位移传感器研究

本文论述了Y型光纤位移传感器。分析了这种传感器的几何光学特征,位移灵敏度、线性测试范围,通过实际应用在打印头动态行程测试仪上的Y型导光束位移传感器的测试分析,提出设计随机分布结构的若干经验数据,这对实际工作是很有意义的。     

Sagnac式全光纤电流传感器实验研究

为了实现输电线路上的电流的监测,开发出了一种全光纤电流传感器（FOCS）。该传感器基于法拉第效应和Sagnac效应这两种原理,可以准确测量出电流的大小。创新性的利用锯齿形波进行信号调制,并且对电流在40A到140A的范围内进行测量,实验数据与实际电流基本相符。     

基于3×3耦合器的Sagnac型光纤电流传感器结构

提出了一种新的Sagnac干涉型光纤电流传感器结构。利用Faraday效应的非互易性,采用一个3×3光纤耦合器实现相位偏置。利用散射矩阵分析了耦合器的输出特性,建立了干涉仪输出信号的数学模型,对耦合器性能对干涉仪灵敏度的影响进行了理论分析,得到了耦合器的最佳耦合比。     

全光纤型光纤电流传感器长期稳定性的实验研究

本文报道了我们对于全光纤型光纤电流传感器试验样机在户外进行长期稳定性实验的结果。主要是环境温度的起伏对系统各部分的影响。实验结果表明:全光纤型光纤电流传感器其长期稳定性不能满足0.5％测量精度的要求,其主要原因是光纤质量不稳定,长期使用后其性能有较大变化。     

基于环形Mach-Zehnder原理的分布式光缆检测系统研究

为了实现海底光缆故障的检测与定位,采用环形M-Z(Mach-Zehnder)干涉结构建立分布式光缆检测系统,利用两路干涉输出的时间差实现定位功能。阐述了该分布式光缆检测系统的组成及工作原理。使用Optisystem软件进行仿真分析,验证系统可行性。利用互相关时延估计法直接在时域上对信号进行处理获得定位结果。理论分析和测试结果表明,该系统能够快速、有效地实现扰动事件的检测与定位,平均定位误差最大为16.5 m。     

一种用于真空度测量的光纤传感器

介绍了一种用于测量真空度的光纤传感器,该传感器利用参考腔室中金属薄膜随系统真空度变化而产生线性形变的原理,采用一对450μm芯径的光学光纤分别做发射与接收光纤,通过测量基于光纤和金属薄膜的相对位移对反射光强信号的调制量,来确定真空度的变化。给出了该传感器探头的结构设计,并通过实验确定了光纤的最佳排列方式及初始位置。实验表明,在一定条件下该传感器所测得的反射光强信号和真空度的变化呈线性关系,并且具有良好的重复性。     

耦合型光纤应变传感器用于汽车动态称重研究

提出了一种耦合型光纤应变传感器的设计和应用于汽车动态称重的方案,制作了耦合型光纤应变传感动态称重仪,对基于耦合型光纤应变传感器的动态称重系统进行了静态和动态测试.对测得的信号进行小波变换和消噪处理,取得了有价值的试验数据.现场测试数据分析表明,系统的测量误差为2.03%,称重分辨率为2.5 kg,能满足动态称重的需要.     

基于光纤传感技术的光电报警系统

根据微弯式阶跃型多模光纤传感器的基本原理,设计了一种结构简单、体积小、灵敏度高的实用光电报警系统.从理论上分析、设计了使光纤产生微弯曲的梳状变形器,并且计算出报警系统高灵敏度所需的变形器周期,约1.1 mm;另外,设计了与之匹配的报警电路模块.该模块由平衡电桥、电压比较器、单态触发器和多谐振荡器组成,电压比较器根据平衡电桥的状态产生相应的电信号到单态触发器,进而通过单态触发器控制多谐振荡器,实现报警处理,适当调节平衡电桥的变阻器可以改变报警系统的敏感度.     

激光随机位相噪声对光纤传感系统的影响

详细分析计算了 n路并行传感器系统的输出功率谱 ,发现系统的噪声主要由激光器的随机位相噪声所决定。噪声级主要由激光相干时间 Tc决定。理论计算与实验结果完全一致。     

一种新型的电压温度双参量光纤传感器

提出了一种电压温度双参量光纤传感器.在理论上分析了从一个敏感晶体上分离出温度、电压两种信息的可能性:石英晶体作为敏感元件.通过合理安排传感头中各部件.传感器同时输出两路信号:一路是包含Pockels效应的电压信号;一路是石英晶体旋光效应的信号.由于旋光效应与温度有关.这路信号用来反映传感头光路上的温度信息.实验获得理论所预期的结果.从而只使用一个传感头就可以同时测量电压与温度.给出了实验装置.结果显示在90℃温度范围内电压的精度可达0.5%.温度的精度为±1℃.     

全保偏光纤加速度矢量传感器的设计与实验

阐述了全保偏光纤加速度矢量传感器的基本工作原理,进行了三维探头结构设计,对系统的谐振频率和加速度灵敏度进行了理论分析,并进行了一维光纤加速度传感器实验,验证了这种全保偏光纤加速度矢量传感器的谐振频率和加速度灵敏度理论分析和结构设计的合理性.     

传输序列干涉型光纤传感阵列

本文提出了一种新型干涉型光纤传感器复用系统。传感阵列部分采用光纤环路延迟线序列,并通过接收端的补偿干涉仪实现干涉效应和信号检测。具有结构简单、系统光功率利用率高、损耗低及高灵敏度、低串话等优点,适于大型传感器阵列应用。     

基于Sagnac组合型干涉仪的光纤分布式扰动传感器

提出并研究了基于Sagnac组合型干涉仪的光纤分布式扰动传感器。扰动作用在传感光纤上引起传输光波相位的变化,可以通过Sagnac干涉仪进行检测。所提出的光纤传感器包括三个Sagnac干涉仪,它们共用一个宽带光源(BBS),并通过两个光电探测器(PD)检测干涉信号。由于宽谱光源的相干长度很短,因此只有经历相同路径的两束光会发生干涉,这样的路径存在三条。其中一个光电探测器检测有着相同环路长度的两个Sagnac干涉仪的信号之和,另一个光电探测器检测由法拉第旋光镜和传感光纤组成的干涉仪中的干涉光强。通过对探测器接收到的信号进行数学运算可以对扰动进行定位。实验结果表明,所提出的传感器可以检测并定位扰动。10次实验的最大定位误差为370 m,平均定位误差为270 m。