环圈光纤的失效预测

以光纤的机械可靠性为主线综述了光纤材料中固有裂纹的生长和传播所导致的光纤断裂机制.在该断裂力学的基础上推导了传统通信光纤在平直应用中的寿命预测模型.继而分析了处于弯曲构型中的传感环圈光纤表面的应力分布,然后在与传统理论相同的基本断裂机理下,类比于通信光纤可靠性模型的推导,据此应力分析给出了评估这种环圈光纤的机械可靠性的一般模型.进而从工程应用的角度简化了所推导出的一般模型,使之能够快速简单地给出环圈光纤失效概率的保守评估.在此简化模型的基础上,数值计算了目前常见的几种传感环圈中的光纤在服役期间的累积失效概率;其结果同时也显示了该环圈光纤的失效概率对光纤参量、环圈参量以及工艺参量的依赖关系.根据这一依赖关系,不仅可以快速评估在各种服役应力条件下具有不同寿命要求的光纤环圈的失效概率,同时也能对这些环圈的设计提供参考.     

评估环圈光纤机械可靠性的模型

为评估应用于光纤陀螺和光纤电流传感器等传感领域的光纤环圈的机械可靠性,排除光纤涂覆和环圈灌胶等因素,必须评估所用光纤在弯曲状态下的机械可靠性.在已被广泛接受的均匀拉伸应力状态下通信光纤的机械可靠性模型基础上,根据这种环圈光纤在弯曲状态下的一般应力分布,对于绕环张力和弯曲应力同时存在的情形,建立了评估这种环圈光纤的机械可靠性的一种模型.该模型通过采用弯曲状态下光纤表面的最大弯曲应力值,和由于一般情况下弯曲中轴内侧的压缩应力远小于外侧拉伸应力的这一事实而忽略内侧的压缩应力,从而简化了弯曲应力的不均匀分布;同时通过该模型中所含的多个参量的选择给出了最为保守的结果.利用该模型进行的数值计算预测了采用不同直径的光纤分别绕制的不同环圈直径的环圈光纤在不同服役条件下的机械可靠性.结果表明,除了光纤半径和疲劳因子等这些光纤自身的固有因素外,绕环张力、环圈半径和筛选张力等工艺参量对环圈光纤的机械可靠性也是有重要影响.     

评估环圈光纤机械可靠性的模型

为评估应用于光纤陀螺和光纤电流传感器等传感领域的光纤环圈的机械可靠性,排除光纤涂覆和环圈灌胶等因素,必须评估所用光纤在弯曲状态下的机械可靠性.在已被广泛接受的均匀拉伸应力状态下通信光纤的机械可靠性模型基础上,根据这种环圈光纤在弯曲状态下的一般应力分布,对于绕环张力和弯曲应力同时存在的情形,建立了评估这种环圈光纤的机械可靠性的一种模型.该模型通过采用弯曲状态下光纤表面的最大弯曲应力值,和由于一般情况下弯曲中轴内侧的压缩应力远小于外侧拉伸应力的这一事实而忽略内侧的压缩应力,从而简化了弯曲应力的不均匀分布;同时通过该模型中所含的多个参量的选择给出了最为保守的结果.利用该模型进行的数值计算预测了采用不同直径的光纤分别绕制的不同环圈直径的环圈光纤在不同服役条件下的机械可靠性.结果表明,除了光纤半径和疲劳因子等这些光纤自身的固有因素外,绕环张力、环圈半径和筛选张力等工艺参量对环圈光纤的机械可靠性也是有重要影响.     

BOTDA光纤传感技术在光纤环圈质量评估中的应用

在分析光纤环对陀螺整体性能影响的基础上,提出将BOTDA光纤传感技术用于光纤环质量检测。通过对光纤环的在线检测、热应力检测和骨架性能影响测试,能及时发现并消除光纤绕制中的应力尖峰及换层现象,消除由骨架、热应力引起的光纤应力曲线反转现象。     

含蜡原油管道恒压再启动失效概率研究

管道停输后再启动失败(即凝管)是含蜡原油管道安全运行的主要威胁.传统的管道再启动安全性评价采用确定性方法,未考虑相关参数随机波动的影响。本文基于可靠性思想,综合考虑运行参数、油品物性参数以及环境参数的不确定性,从管道再启动失效机理出发,建立了基于流量恢复的极限状态函数,并引入干涉原理对其进行求解;研究了输量、管径、土壤温度等随机参数均值变化对管道再启动失效概率的影响,实现了以概率形式定量描述管道再启动的安全性,提出了基于可靠性的输油温度和安全停输时间确定方法.     

双光纤光栅外腔半导体激光器相干失效研究

根据双光纤Bragg光栅(FBG)外腔半导体激光器相干失效的物理过程, 运用速率方程和双FBG耦合模理论, 分析了双FBG外腔半导体激光器相干失效产生和控制的条件, 提出了实现和控制双FBG外腔半导体激光器相干失效多模稳定工作的方法. 双FBG外腔半导体激光器在相干失效下具有多模的稳定工作状态, 相干失效长度缩短, 相干失效长度内光谱稳定. 实验测量结果表明, 外腔反射率为3%时, 从非相干失效状态到相干失效状态, 半峰值全宽度从0.5 nm突然展宽到0.9 nm. 在相干失效状态下, 功率稳定, 边模抑制比大于45 dB, 在0℃–70℃工作温度范围内峰值波长漂移小于0.5 nm, 最小相干失效长度小于0.5 m. 双FBG外腔半导体激光器相干失效的应用对提高光纤放大器和光纤激光器的性能具有重要意义. 关键词： 非线性 半导体激光器 双光纤Bragg光栅 相干失效     

光纤陀螺光纤环的热应力分布仿真分析方法

针对光纤线圈较容易受温度影响的问题,从热至应力的角度,推导了由热应力导致的光纤陀螺的相位差离散数学公式,并在此基础上,对四级对称绕法绕制的无骨架光纤环建立了有限元模型。结合光纤陀螺工作环境的栽荷和边界条件对其不同温度下的热应力分布进行仿真分析。仿真分析结果表明,光纤环内侧受到的热应力较大,高低温下热应力值分别达到最大和...     

谐振腔光纤陀螺光纤谐振环特性研究

对有限光源线宽情况下反射式光纤谐振环的响应特性进行了研究,得到了光纤谐振环各谐振特性参量的表示式.分析了特性参量与光源线宽和耦合器特性的关系,结合对方波调制谐振腔光纤陀螺极限灵敏度的分析,给出了设计高灵敏度谐振腔光纤陀螺光纤谐振环的要求和原则.进行了谐振腔光纤陀螺用光纤谐振环的实验研究,制作了适用于谐振腔光纤陀螺的高精细度和高谐振深度光纤谐振环.     

分置式斯特林制冷机失效分析

斯特林制冷机是红外探测器组件中一个关键的组成部分。目前我国斯特林制冷机的性能指标与国外同类产品差距缩短 ,但可靠性问题一直没有很好解决。文中介绍了斯特林制冷机的原理、双活塞对动型分置式斯特林制冷机的结构特点及表征参数 ;通过对产品研制开发过程中成品率低的原因分析 ,揭示了主要失效机理 ,对改进工艺和设计起到了参考和指导作用。     

光纤环相干性分析

运用部分相干光理论,得到了光纤环自相关函数,并利用自相关函数推导出了光谱透射因子,它把光纤环输入、输出光场的光谱密度函数直接联系起来,代表了光纤环的相干性.应用光谱透过因子,结合光纤环耦合输出系数、光学长度、损耗分析讨论了光纤环相干性.     

Linear Transformation of Polarization Modes in Coiled Optical Spun Fibers. III. Approximate Analytic Presentation

Optics and Spectroscopy - We have obtained approximate analytical dependences of the integrated values of effective elliptic birefringence of eigenpolarization modes on the length of coiled spun...     

基于CBM电子设备故障预测技术研究

为解决电子设备结构复杂,故障信息不足,故障预测困难,并且现有方法不能直接对电子设备进行状态预测等问题,本文提出了基于状态维修（CBM）的最小二乘支持向量机(LSSVM)和隐马尔科夫模型(HMM)组合故障预测方法。首先采取灵敏度分析法确定电路中要可能发生变化的元件,通过改变元件参数来设置电路的不同退化状态;其次建立组合故障预测模型;最后对该电路进行状态预测。结果表明,本文提出的方法能够直接预测电路的不同状态,进而实现直接预测电子设备的故障状态,预测精度可以达到93.3%。     

Exact Solutions for the Local Parameters of Polarization Modes in Coiled Optical Spun Fibers with Strong Unperturbed Linear Birefringence. I. Nonresonant Linear Transformation

Optics and Spectroscopy - The propagation of monochromatic radiation in coiled spun optical fibers is considered. The local parameters of the elliptical polarization eigenmodes, elliptic...     

基于分布参数估计的锂离子电池故障预测建模

Lithium ion battery has typical character of distributed parameter system, and can be described precisely by partial differential equations and multi-physics theory because lithium ion battery is a complicated electrochemical energy storage system. A novel failure prediction modeling method of lithium ion battery based on distributed parameter estimation and single particle model is proposed in this work. Lithium ion concentration in the anode of lithium ion battery is an unmeasurable distributed variable. Failure prediction system can estimate lithium ion concentration online, track the failure residual which is the difference between the estimated value and the ideal value. The precaution signal will be triggered when the failure residual is beyond the predefined failure precaution threshold, and the failure countdown prediction module will be activated. The remaining time of the severe failure threshold can be estimated by the failure countdown prediction module according to the changing rate of the failure residual. A simulation example verifies that lithium ion concentration in the anode of lithium ion battery can be estimated exactly and effectively by the failure prediction model. The precaution signal can be triggered reliably, and the remaining time of the severe failure can be forecasted accurately by the failure countdown prediction module.     

用光学相关识别方法测量单模光纤的折射率分布和色散

介绍了一种测量单模光纤剖面折射率分布和色散的新方法－－光学相关识别方法。应用计算全息制作高斯－拉盖尔模的匹配滤波器，根据光学相关识别原理测出单模光纤场分布的展开系数，由此推得剖面折射率分布和色散，给出了实际测量结果。     

Prediction of Radiation-Induced Light Absorption in Optical Fibers with an Undoped Silica Core for Space Applications

Technical Physics - Radiation-induced absorption (RIA) of light in five isotropic optic fibers (OFs) with a core of undoped silica glass (SiO2) and a fluorosilicate cladding and one birefringent OF...