国外光导纤维传感器及测量仪器发展状况

概述光导纤维(简称光纤)线路在光通讯方面的应用近几年有很大发展,已接近实用。因为光纤抗腐蚀、坚固结实、不受电、磁干扰及绝缘的影响、本身安全、有巨大的信息容量,所以在大容量信号传输中有广泛用途。尤其是作低损耗、高带通数据通讯的通道,直径小、重量轻、成本低,比同轴电缆优越得多。随着低损耗光纤的出现,光纤不仅可作光传播的波导,而且本身也可以作成传感器。它是通过光纤把输入变量转换成调制的光信号,而不象以前的传感器把输入变量转换为电信号。最基本的光纤传感器为两种型式:被测参量引起纤维本身传输特性变化,即改变纤维环境如应变,压力、温度等,能够改变纤维中光传播的相位和光强。因此,如能测量出通过光纤的光相位变化,     

“GGY”-1型高温光纤压力传感器”研制成功

南京航空学院研制成功的GGY-1型高温光纤压力传感器是国内首次研制成功的能测量高温气流压力的光导纤维传感器,主要用于航空发动机动态压力的测试,也可用来测量内燃机及压气机的高温气流动态压力。 该传感器通过光纤将膜片感受的压力信号转换成光强调制信号,并传递到硅光电池变换     

光纤总线本地网接口逻辑设计

光纤做传输介质具有频带宽、抗干扰能力强、信号衰减小等优点。但是用它来实现总线型本地网却有一定的难度,因为利用光纤元件不易于实现CSMA/CD协议所要求的冲突检测和信号在总线上的双向传输。 本文介绍了实现光纤总线网络的简单可行的方法,叙述了光纤总线网的结构、网络、网络接口原理以及接口的编程方法。     

空心光纤埋入环氧树脂复合材料中的影响与应用研究

首次提出利用空心光纤灌注胶液的方法进行复合材料的自诊断与自修复.文中具体分析了空心光纤的传光机理,介绍了利用空心光纤进行复合材料断裂位置测量的原理、方法和实验研究.依据国家有关的复合材料测试标准对环氧树脂复合材料埋入与不埋空心光纤进行了对比实验,实验结果表明空心光纤埋入树脂基复合材料中对其性能的影响是比较小的.因此,该方法在工程结构中极有应用价值.最后,给出了正在进行的研究系统的一个应用事例.     

光纤表面等离子体波传感器用于固化监测的研究(英文)

光纤表面等离子体波传感器在理论上具有较高的研究价值 ,并且因为结构简单、灵敏度高等特点在工程上得到广泛应用。使用光纤表面等离子体波来测试折射率 ,方法简单、灵敏。本文介绍了利用光纤表面等离子体波传感器使用这种方法对环氧树脂复合材料进行固化监测。文中对不同折射率的溶液进行了折射率测试的研究 ,并设计了一种用于折射率测量的性能稳定、操作方便的光纤传感探头及整套的测试系统 ,用以对固化过程中环氧树脂在不同阶段的折射率变化进行实测。测试结果表明 ,该系统工作稳定、可靠 ,测试结果符合实际情况     

开环光纤陀螺信号测试与小波去噪

建立了开环光纤陀螺测试系统,分析了干涉型开环光纤陀螺信号中主要噪声的产生机理和特点,利用小波分析的方法进行了去噪.与常用的滤波方法如平滑滤波、低通滤波等进行了对比,结果表明,小波分析较好地满足了在噪声干扰下对光纤陀螺微弱输出信号的检测要求,在有效滤除了噪声的同时保留了信号的细节信息.文中分析了去噪阈值的选取,比较了不同小波基情况下去噪效果的差异,通过实验证明了多尺度小波分析对光纤陀螺信号去噪的有效性.     

碳基复合材料结构800℃光纤高温应变测量

本文采用自主研制的光纤高温应变复合传感器对碳基复合材料结构样件在常温～810℃范围内的高温应变测试特性进行了研究。在马弗炉内对两件碳基复合材料结构试件分别进行三次常温～810℃重复加热实验,高温应变热输出测试结果具有很好的重复性。在万能试验机上,在800℃高温环境下对碳基复合材料结构试件进行了拉伸实验,光纤高温应变复合传感器的测量值与高温引伸计的测量值具有较好的一致性。与此同时,在本文实验结果中,光纤高温复合传感器测试结果的跟随性、平滑性要优于高温引伸计的测试结果。     

基于数值分析方法的SAS线端高速连接器设计

SAS高速连接器具有传输速度快、抗干扰能力强等优点。高速信号通过连接器进行传输时，由于信号的反射与串扰影响到信号的完整性，保证信号传输的完整性成为SAS高速连接器的关键。论文通过对高速信号在连接器中传输的理论研究，利用数值分析的方法确定分析设计方案，并对实物进行测试，验证了所设计的SAS高速连接器的正确性、优越性，为解...     

反射式动栅光纤传感器及应用

提出一种新型的光纤传感器——反射式动栅光纤传感器。这种传感器是采用光纤作为传光元件，而敏感元件是一对等节距光栅，其中一块为定栅，一块为动栅，当两光栅位置发生变化时，其光通量随之变化，再经光电转换系统转换信号后以电信号输出的传感系统。该传感器结构简单，使用方便，可用于测量位移、应变及其它物理量，尤其是在高温测量、连续变化量测量及实时监测等方面，更显示其优越性。文中给出了这种传感器的理论分析，并以测位移为例，给出了实测结果。实验结果表明，理论分析与实验结果相一致，并具有一定的测试灵敏度     

生物体液在线光纤光谱仪的研制

介绍了一种直接检测生物体液的光纤光谱仪，根据光纤和毛细管的特性，作者设计了一种特殊的光纤探头，该探头可以直接插入生物体内，通过毛细管采集生物体液，并直接引入光路中，即样品不需进行任何预处理就可以直接测量。为了提高测量灵敏度，探头中的光纤采取分层排列以增加体液在光路中的路程，该探头可使测量过程简化并且实现在位监测。利用计算机的并行口输出脉冲以控制步进电机而动色耗棱镜转动，用光电位增管接收其光谱信号，     

基于3×3耦合器的可判向光纤干涉型传感器研究

３×３光纤耦合器是实现干涉型光纤传感器信号银调的一个很有前途的发展方向，具有灵敏度高，易于判向，测量范围大，便于全光纤第一系列优点，本文首先发析了３×３光纤耦合器的输入输出特性，在此基础上，建立了基于３×３耦合器的马赫－泽德干涉型光纤传感器系统，阐述了传感器的工作机理，指出了传感器信号的处理方法，在测量应变实验系统的基础上，详细地介绍了系统的构成方法，大量的实验表明，该实验系统工作稳定，性能良好。     

光纤式切削测力仪的研制

切削力信号含有丰富的刀具磨损信息。它反映刀具磨损最直接,与刀具磨损的相关性好,信号处理的实时性强,因此可利用它作为特征量来实时在线监测刀具磨损。但是,现有的各类测力仪由于存在实用性较差的缺点,从而限制了这种方法的实际应用。这主要表现在(1)现有的测力仪一般都需作专门的结构设计,相对于有限的装夹空间来说存在安装问题。(2)为了保证测量的灵敏度而导致加工系统刚度下降。(3)普通的测力仪尾部都有导线,用以引出信号,因而实用性不好。本文以解决上述三个问题为目标,应用光纤传感原理,设计并试验了光纤传感器、光纤式切割测力仪,并对其原理、性能、应用等方面作了系统的研究。     

基于双树复小波变换的风力叶片监测研究（英文）

对风力发电系统而言,结构服役期间的健康监测非常重要。由于布拉格光纤光栅(Fiber Bragg grating,FBG)传感器的中心波长随应变或温度呈线性变化,因此FBG传感器广泛应用于结构测试。本文提出了基于FBG传感器的风力叶片监测方法,并通过实验验证该方法。沿着叶片长度方向粘贴5个FBG传感器进行应变测量。由于环境及测试噪声会掩盖结构真实信号,文中采用双树复小波变换(Dual-tree complex wavelet transform,DT-CWT)方法,进行数据处理,滤去噪声信号。实验验证结果表明,当其中一根叶片出现损坏时,测量应变出现明显波动,给定工作条件下,旋转周期为1 s,而结构完好时的周期为0.3 s。因此,利用布拉格光纤光栅传感系统进行应变测量,可以预测风力叶片系统的损坏。进一步研究表明,可以通过监测其中一根叶片,从而对整个风力发电系统进行故障预测。     

光学头罩超声速绕流流场光学传输效应风洞试验研究

在Ma=3连续超声速风洞中,开展了光学头罩绕流流场光学传输效应的风洞模拟试验方法研究,进行了现场振动测量与隔离,研制了专用试验装置,采用哈特曼传感器和剪切干涉仪两种手段进行了光学传输效应的试验测量.试验中,针对试验装置各部分的不同组合状态,进行了大量的测试,研究了试验装置有效性以及试验数据重复性,着重分析了探测光束的PV值与RMS值.结果表明:导流板可明显抑制风洞洞壁边界层干扰,试验装置与方法可行,对于连续式风洞中模型绕流流场光学传输效应测试有一定参考价值.     

基于光纤光栅传感技术的机翼形变测量方法研究与分析

飞机机翼是飞机的重要部件之一,根据其结构受力特点,将翼梁简化为悬臂梁结构,利用光纤光栅传感器搭建测试系统,从静态测试与动态测试两个方面进行实时监测其结构形状变化,并将测试结果分别与全站仪测试、高清摄像机测试结果进行比对,两次试验证明,光栅传感器测量结构形变相应速度快,正确率较高,利用光纤光栅传感器测量机翼形变方法可行。     

多径传输的最佳系统的质量估价

本文目的是对多径传输的最佳系统在相位非相干接收时的质量进行估价。在接收机对信道的参数测量为理想的情况下,对路径数目N=2(双径传轮)和N》1的两种情形进行了误差概率的计算。所得结果表明,双径传轮的效果不下于先将两条路径的信号的能量相加再作单径传输的效果;路径数目很多时,也有类似的结果。从而证实了最佳系统的确能充分利用每条路径传来的信号的信息;并且指出在给定的质量标准(误差概率)时,最佳系统所需的信号能量。 最后,还提出了最佳系统在航空通信中空对空通信系统的应用,指出了消除由于空对空多径传播干涉现象所形成的“喑区”的可能性。     

基于FBG传感器的固体火箭发动机结构健康监测技术

讨论光纤布拉格光栅(FBG)传感技术用于固体火箭发动机结构应变场、温度场和损伤状况健康监测的可行性。分析了利用FBG传感器组成固体火箭发动机结构健康监测系统的关键技术问题,包括光纤传感器的工艺集成,光纤传感网络的最优化布置,分布式传感器信号的解耦与处理等,并给出一些研究结论和初步解决方案。基于FBG传感器的健康监测系统在固体火箭发动机领域显示了良好的应用前景。     

飞行器起飞段有线测量电缆配置力学分析

对某类飞行器,点火前1-2秒到点火后3-4秒,是力学环境的最重要采样时段。无线测量常因信号失真、规律异常、离散性过大,不能得到满意的结果。在飞行器外表面直接敷设电缆,飞行时顺序剥离,测量结束时实现机械式安全分离的有线测量方法是经济有效方法。力学分析的任务,是给出电缆固定于飞行器表面的胶合力数据;起剥点和分离点的最优位置;剥离力和分离力的大小和最优方向,本文介绍了力学分析的一般方法。文末附有应用实例并作了讨论。     

MEMS热膜式壁面剪应力传感器微弱信号检测

MEMS热膜式壁面剪应力传感器的输出信号是带有基础电压的微弱电压信号，无法通过放大器直接放大的方法实现高精度测量。文章提出在输出信号放大前增加信号平衡环节，在保留有效信号的前提下减小基础电压，再通过放大的方法实现其高精度测量，有效解决了MEMS热膜式壁面剪应力传感器微弱信号检测的难题。文章介绍了MEMS热膜式壁面剪应力传感器微弱信号检测的技术方案、关键技术、测试检验及试验应用实例。     

航空航天风洞测试技术的新进展ICIASF14届会议概况介绍

国际航空航天模拟测试技术会议是风洞测试技术专业会议，许多风洞测试新技术、新思想都首先在该会作报导，本文简要介绍了在温度、压力测量方面的一些新动向及一些测试仪器的改进和应用。