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。     

海管结构状态监测研究进展

海管在长期运营过程中，受到海水腐蚀、海沙冲蚀及海洋波浪作用，易发生局部屈曲、开裂和穿孔等损坏，引发油气泄漏事故，造成严重的环境污染和巨大的经济损失。因此，运营中海管的结构抗力、损伤和安全状态及剩余服役寿命等信息的掌握成为工程领域的关注重点。鉴于此，归纳总结了运营中海管结构的特征参数和可能的损伤模式，对检测和监测海管结构状态的技术进行了国内外研究进展综述，同时结合运营中的海管监测需求重点介绍了光纤传感技术在海管结构状态监测方面的优势、研究现状及应用前景，以期为维护海管结构安全经济运行提供有效器件和可靠技术参考。     

分布反馈光纤激光水听器系统干涉仪降噪研究

针对分布反馈光纤激光水听器系统在高速运动过程中干涉仪噪声过大的问题，提出了基于参考光源的差分探测方案，设计了基于3端口环形器的光纤干涉仪差分探测光路，利用改进的变步长LMS滤波算法，结合噪声自适应抵消技术和B样条小波变换，有效抑制了干涉仪噪声，解决了信噪比下降的问题。实验结果表明：该方法能降低系统噪声本底约30 dB;与传统参考传感器的差分方案相比，该方法不易受环境影响，不会增加阵列复杂度，更具有实用价值。     

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%。     

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。     

稳定跟踪伺服控制系统高俯仰角稳定问题分析

高俯仰角条件下的稳定技术是防空火控系统稳定跟踪伺服控制系统的关键技术之一,通过对稳定跟踪伺服控制系统速度传感器的选择及配置、反馈量的选择及系统控制策略等方面进行分析和比较,提出了通过三陀螺配置分段控制的方法。对以上分析进行了计算,并模拟高俯仰角条件,在matlab/Simulink下进行了仿真,从仿真效果看同计算结果完全吻合,并得到了优秀的时域控制效果,为稳定跟踪伺服控制系统的设计提供技术参考。     

电机转子用光纤光栅温度传感器标校方法

针对电机转子温度实时在线监测的需求，采用不锈钢管封装聚酰亚胺涂覆的光纤光栅制作成转子温度传感器阵列。首先，研究了采样时间对传感器温度标定误差的影响，综合中心波长平均值的波动性和数据处理量，选择了用于标定的最优采样时间和中心波长平均值；然后，在30～180℃范围内开展了传感器的标定和测温精度试验。结果表明：各传感器的测温精度在±0.5～±1℃左右，温度分辨率为0.1℃,能够满足电机转子的温度预警要求；随着温度的升高，温度灵敏度从10 pm/℃增加到13 pm/℃,与理论计算值较为接近。     

深海潜水器ARV关键技术

较为详细地介绍了一种全新概念的深海潜水器(ARV),此潜水器综合了自治水下机器人(AUV)和遥控水下机器人(ROV)的各自优势,既可以像AUV一样依靠预设指令进行自主巡航,又可以像ROV一样,通过水面视频画面控制进行精细作业。其最大的特点是用微细光缆代替了传统的脐带电缆,使ARV更具远距离、大深度、实时操作、机动灵活等特点。介绍了其系统组成、关键技术和国内外发展水平及其发展的重要意义。     

高速公路隧道消防设计探讨

以目前国内建成的最长公路隧道———山西雁门关高速公路隧道为例论述公路隧道的消防设计 ,以引起有关专家和同行对隧道防火的关注     

基于光纤技术的无线电引信动态模拟测试系统设计

为提高无线电引信杆实验测试结果的准确性,针对从国外引进的老设备存在的突出问题,设计了基于光纤技术的无线电动态模拟测试系统,给出了测试原理、软硬件设计以及对系统的校准分析。