Remote I/O Unit for Optical Fiber Communication

Abstract:Based on optical fiber technology, the main electric circuit of the remote I/O unit controller is studied. And the application of the system is illustrated.

广播电视宽带网络光纤入户方案设计及技术分析

广播电视宽带网络光纤入户方案集成了万兆网际互连协议(Internet Protocol,IP)广播、掺铒光纤放大器(Erbium Doped Fiber Amplifier,EDFA)、分光器、吉比特无源光网络(Gigabit Passive Optical Network,GPON)等关键技术,并将光网络单元ONU(Optical Network Unit,ONU)作为关键桥梁实现了光纤网络与用户设备的连接,满足有线直播和互联网视频点播平台的双向传输需求,通过测试验证了方案的可行性。该方案为广播电视宽带网络光纤入户提供了高效可行的解决方案,从而为用户提供了更优质的观看体验和更强大的网络支持。

新型测井光缆研制及应用

分布式光纤测井将井下光缆作为传感器,一次测量就可以获取整个光缆覆盖区域内的温度、声波等信号。作为分布式光纤测井传感器使用的光缆,除了要具有优秀的抗拉强度外,还必须具有耐高温、耐高压、抗腐蚀等特性。详细介绍了新型测井光缆的光纤选型原则和光单元封装流程。根据光纤声波传感与温度传感的不同特性,结合光纤本身的材料特性,选取G.652D型单模光纤作为声波传感光纤,选取OM1多模光纤作为温度传感光纤。同时,根据不同井下温度条件选用相应的光纤涂覆材料。分析了高温纤膏选型条件,选取了与光缆材料有较好相容性、可作为光纤缓冲材料、防水能力强、密封性好的光纤纤膏。通过将中心管式传感光缆作为基本组成单元,形成了完整的新型测井光缆产品序列。根据光纤测井不同的应用环境选择相应的传感光缆可以防止井下事故发生,提高作业效率。

光纤水听器探头技术研究

光纤水听器的探头技术是光纤水听器系统的基础。本文给出了国内外光纤水听器探头设计的一些典型方案,并对它们进行对比分析,就光纤水听器探头技术的几个重要参数指标进行了评价。

双回转光纤定位单元装置

论文给出了一种适合大天区面积多目标光纤光谱天文望远镜 (LAMOST)的新型光纤定位单元装置 .它包括一个作± 1 80°范围回转的中心回转机构和± 90°回转的偏心回转机构 .定位时 ,光纤始终在望远镜焦面上运动 ,不会发生离焦现象 ;且结构简单 ,装拆方便 ,易于保证精度 ,制造成本低 .测试结果表明 ,该单元装置完全能满足LAMOST的需要 .

LAMOST双回转光纤定位单元的零定位装置

LAMOST(LargeAreaMulti-ObjectFiberSpectroscopeTelescope)双回转光纤定位单元 ,为了提高单元的运动精度和可靠性 ,应设计一个绝对零位作为基准起点 ,每次定位运动可以从零位出发 ,减小累积误差 ,简化控制方案。还可在定位单元运转异常时 ,作为RESET的复位基准。在此介绍的接触式电零位检测系统 ,结构简单、控制方便且可靠性好。经实验表明其重复精度高 ,大大减小了连续多次运行带来的累积误差。LAMOST光纤定位单元有了零位检测系统 ,就有了光纤位置的绝对零点 ,从而简化了控制方案 ,提高了系统的可靠性。

光纤陀螺技术及应用

简单回顾了光纤陀螺30年的技术研究和应用情况;介绍了光纤陀螺的基本原理,总结了光纤陀螺的特点和关键应用技术;以光纤陀螺在光电探测和卫星观测系统中的应用为主要背景,详细介绍了具有代表性的LN200系列光纤陀螺惯性系统的技术特点和应用情况;同时介绍了光纤陀螺在机载红外前视、红外天体观测平台和高精度对地观测卫星中的典型应用,为光纤陀螺在相关领域的应用提供了参考和依据。简单总结了我国光纤陀螺的发展和应用情况。经过30年的发展,光纤陀螺及相关技术已达到很高的水平,已成为惯性系统的主流和首选仪表。

高精度光纤陀螺组件标定方法

为了提高光纤陀螺组件的标定精度,从三轴惯导测试转台技术指标入手,根据惯导测试转台定位精度高的特点,设计了六位置静态分立式标定方案.通过设计一定的标定路径,利用地球转速和当地地理纬度,激励出陀螺的标度因数、安装误差和零位等12个参数,新的标定方案避免了标度因数和安装误差对零位的影响.对自研光纤陀螺捷联惯导系统在三轴惯导测试转台进行传统标定和六位置静态分立式标定,并将标定结果用于静态导航实验,多次实验结果表明,与采用传统标定结果的导航定位误差相比,采用六位置静态分立式标定结果的导航定位误差显著降低.

双电机单元光纤定位机构

通过对天文观测中光纤定位典型方法的分析,结合工程的特点和工作要求,提出了在焦面上进行分区,并且在单元区域内做直线运动和旋转运动的双电机单元光纤定位机构的方法。该方法能到达区域内的任意一点,进而多个单元机构可以到达整个焦面上的任意位置,完成定位光纤的目的。对这一结构进行了原理分析和精度、定位时间的计算,能够满足工程使用要求。用7根单元机构模拟了4000根单元的相互关系,结果表明,机构的重复性误差和目标点定位误差的均方根值的最大值是22.17μm和30.71μm,能够满足望远镜快速、准确的定位要求。

光纤陀螺惯性测量组合的数字温控系统设计

光纤陀螺惯性测量组合的测量精度会受到环境温度变化的影响。采用温度控制手段能够有效解决这一问题。提出了一种基于分级控制、分段控制和闭环控制思想的温控方案,并在此基础上设计了一种DSP+FPGA架构的数字温度控制电路,实现了温控电路的整体结构和工作流程,说明了以Fuzzy PID算法为核心的温度控制算法原理。试验结果表明,系统具有速度快、精度高等优点,为解决惯性测量组合启动后缩短惯性器件热平衡过程,迅速进入稳定工作状态提供了一种实用方法,也为类似的惯性测量组合温度控制系统提供了有益参考。

直杆式光纤水听器探头自由振动特性分析

光纤水听器探头是光纤水听器系统的基础。分析了直杆式光纤水听器探头的自由振动特性,用Rayleigh法导出了其基频计算的理论公式,讨论了光纤水听器探头基频的影响因素,并且利用ANSYS对其前几阶固有频率和模态进行了模拟分析,数值结果与解析解比较吻合。

光纤陀螺时滞环节的实时补偿技术

光纤陀螺已广泛应用于光电跟瞄设备的稳定回路,但其内部信号处理和传输延迟所造成的时滞环节却对稳定回路可实现的带宽设置了约束条件。在比较了有限记忆滤波、卡尔曼滤波和最小二乘法三种补偿方法基础上,采用最小二乘法对光纤陀螺的测量输出进行预测用以补偿其时滞环节。针对光纤陀螺测量要求和时滞特性,分析了影响补偿精度的因素,试验了不同的最小二乘法拟合多项式次数的补偿结果。实验结果表明,采用5点4次外推2点的最小二乘法即能在200Hz的频率范围内,使光纤陀螺的时滞环节得到较好的补偿。

直升机光纤陀螺IMU抗振设计及实时滤波方法

振动引起光纤陀螺(FOG,Fiber Optic Gyroscope)零偏误差,非线性、非高斯随机噪声及由其组成的惯性测量单元(IMU,Inertial Measurement Unit)非互易性解算误差,针对直升机航向姿态测量误差问题,提出了一种FOG IMU的机械减振与数据滤波相结合的振动抑制方法,建立了FOG IMU减振装置数学模型,通过优化设计实现线、角运动通道振动解耦,从物理上消除外界高频干扰振动源;研究实时小运算量、低时延数据滤波方法,抑制减振装置谐振干扰和惯性器件噪声,进而减小捷联解算非互易性误差.实验结果表明:采用该方法能有效地抑制外界干扰振动和系统噪声,保证FOG IMU工作稳定性和精度,为研制应用于直升机的高性能航姿导航信息与航向姿态参考系统奠定基础.

新型光纤传感器在油田联合站的研究与应用

将光纤传感技术引入油田联合站 ,解决原油储罐液位检测和报警 ,解决储罐负压检测和报警 ,解决原油流量检测和信号远传 ,解决三相分离器油、水液位检测与信号远传。它的无电检测、光信号传输完全消除了不安全的因素 ,为油田联合站油气集输易燃易爆场所提供了安全可靠的检测仪器。

惯组动态测试系统设计与实现

对传统惯组动态测试时无法保证统一时间标和测试效率低的不足进行了改进,基于xPC实时内核开发了惯组动态测试系统,并进行了系统的总体设计与流程设计。针对系统实现的关键技术进行了研究,主要包括测试控制台软件界面设计及其参数下载实现、惯组通信模块设计、转台通信接口设计和数据实时保存与显示系统软件设计等。该系统可实现统一实时时钟下的数据采集,长期测试试验表明,系统采样率可达1 kHz,可实现10 min测试无误码,从而证明了系统开发的有效性。

LAMOST小焦面系统模拟星像观测仿真与单元测试

本文主要介绍LAMOST光纤定位控制程序中的模拟星像观测仿真的实现算法,包括模拟星像产生、角度参数计算、星像分配和干涉处理等,对模拟星像进行观测仿真测试,在系统运行之前有必要验证控制程序中各种算法的可行性和合理性。单元定位是LAMOST主要关键技术之一,其定位精度是焦面系统的核心。由于各种误差的存在,某些单元的精度达不到要求,利用小焦面系统对4000个单元进行逐批跑合测试,通过星像仿真实验完成了4000个单元的精度跑合测试。因此,星像观测仿真对测试程序算法和测试单元精度都具有重要意义。

大速率光纤惯性测量装置全温测试系统设计

阐述了“光纤惯性测量装置”的测试要求、测试系统的功能特点和设计方案,对该系统进行了软硬件设计,分析了测试程序的特点。通过对软硬件进行部分修改,该系统可以完成不同类型惯性测量装置的误差建模和综合测试。

基于有源光纤环路的光缓存单元

设计了一个低噪声的EDFA,结合0.8nm的窄带光滤波器,采用长为10439m的标准单模光纤,构成了一个有源光纤环路。对其输出特性进行了详细的测试,测试结果表明该系统具有良好的信号复制能力。基于此设计了一个光缓存单元,描述了其存储原理,定义了其单位缓存时间和最大缓存时间,实验表明该光缓存单元实现了光脉冲信号的缓存,单位缓存时间约为50μs,复制光脉冲个数在500个以上,相应的最大缓存时间约为25ms。

光纤传感应用于油田联合站安全检测与监控

将光纤传感技术引入油田联合站 ,解决原油储罐液位检测和报警、储罐负压检测和报警、原油流量检测和信号远传 ,解决三相分离器油、水液位检测与信号远传。满足国内油田联合站生产过程中多参数安全检测与监控迫切需要 ,提高国内油田生产与安全管理水平 ,开发应用适合于油田联合站安全监控和远程传输的光纤传感实时系统。