用于小型AMS的类布拉格探测器研制

为了解决小型AMS系统中,使用现有的气体电离室探测低能量重粒子时,脉冲信号高度与探测器本底噪声重合较多、难以有效区分的问题,研制了一种新型的类布拉格气体电离室。在一定的约化场强下,这种电离室能够使电子在阳极附近区域发生电子倍增,从而使脉冲信号高度上升,以达到与探测器本底噪声分开的目的。利用5.8 MeV的α粒子进行实验,通过调节α粒子进入探测器的能量,并在不同气体压力、阳极电压(约化场强E/P)的条件下对探测器性能进行系统调试。经过模拟计算和系统调试,得出以下结论:该探测器可用于测量粒子的能谱,能量分辨率可达到2.98%。当阳极前1 mm处的约化场强E/P为5 V·mm^(-1)·hPa^(-1)时,脉冲信号的增益大约为7倍。

用于加速器质谱测量的Bragg探测器

文章涉及1台用于加速器质谱(AMS)测量的Bragg探测器的建立及其调试结果。该探测器是1台全阻止型的气体电离室,电场方向与入射粒子方向平行。用241Am源的α粒子对该探测器的主要性能进行了测试,并将该探测器用于AMS实验进行总能量测量和Z的鉴别。对于能量为49.7 MeV的26Mg离子,能量分辨达到1.4%,Bragg峰值的分辨好于4.1%。

煤矿用光纤Bragg光栅火灾探测系统研究

采用特殊合金材料封装制作了光纤Bragg光栅火灾探测器,温度传感实验表明,该火灾探测器的温度灵敏度是裸光栅的1.755倍,实现了温度的增敏;应用该火灾探测器与光纤光栅波长解调仪、数据传输和控制总线、数据控制中心等设计了煤矿用光纤Bragg光栅火灾探测系统,该系统采用光纤光栅波长解调仪对由现场感温光栅反射回的光信号进行波长解调并测试波长的变化率,通过该波长变化率获知是否发生火灾。实验表明,该系统具有较高的火灾探测准确率,并能缩短报警时间。

Bragg探测器在AMS测量中的应用

为提高Bragg探测器的总能量和Bragg峰的分辨等性能,对1台Bragg探测器进行改进,并利用其测量36Cl、41Ca、79Se系列标准样品,有效排除了相应同量异位素的干扰,为进一步提高AMS测量这些中重核的灵敏度提供有效试验手段。

用CR－39固体径迹探测器测定重带电粒子的Bragg峰位

采用ＣＲ－３９固体径迹探测器，根据辐射损伤密度沿粒子的径迹分布规律，测定了经３、４ｃｍ空气降能和φ１ｍｍ孔准直的α粒子（５．１５ＭｅＶ）的Ｂｒａｇｇ峰位。对于通过３ｃｍ空气后能量降至～１２ＭｅＶ的α粒子，在ＣＲ－３９中的Ｂｒａｇｇ峰位大约在７μｍ深度处，理论计算值在６．１４μｍ，实验值与理论值符合得较好。

金刚石探测器测量质子束流场分布

质子治疗(proton beam therapy,PBT)因其独特的布拉格峰能够达到精准放疗的效果。在质子治疗过程中,将峰准确定位到肿瘤区域,可以给予肿瘤较大剂量照射的同时,降低对正常组织和器官的伤害,减少副作用的发生。因此在质子治疗中对质子束的布拉格峰进行准确定位至关重要。本研究利用回旋加速器产生质子束流,通过金刚石探测器对质子束辐射特性进行测试,测量质子束束斑分布及布拉格峰位,得到质子束流的布拉格峰位置为(0,35 mm),为质子治疗的准确性提供了保障。

光纤光栅隧道火灾探测器的设计研究

在全面了解隧道火灾领域研究现状的基础上,分析现有隧道火灾报警监测系统,提出了基于光纤光栅感温探测器的隧道火灾报警监测系统。针对应用领域的特点设计适用的光纤光栅感温探测器,并介绍实验结果。

线阵InGaAs扫描FBG反射谱的传感解调方法

研究并实现了一种基于256像元线阵In Ga As扫描的光纤布拉格光栅传感解调系统。针对线阵In Ga As探测器,分析了光纤光栅反射谱中心波长定位原理,可实现多个FBG光谱的同时解调,单通道解调传感器数量取决于FBG的带宽和中心波长漂移范围。对256个像素点的光谱数据,通过设置的阈值判断反射谱的个数,分别对每一个谱峰进行拟合,基于高斯指数曲线模型实现了寻峰算法,获得了中心波长。搭建FBG解调系统采集光谱数据,寻峰算法的稳定性达到±0.5 pm。该解调方法无机械移动部件,实现了多光纤光栅波长寻峰的并行快速响应,波长解调范围为1 525~1 570 nm,为多光纤光栅传感提供了高速解调方案。

中红外激光器功率稳定器技术

针对中红外光电探测器光谱响应度精确测量时,要求提高中红外激光器功率稳定度这一问题。提出了一种对中红外激光器功率进行稳幅的方法,基于声光调制器布拉格衍射原理、采用光反馈闭环控制技术实现了对中红外激器光功率的稳定控制。详细介绍了该方案的光路设计、控制电路原理及控制算法,在此基础上研制了一种中红外激光功率稳定器。采用该功率稳定器对3.39μm He-Ne激光器的输出光进行了稳幅实验。结果表明,该装置可将中红外激光器输出功率稳定度从8%提高到0.4%。可很好地满足中红外探测器光谱响应度测试的需要。

光纤光栅地震波检波器

介绍了石油勘探技术中地震勘探的基本原理和当前使用的地震检波器的主要缺陷,设计了一个光纤光栅地震波检波器及探测系统,成功进行了野外实验,与电磁式速度型检波器作了性能对比.发现光纤光栅检波器与油田使用的地震记录仪是兼容的,并在灵敏度和抗干扰能力方面优于传统的速度型检波器.

光纤光栅感温火灾探测器在油罐区的应用

文章介绍油罐区设置光纤光栅感温火灾探测器必要性,光纤光栅感温火灾探测器的系统组成和技术要求,明确光纤光栅感温探测器在储罐上安装方法和设置原则,光纤光栅感温探测器能及时安全可靠的对油罐火灾进行监测和火灾报警。

光纤光栅医疗多点温度监测系统的研究

热疗是一种新型治癌方法,其关键是组织内温度的测量。本文针对医疗行业的需要和热疗特点,采用先进的光纤传感技术研制开发了新型光纤光栅医疗多点温度监测系统,该传感系统包括光纤光栅医用温度传感器和光纤光栅多点温度监测仪,可对热疗过程中人体组织温度进行实时监测。测试结果表明该系统具有精度高、分辨率高、可靠性高、抗电磁干扰、传感器体积小等优点。

位置灵敏布喇格探测器的研制

本文介绍我们研制的一台用于重离子鉴别的位置灵敏布喇格探测器，它是在普通布喇格探测器的Ｆｒｉｓｃｈ栅和阳极之间加进一个辅助栅──—Ｐ栅．位置信号从Ｐ栅上提取，位置由丝确定，用电荷分除法来进行位置读出。其性能用￣（２５２）Ｃｆａ源进行了测试。

基于FPGA的FBG光纤光栅解调系统

研究并实现了一种基于FPGA(现场可编程门阵列)的FBG(光纤布拉格光栅)光纤光栅传感系统,运用FPGA以及上位机软件完成了G11620-512DA InGaAs(铟砷化镓)线阵探测器驱动、探测器数据采集转化、高斯拟合处理、数据网口传输,实现了FBG光纤光栅解调。实验结果表明,该系统在FPGA的控制下能够正常工作,其输出数据符合FBG反射光谱理论分析。

一种新型光纤布拉格光栅气体泄漏检测传感器

提出了一种新颖的基于光纤自加热效应的气体泄漏检测用传感器,不仅可对管道连接处等易发生泄漏的部位进行实时监测,还可提供定量的有关管道泄漏速度的数据。泄露到光纤外部的泵浦光能被附着在光纤光栅外部的金属涂敷层吸收,导致温度上升,改变了光栅的栅格周期,进而影响了光栅的谐振波长。当有气流通过光纤光栅时,由于热量被带走,导致光纤光栅温度变化,通过监测谐振波长的改变即可求得气体的泄漏速度。为简化信号解调方法,利用长周期光纤光栅的边沿滤波器特性,实现光纤光栅传感波长的解调。实验通过控制CO2的流速,证实了该方法的可行性。

光纤光栅技术在高速铁路防灾系统中的应用研究

针对高速铁路防灾需求,对目前使用的红外对射探测器和电网传感器进行分析,了解其存在问题,在此基础上重点介绍光纤光栅技术的理论及工作原理,为高速铁路防灾系统建设提供一种可选择的方案。

活塞风作用下地铁隧道火灾烟气蔓延规律及探测器选型

基于地铁隧道区间火灾移动性的特点,通过划分4个区段,依据伯努利方程和动量方程,构造压强和活塞风速度的关系表达式,结合地铁火灾阶段性特征,建立活塞风影响的地铁火灾数值模型。通过MATLAB求解及数值模拟得到温度场和烟气浓度(CO体积分数)在各阶段的变化情况,并研究探测器的选型,分析光栅感温探测器和车载吸气式探测系统的效能。建议地铁列车选用带有过滤网和管路自清洗功能的吸气式感烟探测器。

基于边缘滤波的FBG解调系统

实现了一种基于边缘滤波的FBG解调系统,系统采用宽带光源、隔离器、分束器、FBG、耦合器及边缘滤波器等光学元件,来采集变化的光信号,同时设计光电探测器进行光电信号转换及放大滤波处理,并采用NI USB-6361进行数据采集,将模拟信号转换为数字信号,最后采用Labview进行处理,最终得出所要测量值。

基于线阵光电探测器的FBG传感解调算法分析

采用线阵光电探测器光谱采集系统,对光纤Bragg光栅(FBG)传感器反射谱进行数据采集。由于线阵光电探测器采样点数有限,为了研究不同数据个数对FBG反射谱寻峰精度的影响,基于Lab VIEW开发平台,对比分析了FBG传感解调系统中常用的三种寻峰算法:质心法、高斯拟合法和多项式拟合法;比较了不同数据个数下各种算法的性能。实验结果表明:利用反射波峰上7个采样点数据拟合精度最高,并且高斯拟合算法的精度和稳定性能较好。

一种适用于骨肿瘤热疗的光纤光栅测温传感器

为解决骨肿瘤微波热疗时传统电子传感器在微波场环境中无法工作、探针刺入骨膜部位时易折断以及使用寿命短的问题,本文采用光纤光栅测温原理设计了一种测温传感器,该传感系统包括测温探针和光纤光栅多点温度监测仪,采用特殊的一体化结构设计及封装工艺,使探针具有0.5 mm壁厚,提高了传感器整体尤其是探针的机械强度,确保了传感器整体密封性能;采用不锈钢材质加工制作,延长了传感器的使用寿命。实验结果表明,传感器的精度为±0.3℃,测温响应时间为5 s。临床应用测试结果表明,该系统分辨率达到0.01℃,精度、可靠性高而且抗电磁干扰。