天线型光纤传感器的建模与仿真

反射式强度调制光纤位移传感器（天线型ＦＯＳ）由发射光纤和接收光纤按一定的排列方式组合而成，是一定数量的单光纤对的特定组合。本文基于已有的单光纤对的调制函数的数学模型，通过分析ＦＯＳ中光纤的排列方式，在忽略光纤包层和粘结剂厚度的情况下，利用几何和概率统计的理论做了适当的假设，建立了同轴型、半圆型、随机型光纤传感器调制函数的通用数学模型，并对所建模型进行了仿真。利用专门研制的测试系统对建模和仿真结果进行了验证。     

弯曲致受抑全内反射式液位检测效应仿真实验分析

从传统的有损光纤结构的液位传感方法入手,深入研究塑料多模光纤传输过程中的包层模式下的弯曲损耗、受抑全内反射以及光能量耦合机理,在理论上揭示传感器效应的作用机制,从几何光学的理论出发,使用光线追迹方法,进一步模拟宏弯曲光纤内的光线传播路径,光纤受抑全内反射效应的能量变化机制,仿真结果与理论分析一致,搭建实验平台对前述理论分析和仿真模拟结果进行进一步的测试和验证。实验结果表明,该效应相对于传统有损光纤结构方法,可以进行高精度高灵敏度的稳定可靠液位传感测量。     

光纤陀螺温度场分析及结构优化设计

从导热微分方程出发,建立了光纤陀螺温度场有限元模型,对模型进行了稳态温度场和瞬态温度场仿真分析。利用铂电阻测温电路对仿真结果进行实验验证,两者相对误差小于3%,证明仿真分析的结果是正确和有效的。针对光纤环温度场分布不均匀的情况,对光纤陀螺结构进行了优化设计。光纤陀螺在25℃环境中稳定工作时,稳态温度场分析结果表明,优化设计后光纤环最高与最低温度差为0.05℃,较优化前的0.19℃减小了73.7%;将陀螺置于60℃环境且处于非开机状态时,10min瞬态温度场分析结果表明,优化设计后光纤环最高与最低温度相差0.11℃,较优化前的0.19℃减小了42.1%。     

用光纤干涉仪测量压电位相调制器的相移系数

制作了压电位相调制器 ,并利用光纤干涉仪测量了它的相移系数 ,同时对影响它的相移能力的几个因素进行了实验和理论分析 ,为研制干涉型光纤传感器做准备 .     

光纤捷联惯导系统快速标定方法

为降低光纤捷联惯导系统标定对转台的要求,缩短标定时间,提出了一种利用双轴转台完成的八位置标定方法.根据光纤陀螺和石英加速度计的简化输出模型,在双轴转台上合理选择编排八个标定位置,利用输出脉冲量对光纤惯组的27个参数进行解算.通过数学仿真,该方法与使用传统方法标定精度相当,但标定时间短,方法简单易行.     

随机Petri网的光纤通道总线传输模型

利用随机Petri网方法建立了基于FC-AE-1553协议的光纤通道交换式网络的网络模型,验证了模型的可行性。通过仿真计算得到总线性能指标,仿真结果表明光纤通道在带宽、数据延迟、传输媒体和距离、错误检测、优先级等方面具有适合于航空电子系统的良好特性。     

光纤光栅反射率及相位响应的计算

采用分层介质膜的等效模型 ,计算了均匀光纤光栅及线性啁啾光栅的反射谱、透射谱及反射相位跃变 ,结果与采用耦合模理论计算的结果相吻合 ,表明这是分析光纤光栅的光反射特性的一种有效的新方法 .     

光纤传感技术在多相流体参数检测中的应用

论述了一种新型多相流体参数测试方法。传感机理为弯曲光纤的传输光功率随外界介质折射率变化。在分析光纤弯曲波导传输光能损耗与弯曲半径、外界折射率等因素关系的基础上,提出一种U型结构的光纤传感器系统,并将其应用于多相流体参数测试仪器中,进行了初步研究和探讨。该系统以U型光纤传感头和微控制器、可编程外围芯片为核心,构成的数字化、小型化光纤传感系统,能不分相地、实时地、连续地对阵列式分布的传感器进行数据采集、分析、求统计平均值来获得多相流体的流动参数、分布状况。本系统抗干扰能力强,具有开机自检、过程报警、通信接口等功能。可与过程控制网络连接,支持流行的现场总线协议。     

基于长环光电振荡器的频率传递相位噪声分析

文章通过建立长环光电振荡器频率传递模型,从光纤色散理论出发,综合考虑色散、光纤长度和光源对时延波动的影响,推导出光源中特定参数对振荡频率相位噪声影响的表达式,通过MATLAB数值仿真进行分析。仿真结果表明:随着光纤长度的增加,光源的频率噪声在光纤色散的作用下,转化为振荡频率的相位噪声,进而影响了频率的稳定度;光源的中心波长对相位噪声的影响是0.7dB/300nm,可以忽略不计;光纤色散系数变化了5ps/(nm.km),相位噪声恶化3dB,得到的仿真结果对下一步的硬件实验工作具有很好的理论指导意义。     

测向阵列模糊判决算法研究

阵列模糊判决是选择测向阵列的前提,方便、实用的判决算法具有理论与应用价值.提出了一种利用方向矢量间相关性判断阵列模糊的算法,克服了方程组法不适合判断复杂阵列模糊以及谱峰搜索法计算量大的不足.此算法能够方便、快捷地判断阵列是否模糊并求解模糊角.给出了仿真实验,证明此方法的有效性.     

光纤法测量表面粗糙度的影响因素分析

由于光纤法测量表面粗糙度易受到传感器光源、零件材料、零件加工方法和测量环境的影响,从而降低了测量的精度。针对这些影响因素进行了分析,提出了解决办法,从而提高了测量精度。     

光纤光栅与分布式光纤感温探测性能研究

传统的火灾自动报警系统工作时需要向现场探测器供电。带电类探测器工作在易燃易爆场所必然存在着不安全因素，而利用光纤光栅及分布式光纤感温探测元件构成的火灾探测报警系统采用光信号测量与传输，实现了探测现场无电检测，从而真正实现了本质安全防爆。在分析光纤光栅与分布式光纤感温探测机理的基础上，通过对比探讨了各自的应用特性。     

反射面的倾斜度对RIM-FOS光强调制特性的影响

对反射式强度调制型光纤传感器 (RIM FOS)中光纤轴与反射面的垂直度对光强调制特性的影响问题进行了细致的研究 ,建立了相应的数学建模 ,给出了反射面在不同倾斜角时的光强调制特性曲线及特性参数的定量计算结果 ,并据此提出光纤轴应与反射面垂直的结论     

光纤位移传感器在喷油器针阀升程测量中的应用

传统的柴油机喷油器针阀升程测量方式多为接触式.文中提出运用光纤位移传感器进行喷油器针阀升程的测量,重点介绍了光纤位移传感器的原理、测量系统的组成、检测电路的特点等.实践表明,光纤位移传感器在喷油器针阀升程测量中的运用,实现了非接触测量,测量精度大大提高.     

电力设备局部放电在线监测用传感器传输特性分析

电流传感器是电力设备局部放电在线监测系统中的一个重要组成部分 ,其局部放电信号传输特性直接影响测量结果。本文对电流传感器传输特性进行了理论分析 ,有关分析结果与实测结果一致     

GPS/FOG组合导航系统自适应滤波器设计

结合GPS姿态测量系统导航的特点和光纤陀螺敏感角速度范围宽、启动速度快的特点,提出了一种光纤陀螺辅助GPS导航的方法,采用自适应滤波技术设计了组合导航算法,并进行了大量的试验,试验结果表明,利用光纤陀螺辅助GPS导航方法可行.     

基于主动相位控制的脉冲激光相干合成技术

提出并验证了基于随机并行梯度下降(SPGD)算法的主动相位控制脉冲激光相干合成方案.利用低通滤波器滤除脉冲激光光强变化导致的性能评价函数起伏,提取出相位噪声导致的性能评价函数变化,然后将这个低通滤波后的性能评价函数用于SPGD算法的极值寻优过程,从而实现脉冲激光的锁相.对该方案进行了理论分析和数值模拟,并进行了两路脉冲激光相干合成实验.实验结果表明,当系统从闭环到开环时,系统性能评价函数均值提高到开环的1.6倍,干涉条纹长曝光对比度从0提高到0.43.在该方案中,通过增加合成脉冲激光路数,并在各路脉冲激光中引入多级功率放大器,能够得到更高的合成功率输出.     

考虑相位噪声影响的单阵元被动合成阵列算法

考虑到现有单阵元被动合成阵列算法对阵元的运动模型假设过于理想且对相位噪声的适应能力不足,首先,提出一种适用于阵元任意机动方式的单阵元被动合成阵列通用算法,进而通过相位噪声模型分析,给出最大相参时间及有效合成阵元数的选取方法,重建了合成阵列的流形矢量,得到了与相位噪声模型相匹配的改进算法.然后,在相位噪声影响条件下,推导了单阵元被动合成阵列波达方向的理论估计方差下限.仿真分析表明,较未考虑相位噪声影响的算法,改进算法能够有效提高相位噪声影响下的单阵元被动合成阵列测向精度.