无线传感器网络多跳路由协议研究

目的：无线传感器网络发展迅速,但传感器的高能耗问题成为制约其发展的主要瓶颈,高效节能的路由协议设计成为研究热点。方法：针对目前无线传感器网络常用的LEACH路由协议存在的簇首能耗过分集中、簇首分布不均衡问题,提出了改进的路由协议EEACRA,在总结、分析LEACH路由协议现有问题的基础上,给出了EEACRA路由协议的簇首选取门限值、簇首位置调整算法和基于能量代价最小的簇间多跳路由算法的实现方法,同时给出了具体的实现EEACRA协议的工作流程和关键算法。在MATLAB环境下对LEACH路由协议和EEACRA路由协议进行了仿真,对比了不同能耗降低措施对网络能耗降低的贡献。结果：仿真结果表明EEACRA路由协议的网络稳定期较LEACH路由协议有较大的改善。结论：证明了改进的路由协议EEACRA可以有效地提高网络的稳定期。     

光纤法珀应变传感器串并联混合复用的离散腔长变换解调研究

光纤法珀传感器复用的输出信号复杂,解调相当困难.为实现其串并联混合结构复用,根据光纤法珀应变传感器的双光干涉原理,阐述了传感器串并联混合复用的输出信号特征,分析了信号中各项成分对离散腔长变换方法解调结果的影响,并进行了计算机仿真.最后搭建实验平台,进行了四个传感器串并联混合复用的实验研究,证明该方案可行,解调准确度1 μm.     

基于Sagnac光纤干涉仪的管道泄漏检测和定位技术

研制了一种基于Sagnac干涉仪的分布式光纤传感器,可实时进行管道泄漏检测与定位.阐述了该传感技术的工作原理和泄漏点定位方法,并推导了泄漏引起的光信号相位变化表达式。管道泄漏实验结果表明,水压为0.3MPa时,该技术能有效地检测到管道泄漏的发生并准确定位。     

大范围光纤Bragg光栅压力传感器增敏实验研究

鉴于钛合金材料具有低弹性模量、受温度影响小等特性,设计制作了一种以钛合金管作为光纤Bragg光栅应变增敏衬底元件的高压压力传感器件.通过与电阻应变计实时监控的对比,从实验上研究了光纤Bragg光栅的中心波长偏移对调谐压强的响应.结果表明:这种增敏设计,具有良好的线性响应和可重复性,且与理论推导结果吻合较好.增敏后对压力的响应灵敏度可达0.034 nm/MPa,测压量程可达0~40 MPa,甚至更宽.     

一种高分辨率的光纤光栅传感解调技术

报道了一种基于光纤激光器波长扫描寻址的高分辨率的光纤光栅传感解调方案。光纤激光器的扫描寻址过程由微机来控制。微机控制光纤激光器波长扫描的同时,同步采集、处理传感信号,并通过曲线拟合给出传感光栅的中心反射波长值。本解调方案的波长移动分辨率为０．１ｐｍ,可以实现高分辨率的温度及应变测量。     

光纤光栅力传感器的无源温漂补偿技术

将一光纤光栅沿轴向粘贴于两重叠等腰三角形悬臂梁的交界处进行力传感。理论和实验均证实该无源装置具有自动补偿布拉格波长温漂效应的功能。０￣０．３４Ｎ力范围内,实验表明其传感灵敏度ｎｍ／Ｎ。     

免受温度影响的光纤光栅位移传感器

将一定长度、均匀周期的光纤光栅沿轴向刚性粘贴于厚度呈阶跃分布的等腰三角状悬臂梁界线附近的表面上 ,通过观测该光栅反射谱中两个峰值的间距来监测梁自由端在垂直于表面方向上的位移。实验表明该无源温漂位移线性传感装置的传感灵敏度达 9.2 4× 10 -2 nm/ mm,与理论值 9.4× 10 -2 nm/ mm非常接近。     

A Novel Acoustic Emission Fiber Optic Sensor Based on a Single Mode Optical Fiber Coupler

Ａｓｗｅｋｎｏｗ ,ａｓｉｎｇｌｅｍｏｄｅｆｉｂｅｒｃｏｕｐｌｅｒｉｓａｓｉｍｐｌｅｂｕｔｖｅｒｙｉｍｐｏｒｔａｎｔｆｉｂｅｒｏｐｔｉｃｄｅｖｉｃｅ ,ｗｈｉｃｈｃａｎｂｅｕｓｅｄｉｎｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎａｎｄｓｅｎｓｏｒｓ.Ｕｓｉｎｇｓｉｎｇｌｅｍｏｄｅｏｐｔｉｃａｌｆｉｂｅｒｄｅｖｉｃｅｓ,ｗｅｃａｎｆａｂｒｉｃａｔｅｓｅｖｅｒａｌａｃｏｕｓｔｉｃ ｏｐｔｉｃｄｅｖｉｃｅｓ ,ｓｕｃｈａｓｆｒｅｑｕｅｎｃｙｓｈｉｆｔｅｒｓ ,ｍｏｄｕｌａｔｏｒｓａｎｄｔｕｎａｂｌｅｆｉｌｔｅｒｓ .Ｓｅｖｅｒａｌ…     

呼吸声分类技术研究及检测系统设计*

患有呼吸问题的病人由于呼吸道腺体不受意识控制、异物或者其本身肺部病变等原因会出现呼吸异常。医护人员通过病人的呼吸状况可以找寻和分析病人出现这种呼吸状况的原因。而以往呼吸声的诊断方式是专业的医护人员通过使用听诊器对病人进行肺部听诊。但是听诊的结果取决于医护人员的经验与相关参数。在初级诊断治疗阶段,初级医生识别听诊声的效率以及准确率很低,一般从20%到80%不等。因此会存在10%到20%的高误诊率（漏诊、错诊和延误）。本文提出了一种利用PVDF薄膜传感器提取语声特征的检测系统,该检测系统根据病人发出声音的不同,提取呼吸声特征值判断病人的呼吸状况。通过PVDF传感器采集的微弱呼吸声再经过KNN算法分类之后其识别率可达90.6%,对于细分种较类多的湿罗声,其识别率在80.2%左右。综上表明相比于传统听诊方式通过PVDF传感器采集识别的结果具有更高的准确性和可靠性,其判断呼吸状况的结果可以为医护人员提供参考,更好的为患有呼吸疾病的病人提供监测。     

Optical Thin-Film Sensors for the Determination of Aqueous Halide Ions

Fourteen thin-film optical sensors in which halide-sensitive fluorophores are immobilized in a thin copolymer film (50 m, dry) have been developed and characterized. The sensor films use rhodamine, 6-methoxyquinoline, and harmane dyes which have been functionalized and bound to a hydrophilic copolymer. The sensor films are reversibly capable of determining aqueous bromide and iodide with 4 and 2% accuracy, respectively, at concentrations of around 10^–3 mol dm^–3, and are more sensitive than previous plastic sensor fabrications. The 90% response time to molar iodide is 30–60 s. A combination of sensor films allows the simultaneous determination of both I^– and Br^– in a mixed-halide solution. The interference of several ions, including pseudo-halides, on the sensor films has been studied.