基于光纤折射率传感原理的新颖酸碱滴定法

首次提出并研究了一种基于光纤折射率传感原理的新颖的化学酸碱滴定分析方法, 为光纤传感技术在化学滴定分析的新应用作出了有意义的尝试. 实验结果表明: 此方法适应于酸碱互滴, 只需少量样品; 在待测样品浓度较低时, 采用浓度高的滴定剂效果更佳, 可测量浓度低至0.001 mol/L 的溶液; 与传统的pH滴定方法等比较, 本方法无需添加终点指示剂, 可实现实时监控; 在二元酸碱的滴定中, 化学计量点指示更明确, 精度更高; 稳定性和准确性测试效果良好, 对HNO₃, NaOH进行测定RSD分别为0.23%和0.28%.     

偏振散斑的速度传感数值模拟

提出了一种基于偏振的散斑干涉速度测量方法,分析了圆偏振光照射运动的粗糙表面时,反射或散射光与线偏振参考光干涉产生正交偏振散斑的原理,推导了动态正交偏振散斑信号的表达式。用数值模拟实验研究了正交散斑信号强度的变化,得出了一维运动粗糙表面速度方向的判别方法及速度的大小。研究结果表明,基于偏振的散斑干涉测量方法,在速度传感测量应用中可以同时获得速度的大小和方向,克服了大多数散斑测量方法只能测量速率的不足。     

基于布里渊散射的分布式光纤传感技术

基于布里渊散射的分布式光纤传感技术是目前国内外研究的热点。其中基于时域定位的布里渊分布式光纤传感技术主要分为布里渊光时域反射和布里渊光时域分析两种。国内对基于布里渊光时域反射技术的分布式光纤传感技术的研究报道比较多。介绍了基于布里渊光时域分析技术的分布式光纤传感技术的研究现状,并对基于时域定位的两种传感技术进行了分析对比。总结了布里渊散射分布式光纤传感技术实用化存在的问题及可能的解决方法,指出了该传感技术进一步的发展方向。     

高精度表面等离子体共振传感中的信号处理方法

表面等离子体共振传感技术是一种简单可行并广为应用的光学高精度表面检测方法,能够对折射率的变化(10-8)进行检测。若要实现高灵敏度、高稳定性、高可靠性的检测,除了光电系统硬件外,信号的数据处理方法也是关键技术之一。运用合适的数据处理方法可有效地降低实验中的随机噪声以及系统不理想性所带来的影响,可大大提高测量精度、准确性和测量范围。从信号处理方法的角度,根据国内外近年来的研究成果,利用表面等离子体共振实现了在微量检测和薄膜分析时进行数据处理的算法。     

大型建筑物双向位移测量方法

为了同时对大坝等大型建筑物被测点水平和垂直方向的移位进行监测,提出一种基于几何投影关系的光电检测方法。该方法以透明模板为基底,将计量光栅制作在模板上,模板固定在被测结构上。利用自聚焦准直镜的出射光束反映基准线与模板的相对空间关系。接收镜将载有模板模式信息的返回光束经光缆传输到监测中心,经光电变换、模数转换和信号分析解出被测点的水平和垂直位移量。实验表明：水平位移检测精度可达0.005mm,垂直位移检测精度可达0.1mm。检测点处的传感器无任何电子学元件,对被测点部位恶劣环境有很好的适应能力和抗干扰能力。     

基于萨格奈克/双马赫-曾德干涉原理的长途管道破坏预警技术研究

针对现有技术在灵敏度和监测距离上的限制,提出了一种基于萨格奈克/双马赫-曾德干涉原理的分布式光纤传感方案,并对其探测和定位原理进行了分析.结果表明,利用从萨格奈克干涉仪解调出的信号可以判断有无破坏行为的发生,利用两个马赫-曾德干涉仪的输出信号可以实现对破坏行为的定位,从而为长途管道的破坏预警提供了一种较为理想的方法.     

3维VSP光纤检波器井下地震采集系统

介绍了一种用于石油勘探的井下3维VSP(Vertical Seismic Profile)采集系统设计方案,实验验证该系统达到了可测量动态范围80 dB(可测量最大值与最小之比),系统采集、处理和传输的总延时低于200 ms(2 kbit/s采样率)的指标,适用于井下VSP采集.系统采用六级光纤加速度传感器组成阵列,其中每级传感器由三个麦克尔逊干涉仪构成.使用高速DSP处理芯片实现相位产生载波(Phase Generated Carrier,PGC)解调等算法以获得地震波信号;同时应用多个ARM处理器设计光纤检波器阵列控制器以及阵列内部总线.     

基于闪耀光纤光栅的折射率传感技术实验研究

提出了一种基于闪耀光纤光栅传感技术的折射率测量新方法,即采用SLED作为光源,通过检测闪耀光纤光栅透射谱强度实现折射率的测量.实验证明,当环境折射率在1.372 3~1.453 2之间变化时,闪耀光纤光栅透射功率从0.611~0.472 mW线性下降,其灵敏度达到1.718 μW/（0.001折射率变化）.该检测方法具有结构简单、无需波长检测、灵敏度高、易于工程化等优点.     

光纤光栅径向受力检测技术

对光纤布喇格光栅径向受力特性进行了理论与实验研究,给出了光纤布喇格光栅的径向受力灵敏度,并利用可调F-P标准具设计了一套解调光纤布喇格光栅反射峰劈裂值的实验系统.此系统消除了外界环境对F-P标准具初始腔长的干扰所引起的误差,系统的准确度达到了0.02 nm.     

空间光学的发展与波前传感技术

进入21世纪,国际上一些发达国家和有关部门都已制定了空间发展战略规划,如美国航空航天局(NASA)、欧洲空间局(ESA)和俄罗斯政府相关部门等都提出空间发展战略规划,这些规划提出了今后一段时间内空间科学要解决的问题和发展的方向,而解决这些问题并推进空间技术的发展很大程度上依赖于先进的光学和无线电望远镜及仪器设备。因此,本文介绍本世纪初国际上空间科学应用的大型天文望远镜的发展情况,重点描述了大口径光学望远镜的光学系统以及实现这类天文望远镜的关键技术之一—波前传感技术。