基于三波长强度解调的光纤EFPI解调系统

基于三波长正交的特性和强度解调的原理,设计搭建了一种针对EFPI(非本征型法布里-珀罗干涉型传感器)的解调系统。利用相位实时补偿的方式,该解调系统克服了传统强度解调中腔长解调范围受限的缺点,同时兼具解调速度快的优点。在瞬间释压实验中,结果表明该解调系统实现了腔长变化范围大于1μm的解调,且解调腔长精度达到0.01μm。在高频正弦电压驱动实验中,该系统可成功分辨频率为5 k Hz的信号,且解调精度为0.01μm。

固胶对保偏光纤环的影响

阐述了固胶对光纤环及光纤陀螺两个重要性能参数———温度性能和振动性能的作用和影响,针对某项目对光纤陀螺实际要求的条件进行了陀螺的全方面试验,并分析试验结果.试验和分析结果表明,固胶对光纤环和光纤陀螺的影响是由涂胶工艺不当带来的,涂胶量及涂胶的均匀度是产生影响的两个主要因素,胶的温度性能及自身固化后状态对光纤环性能也会产生影响.得出结论:固胶工艺或固胶方式、方法对光纤环的性能有极大的影响,特别是对光纤环在温度变化时的影响表现更为明显,另外,固胶对光纤环的影响,还表现在胶固化后的状态.

基于FPGA数字相位调制光外差激光稳频系统设计

为了实现中心波长为1064nm的单频光纤激光器的稳频,采用相位调制光外差(PDH)激光稳频技术,搭建稳频系统光路。分析了相位调制光外差稳频信号以及误差信号特征;设计基于现场可编程门阵列(FPGA)的数字式解调和反馈控制电路,在FPGA中实现对相位调制光外差稳频信号的数字解调,再经数模转换器输出获得误差信号。结果表明,在FPGA中能成功实现对相位调制光外差信号的解调,经Allan方差计算,频率漂移的方差值可达10-11,即所设计的数字系统实现了较高的稳频精度。

Flotherm软件在光纤测井高温电路热设计中的应用

根据基于PCB设计的实现高温电路的传统法,利用热仿真分析软件对光纤测井电路系统的耐高温性能进行了热设计。首先利用红外热像仪对光纤测井电路系统进行了红外扫描,确定电路系统的主要热源并得到温度场分布,然后根据红外测试所确定的热源,利用热仿真分析软件对光纤测井电路系统进行建模并解算,可得到一定温度下电路系统的热仿真温度场分布,通过对所得到的温度场分布进行分析,进而对电路系统的结构和低功耗设计进行改进,最终提高了整个电路系统的耐温性能。

光纤测井中井下视频信号采集系统热仿真研究

对基于光纤传输系统成像测井技术的井下视频信号采集系统热设计方案进行了分析与优化。首先利用红外热像仪对光纤测井电路系统进行红外扫描,确定电路系统主要热源并得到温度场分布,然后根据红外测试所确定的热源利用热仿真分析软件对光纤测井电路系统进行建模并解算,得到了一定温度下电路系统的热仿真温度场分布。通过对所得到的温度场分布进行分析,对电路系统的结构和低功耗设计进行了改进,提高了整个电路系统的耐温性能。

基于VersaPHY的IEEE 1394b协议硬件设计

VersaPHY技术是IEEE 1394b的补充协议,由于具有带宽高、结构灵活、成本低等优点,已经被广泛应用于汽车、军用、医疗、工业等领域。由于没有现成的VersaPHY芯片,以FPGA、IEEE 1394b物理层芯片和光电转换模块为基础,完成了VersaPHY协议的硬件电路设计,为VersaPHY技术的后续研究提供了可靠的保证。借助示波器和IEEE 1394总线接口分析仪对电路中的信号和数据包的传输进行测试,结果表明,信号的完整性良好,可以保证硬件稳定运行,本设计实现了低成本、小型化、低功耗,对解决1394b光总线与低速总线之间的设备兼容问题具有很好的启示。

IEEE 1394b VersaPHY的IP核设计与实现

文章提出了VersaPHY的IP核的实现方案;根据VersaPHY协议,分析了VersaPHY的标签、数据包和寄存器,完成了VersaPHY的IP核设计;在Altera QuartusⅡ开发平台上,结合Verilog HDL语言和其自带的IP CORE实现了VP-Label寻址的数据包(读请求包、读响应包、写请求包、写响应包)的接收和发送;最后借助于QuartusⅡ集成开发环境提供的SignalTapⅡ逻辑分析仪进行验证,结果表明,该系统可以实现不同速度(100Mb/s、200Mb/s、400Mb/s、800Mb/s)的VersaPHY的数据包的传输,工作稳定可靠,满足实际应用需求。

视频成像测井光缆传输系统井上电路设计

文章描述了一种基于FPGA实现的井上电路。该电路基于光缆传输机制,采用光模块完成光电转换,在FPGA内实现高速串行数据的数据恢复和曼彻斯特解码等处理,经视频模块处理后,完成对井下视频信息的恢复。其中,高速串行数据的数据恢复采用了过采样的处理方法。该电路结构简单、可靠性较高,与井下电路配合使用,可实现井下视频信号的可靠采集。

基于SCKF和姿态估计的SINS/GPS在线对准方法

该文提出了基于平方根容积卡尔曼滤波和初始姿态估计的捷联惯导/全球定位系统组合在线对准法。构建平方根容积卡尔曼滤波器来对初始姿态估计的非线性量测模型进行滤波,估计代表初始姿态转换矩阵的罗德里格参数,并以此求出当前时刻的姿态转换矩阵,从而求出当前时刻准确的姿态。该文分别对制导武器系统和车载系统进行了半实物仿真。仿真结果表明,此方法可在25 s左右完成在线对准。其中短距离制导武器仿真结果航向角及俯仰角误差在0.1°内,横滚角误差在0.3°内;低成本车载导航系统仿真结果航向角误差在0.2°内,俯仰角及横滚角误差在1°内,可满足制导武器及低成本民用车辆的对准需求。

高强度光纤光栅与碳纤维的复合及应变传感特性研究

针对光纤光栅工程化应用性能不佳的问题,提出将高强度光纤光栅与碳纤维材料复合,介绍了复合样品的结构形式,分析了应变传递过程,然后对其应变传感特性和疲劳性能进行了实验研究。结果表明:复合样品能够达到较高的应变传递效率,具有良好的应变传感特性;疲劳实验中复合样品保持正常工作,波长变化曲线的幅度稳定;疲劳实验前后复合样品的应变传感特性基本不变,应变灵敏度系数分别为1.12和1.17pm/με,应变响应曲线的线性度均高于0.999,重复性分别为0.623%和0.397%。

基于高密度FBG阵列光纤陀螺分布式温度测量系统

基于高密度光纤布喇格光栅(FBG)设计搭建了一种光纤陀螺分布式温度测量系统。首先介绍了高密度FBG主要特点和发展现状,并通过过对光栅反射谱进行仿真,改进光栅参数。随后搭建实验平台并设计了温度误差实验以及弯曲误差实验,并进行多次重复验证。

双路扰动与温度同时监测的光纤传感技术研究

从油气管道沿线需要进行外部入侵及泄露监测的安全需求出发,在多年分布式光纤扰动传感技术研究的基础上,结合拉曼散射理论,设计了一种简化的双路光纤传感结构以实现扰动与温度双参数的同时监测,该方案既可提高现有系统器件的利用率,又相比于单路传感,避免了脉冲光源的复杂调制,同时也消除了拉曼光和瑞利光之间可能的相互影响,实验结果表明,在4. 9 km的光纤上实现了对扰动与温度的异常监测及定位报警,定位误差不超过20 m。

视频成像测井光缆传输系统井下电路设计

成像测井技术中比较有代表性的两种技术是超声成像测井技术和视频成像测井技术,其中视频成像测井技术因其图像直观、清晰、容易理解等特点,在套管井等领域有所应用。研究基于曼彻斯特编码数据传输机制,采用FPGA为主控单元和信号处理单元,利用光模块完成信号的电光转换,设计并实现了一种视频成像测井光缆传输系统井下电路。该电路结构简单、易于维护、可靠性较高,可满足井下环境的要求,与井上电路配合使用,可实现井下视频信号的实时、无压缩可靠传输。另外,该研究还为解决组合化测井带来的大数据量传输问题提供了参考。

改进的D-S证据理论在Φ-OTDR三路监测系统中的应用

针对相位敏感光时域反射计(Φ-OTDR)分布式光纤扰动传感系统严重的误警问题,在Φ-OTDR多路监测系统方案的基础上,提出了将改进的D-S证据理论应用于Φ-OTDR三路监测系统中以减少误警率。利用改进的D-S证据理论信息融合算法对每路输出数据进行融合,然后将融合结果与报警阈值相比较,判断是否发生报警。实验测试发现:基于改进的D-S证据理论的Φ-OTDR三路监测系统不仅在三路监测方案中能够正确判断扰动信号,还使得漏警率由3%降至1%,72h内误警率由3.3%降至0%,提高了系统的报警性能。

耐高温光纤光缆在测井领域的应用

介绍了国外光纤测井技术的发展概况,对测井光纤光缆的环境性能要求,论述了测井用耐高温光纤的机理,耐高温光纤的技术方案以及国外开发耐高温光纤的情况。

传感用耐热光纤技术

分析了普通光纤高温下的破坏机理,设计了新型耐热光纤的结构,通过采用分解温度高的有机聚合物作为光纤的内涂层和缓冲层,不但可以大幅度提高光纤的耐热性能,而且光纤的光学性能良好.实验制备出的800余米光纤样品,主要性能可以满足实际应用的基本要求,经过在200℃的温度下,恒温24小时的高温试验,光纤涂层没有受到明显破坏,仍然具有一定的机械强度,可以满足200℃环境下的使用要求.

相位调制到强度调制转换技术的研究动态

针对广泛应用于微波光子系统中的相位调制到强度调制(PM-IM)转换进行了原理和方法特点的分析,总结了PM-IM转换的分类。根据PM-IM转换在微波光子滤波器、超宽带(UWB)系统、全光微波产生、光子微波频率变换和微波频率瞬时监测等领域中的重要应用做了详细的跟踪研究,阐述了PM-IM转换技术的优势。最后,指出PM-IM转换的发展趋势是提高转换速度和精度、减少插入损耗和提高系统的可靠性。