Fiber-Optic Chemical Sensor for Detection of NO2 Using Poly (3-Octylthiophene)

A fiber-optic chemical sensor (FOCS) for detection of nitrogen dioxide (NO₂) molecules is reported. The FOCS presents an optropode structure because of the transmission properties of the sensitive material. The NO₂ FOCS is activated by using the semiconductor polymer: regioregular head-to-tail poly(3-octylthiophene-2,5-diyl). The operation wavelength of the sensor is 543.5 nm such that a simple LED and detector can be used for the design of this device. The sensor response decreases after each exposure, demonstrating the reduction in sensitivity as well as irreversibility lower than 5%. However, its properties such as rapid response, high selectivity, high sensitivity (0.43 ± 0.01 muW/ppm), hygroscopic properties, and its operation at room temperature make this kind of FOCS a good alternative for NO₂ toxic gas detection.     

几种陆用惯性自寻北方案的比较

介绍几种目前广泛应用于军事及民用工业领域的高精度自寻北方案,同时讨论并分析了这些方案的精度和误差补偿方法,提出在兵器领域尤其是在陆用车辆上的适用性等问题。     

智能结构系统中的光纤传感技术

智能结构系统具有类似人体运动控制功能，埋置在工程结构或材料中便能获得顺应环境变化的自判断性、自适应性、自诊断性、自修复性等诸多性能。这一神奇的科学技术具有重大科学意义和广阔的应用前景。利用特性优良的光纤传感器可以构成一种特殊的光纤智能结构系统。本文较深入介绍适合智能结构系统的光纤多点式和分布式传感技术的原理、结构和实施方法。     

基于BAS-BP-Bagging模型的光纤陀螺温度补偿

为提高光纤陀螺的输出精度,以天牛须搜索算法(BAS)优化后的BP神经网络模型为基学习器,采用Bagging并行集成学习算法建立了BAS-BP-Bagging温度补偿模型,并对某型号光纤陀螺进行了温度补偿实验。实验结果表明,在-40～+60℃温度变化环境下,该方法补偿后的光纤陀螺温度漂移相较于补偿前减小了近80%,相较于多项式补偿算法减小了55%,相较于BP神经网络补偿算法减小了30%左右。同时该模型在对新鲜样本的补偿过程中表现出了较为优越的泛化性能。     

Towards a solid-state ring laser gyroscope

In this paper, we report our recent progress towards a solid-state ring laser gyroscope (RLG), where mode competition is circumvented by active control of differential losses, and nonlinear effects are mitigated by longitudinal vibration of the gain medium. The resulting dynamics is significantly different from that of a classical helium–neon RLG, owing in particular to parametric resonances that occur when the Sagnac frequency is an integer multiple of the crystal vibration frequency. We describe the main experimental and theoretical results obtained so far, and the prospects of practical applications in the near future.     

基于Michelson 干涉仪的光纤分布式扰动传感器

提出并研究了基于Michelson 干涉仪的应用于检测时变扰动的光纤分布式传感器。所提出的光纤传感器由两个Michelson 干涉仪和一个光纤延迟环组成。扰动作用在传感光纤上,引起传输光波相位的调制作用,可以通过该传感器进行检测并得到扰动的位置信息。通过光电探测器对干涉信号进行接收。对接收到的信号进行隔直,并通过求取峰峰值的方法对隔直后的信号进行预处理。通过希尔伯特变换、相位去包裹和三角函数运算可以提取出预处理信号中包含的相位信息。最后,通过频谱分析和相应的数学运算可以实现扰动的定位。在20 km 的监测距离内通过实验验证了传感器的可行性。所提出的光纤传感器具有实时性好、抗偏振性、低成本的独特优势。     

敏感工作气体对射流陀螺灵敏度的影响

研究了干燥空气、N2和He等3种常用敏感工作气体对射流陀螺灵敏度的影响。采用有限元法计算了输入角速度ωi=20(°)/s时敏感元件内的流场。计算结果和实验表明,改变敏感元件内敏感工作气体的种类,流场分布也随之变化。ωi=20(°)/s时,两热电阻丝r1、r2处的气流速度差ΔvN2>ΔvAIR>ΔvHe。灵敏度系数KN2>KAIR>KHe,其中KN2=1.05 KAIR,KHe=0.21%KAIR。N2对应的灵敏度最高,热电阻丝抗氧化,稳定性较好,但成本高;干燥空气的灵敏度次之,热电阻丝易氧化,稳定性差;He对应的灵敏度最小,热电阻丝不易氧化,稳定性最好。该文解释了敏感工作气体对射流陀螺灵敏度的影响机理,为提高射流陀螺的实用性,满足不同工程需要开辟了一个新的途径。     

一种硅微机械陀螺制造方法研究

给出了一种硅微机械陀螺制造方法,该方法可适用于各种不同的微机电系统(MEMS)器件,包括加速度计、剪切应力传感器及MEMS光开关等。利用该方法制备了硅微机械陀螺,并给出了该陀螺的性能测试结果。同时分析了利用该方法制备各种不同器件时,工艺流程对器件性能的影响,重点讨论了硅-玻璃阳极键合、减薄工艺及深刻蚀所形成的侧壁质量,包括侧壁垂直度、侧壁杂质等因素对器件性能的影响。     

石英微机械陀螺敏感芯片的抗振动分析与改进

石英微机械陀螺是振动惯性器件,而陀螺敏感芯片结构的抗振动能力会直接影响陀螺的性能。由于工作环境的振动会对陀螺的性能产生一定的影响,因此需提高陀螺敏感芯片结构的抗振动能力。该文利用有限元仿真软件对敏感芯片结构进行随机振动仿真分析,通过对敏感芯片结构的优化,提高了陀螺的抗振动能力。     

基于光纤陀螺的残周期正弦拟合快速寻北法

在旋转调制寻北的基础上,提出少于一个旋转周期的快速寻北方法。建立了旋转调制寻北输出模型,介绍了三参数正弦拟合原理并推导出最小二乘估计算法的Cramer-Rao下限,最后设计了光纤陀螺残周期快速寻北实验。实验结果表明,残周期残缺程度越大,寻北时间会越短,北向偏角会越大;实验陀螺应用该方法,1/3个周期寻北精度为0.3°,1个周期寻北精度为0.009°,达到一个周期内快速寻北的目的。