N元光纤光栅传感器阵列解调信号的最低可见度分析

研究了非平衡光纤Mach-Zehnder干涉仪解调N元光纤光栅传感器阵列时的偏振衰落问题.运用邦加球和光纤偏振光传输理论,利用简化模型,通过详细的理论分析,得到优化控制下阵列传感信号最低可见度的下限表达式,并通过计算机仿真,验证了结果的正确性,并详细分析了仿真实验的结果.     

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。     

浅析光时域反射计原理

光时域反射计是利用光在光纤中传输时的瑞利散射和菲涅尔反射所产生的背向散射而制成的精密的光电一体化仪表。它被广泛的应用于光缆线路的维护、施工以及光纤传感,不仅可以进行光纤长度、光纤的传输衰减、接头衰减和故障定位等测量,还可以传感影响光传输的外场空间参数分布。本文从实用角度介绍了光时域反射计的原理,并说明了其在光纤系统搭建、安装和维护方面的应用,对通讯设备的维护和检修有一定参考价值。     

地表反射对干扰站影响最小化方法

地表反射引起的波瓣分裂效应对UHF波段雷达干扰站干扰性能会产生严重影响,必须研究改善的方法.首先讨论了多路径传输理论并在此基础上建立了考虑地表反射的干扰方程模型;其次提出了单波瓣覆盖和零点填平两种改善波瓣分裂效应的方法;最后通过仿真实验验证了两种方法的有效性.     

L(0,1)模态导波在小管径管道弯头处的散射特性

采用实验和有限元模拟的方法研究了L(0,1)模态导波在小管径管道弯头处的模态转换和反射、透射特性,分别使用不同频率的激励信号对含不同弯曲半径弯头的管道进行检测。研究结果表明:L(0,1)模态导波在管道弯头处发生模态转换,转换成F(1,1)模态,并且其偏振方向与弯头拱背—拱腹方向一致;随着检测频率和弯曲半径的增大,反射F(1,1)模态呈减小趋势,透射F(1,1)模态呈非单调变化趋势;反射L(0,1)模态导波呈减小趋势,透射L(0,1)模态导波呈增大趋势;当检测频率或弯曲半径增大到一定程度时,两参数的变化对反射F(1,1)模态、反射L(0,1)模态和透射L(0,1)模态的影响不大。实验结果与模拟结果吻合度高,验证了模拟结果的正确性。研究结论为检测小管径含弯头管道提供了理论指导。     

LED均匀准直光学系统设计

为了获得均匀准直光,设计了一种LED光学系统。该光学系统由一个全内反射(TIR)透镜和一个自由曲面透镜组成,可以用于水下光通信和水下成像系统的照明。其中,TIR透镜入射曲面将LED发出的球面波准直为平面波然后使之均匀分布;自由曲面透镜将均匀分布的光线转换为平面波。同时,设计了三种不同出射光斑直径的光学系统。经仿真实验表明:该光学系统可以实现大于0.76的均匀度和89%的出射光效(TOE)。为了保持较高的均匀性和出射光效,自由曲面透镜的半径不应小于TIR透镜。     

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%。     

考虑有损伤测量条件下的设备剩余寿命的建模分析

在有损测量的情况下,仅从退化数据本身出发所建的模型不能反映设备的真实退化过程.尤其在测量导致的设备性能退化量不可忽略时,不考虑测量耗损量将不能有效进行预测和评估.为解决这个问题,首先基于维纳过程建立有损测量的设备退化过程,进一步给出了相应模型的参数估计方法和基于贝叶斯理论的设备剩余寿命的实时更新方法,最后通过一个仿真示...     

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 .     

基于铽镝铁换能器的全保偏光纤磁场传感系统

制作了铽镝铁保偏光纤换能器,建立了全保偏马赫—曾德尔光纤干涉仪系统,采用工作点控制方法解调信号,实现了光纤磁场传感。该全保偏光纤干涉系统结构简单、抗干扰,有效解决了偏振不稳定问题。实验检测了系统对磁场幅度变化的响应特性,最小可测交流磁场信号为3×10-10T。     

Research on Additional Loss of Guidance Optical Fiber

The factors which cause additional losses of guidance optical fiber in wound state were analyzed.A mathematical model used to analyze the macro-bend losses in the cross region producing in the precision winding process was established.For an actual guidance optical fiber,the measured data of the fiber's additional losses under low temperature and the loss curves with radius were given in the paper.The simulation results were compared with the test data.It shows that the additional losses of optical fiber caused by bending and low temperature can meet the actual requirements of the fiber optical guidance system.The established model can be used to predict the change trend of fiber losses in the winding process with a certain tensile force.     

光纤布拉格光栅的光学特性及其应用

介绍了光纤布拉格(Bragg)光栅的种类和制作,用耦合波理论分析了其基本的光反射性质,包括峰值反射率和反射半高全宽度,结果表明光纤Bragg光栅拥有独特的光反射特性.同时对光纤Bragg光栅在光纤通信、光纤传感器、滤波器等方面的应用进行了介绍和展望,表明光纤Bragg光栅将对整个光纤技术领域产生重要影响.     

光纤光栅技术与应用专题讲座(一) 第2讲 光纤布拉格光栅的仿真方法与设计

文中介绍了光纤布拉格光栅的原理;根据耦合模方程,介绍了几种光栅的仿真方法;分别以光纤布拉格光栅滤波器、色散补偿器、相移光栅和采样光栅为例说明了光纤光栅的设计方法。     

WDM—PONs系统中AMOOFDM信号的多信道传输研究

为了提高波分复用无源光网络信道的传输能力,提出了自适应调制光正交频分复用的多信道传输方法．首先,在单模光纤连接上采用直接调制激光器和直接检测技术,给出了传输系统的模型;其次,给出了波分复用信道比特位加载算法;最后,用实例分析了40（或80）km直接调制与检测单模光纤连接系统及传统单一调制系统的传输性能．结果表明：自适应调制信号传输能力得到提高,同时最佳动态光发射功率范围和削峰比范围分别提高5dB和3dB．     

基于子结构及模态柔度曲率差的某框架结构损伤识别

基于子结构思想,通过对框架结构中子结构的边界施加虚拟的数值支座,限制子结构边界的位移,把子结构从整体结构中隔离出来.运用提出的模态柔度曲率差方法对予结构进行了损伤识别.结果表明:该方法仅需低阶模态参数即可进行损伤识别,不论对单一位置损伤,还是多种共存的损伤,均具有损伤定位的能力,并能定性反映损伤程度.与已有的柔度差、柔...     

水下接触爆炸下液舱前置型防雷舱的动响应分析

为探讨防雷舱结构设计,采用有限元方法对同一防雷舱结构的典型模式和液舱前置模式进行数值仿真计算,通过对典型模式与实验结果的对比,验证了数值计算方法的有效性。着重分析了液舱前置对防雷舱结构动响应过程、失效模式及防护效能的影响,并分析了其形成机制。从结构破坏过程、载荷特性、吸能特性三个方面对比了两种模式的差异,探讨了两种模式防雷舱结构的防护机理,为舰船水下舷侧防护结构的工程设计提供了参考。     

光纤陀螺输入轴失准角的温度特性

光纤陀螺的输入轴失准角温度变化特性是光纤陀螺惯性系统正交校准所面临的主要难题。提出了一种有效地消除输入轴失准角测量误差的测试方法;对三只椭圆环结构的光纤陀螺进行了输入轴失准角温度特性研究。结果表明,三只椭圆环光纤陀螺的输入轴失准角分布比较集中;此外,椭圆环光纤陀螺的输入轴失准角随着温度变化呈非单调的曲线变化,高温过程的变化速度相对较快。该结论对光纤陀螺环制作工艺的改进提供了测试依据,并有助于惯性系统正交校准的温度补偿技术研究。     

战斗部近炸下防护液舱破坏机理分析

为研究大型舰船水下舷侧防护液舱的破坏机理，根据液舱的承载特性，设计制作缩尺战斗部模型和敞口、密闭两种液舱结构模型，开展两种姿态战斗部近炸下高速破片和冲击波对防护液舱的联合毁伤试验。根据试验后液舱模型的破损情况分析液舱前、后板在典型载荷下的破坏机理，总结分析液舱结构整体的破坏模式和破坏机理。结果表明：高速破片是防护液舱结构的主要防御对象，破片开坑和空化阶段是液舱结构变形破坏的主要阶段，破片群侵彻液舱形成的激波载荷和空化效应引起的挤压载荷是使结构产生变形破坏的主要冲击载荷。     

纤维缠绕复合材料夹芯圆柱体高应变率压缩吸能机理

为研究纤维缠绕复合材料夹芯圆柱体吸能元件在高应变率冲击压缩载荷作用下的变形损伤模式和能量吸收机理,采用ABAQUS商用有限元软件和分离式Hopkinson压杆装置开展数值模拟分析和试验验证研究。对比分析宏观力学响应规律和微观损伤破坏机理,可知吸能结构元件在高应变率压缩载荷下的力学响应具有典型的弹塑性特征,内部芯材主要产生压缩塑性损伤,而表层复合材料沿环向产生拉伸断裂破坏。研究表明,该吸能元件冲击压缩吸能特性优异,可满足水下结构平台的冲击防护和浮力储备要求。