用于交通检测的光纤轴检测器

本文重点阐述了光纤轴检测器在交通检测中进行车辆计数和轴计数的工作原理及应用。同时对交通检测的基本概况和光纤传感器的基本原理做了简要介绍。

超细径保偏光纤的对轴方法优化及实验

为了在光纤陀螺等关键器件中使用超细径保偏光纤取代常用的普通直径保偏光纤,需要对其偏振轴的确定方法进行改进和优化。首先,使用光线追迹法对图像侧面成像对轴法在几种条件下的理论图像进行计算机仿真,并对仿真结果较好的两种情形进行实验验证;然后,对实验数据曲线进行傅里叶展开以抑制随机干扰,将结果较好的三亮纹方法改进为三亮纹四点特征法,并对该方法进行实验验证;最后,测定使用三亮纹四点特征法得到的重复精度。实验结果表明,该方法大大提高了超细径保偏光纤偏振轴定轴过程中的抗干扰能力,重复精度达到1.6°,达到了普通直径保偏光纤的偏振轴定轴精度,满足实际应用要求。

微小型三轴光纤陀螺技术

微小型三轴光纤陀螺是基于Sagnac效应的新一代小型化光学角速率传感器,能同时敏感空间3个正交方向的角速率,具有体积小、质量轻及成本低等诸多优点。介绍了国内外微小型三轴光纤陀螺的原理、国内外发展情况及国内小型化光学元器件的技术水平。分析了光纤小曲率半径对微小型三轴光纤陀螺性能的不利影响,并首次从工程实际出发,提出了抑制不利影响的途径和方法,计算了其所能达到的理论极限精度。通过优化设计光路系统,首次设计出了微小型一体化三轴光纤陀螺,并按照GJB2426A-2004的要求对其主要技术指标进行了测试,为其工程化应用打下了坚实的基础。测试结果表明:微小型三轴光纤陀螺的主要技术指标达到甚至超过了国际同类产品的水平,极大地推动了微小型三轴光纤陀螺技术在中国的应用和发展。

三轴光纤陀螺系统频分多路复用技术研究

介绍了光纤陀螺基本工作原理和三轴系统的频分多路结构 ,通过共享光源、探测器和处理电路的方法简化系统结构。详尽分析了三轴光纤陀螺系统频分多路的信号调制 /解调和滤波等信号处理方法。对信号之间的互扰动进行了探讨 。

三轴光纤陀螺光路系统的设计与研究

针对实际捷联系统中三轴干涉式光纤陀螺仪各轴之间的精度及稳定性不对称问题,提出将Loyt消偏器引入到三轴陀螺光路系统中,新光路结构使每轴陀螺均输入相同的极低偏振度自然光,保证了各轴陀螺的对称性。利用琼斯矩阵与干涉矩阵建立了该结构光纤陀螺的系统模型,并应用此模型对该陀螺的输出及零点偏移情况进行了仿真分析。结果表明,该光路在保持各轴光路高度对称的同时还提高了陀螺系统的精度与稳定性,并在一定程度上降低了对光源偏振度的要求。

多轴光纤陀螺频分多路系统调制信号的研究

从理论上分析和阐述了共享光源、探测器和信号处理系统的三轴干涉式光纤陀螺系统的频分多路复用的工作原理,重点讨论了多轴系统中的调制频率、调制深度与输出信号的关系,通过仿真计算发现了调制深度在一定范围变化时,光纤陀螺输出信号的强度呈现出"驼峰"效应,以此来优化分配各个光纤陀螺的调制频率和调制深度。

一种三轴光纤陀螺结构体的模态分析新方法

光纤陀螺在力学环境下的性能指标是其环境适应性的重要内容,如何提高机械振动条件下的精度是光纤陀螺设计和工程应用中必须考虑的问题。模态分析可以确定三轴光纤陀螺结构体的频率响应和模态等参数。本文利用CAXA软件实现三轴光纤陀螺结构体的三维实体设计,在Ansys中对导入的实体模型进行了模态分析,这种方法能被基于Solidworks软件的模态分析、基于Pro/E和Ansys的模态分析方法和实际实验所验证,以便于实现三轴光纤陀螺结构体的优化设计。

三轴光纤陀螺的分时复用闭环控制技术

轻小型化研究是近年来光纤陀螺的一大发展趋势。介绍了一种三轴一体化光纤陀螺的分时复用闭环控制方案及其系统结构,分析了分时复用闭环反馈控制的信号特征变化和分时调制对三轴陀螺系统精度的影响,建立了三轴光纤陀螺分时复用闭环控制系统的动态模型和简化离散模型,推导出了闭环传递函数及误差传递函数,进行了静态性能分析,为进一步优化系统设计提供指导。最后进行了实验测试,结果表明该三轴光纤陀螺分时复用闭环控制方案具有可行性。

三轴一体IMU组件中光纤环热分析

对某型号三轴一体光纤陀螺捷联惯导系统建立有限元模型,从结构角度分析了惯性测量单元(IMU)中光源和加速度计等发热模块对光纤环温度场分布的影响。分析研究IMU组件在22℃常温稳态下的传热规律,表明光源与加速度计等热源所产生热量将不以传导方式在箱体与IMU台体之间传递,对流与辐射传热对IMU温度分布影响较大;光源为主要热源,是造成Y,Z轴光纤环温度分布不均匀的主要原因;加速度计发热将影响X轴光纤环温度分布。通过+60℃高温瞬态热分析,研究光纤环在极端环境下温度变化规律,表明系统在极端环境下随着温度上升而温度梯度递减,光纤环瞬态温差增大。稳态和瞬态热分析可指导惯导系统IMU部分结构热设计的改进。

三轴光纤陀螺测控装置

光纤陀螺测控装备主要是检测陀螺的性能指标,保障陀螺的精确度和稳定性。论文介绍了一套三轴光纤陀螺测控装置,采用美国NI公司生产的计数器卡和多功能数据采集卡以及研华公司的工控机搭建硬件平台,采用LabVIEW编程语言实现软件部分的测试功能。三轴光纤陀螺测控装置通过主控计算机对三轴转台的运动模式进行控制,给被测三轴光纤陀螺提供所需的电源和时钟信号,同时对产品27V供电电压和电流进行实时监测和保护,并对产品的六路输入、输出信号进行隔离、调理,通过设定的测试程序自动采集并存储,然后对测试数据进行建模和计算,获得被测产品的各项性能参数。从而实现了三轴光纤陀螺的性能指标测试,具有良好的可视化人机交互界面。

一种三轴光纤陀螺的精密分频设计方法

基于一种分时复用三轴光纤陀螺,分析三轴分时工作时的调制解调信号频率和工作时序特性。针对三个光纤环在绕制过程中不能精确控制光纤长度的问题,采用精密分频方案,设计满足各轴需求的精密分频。实验测试表明,该分频方案的精度高、结构简单,满足三轴一体化光纤陀螺对频率精确度的要求,具有可应用性。

基于Verilog HDL的三轴光纤陀螺时分复用系统数字滤波电路的实现

随着光纤惯性导航系统和光纤陀螺小型化技术的发展,开展三轴一体化光纤陀螺的研究是当前的一个主流。文章首先介绍了三轴一体化光纤陀螺时分复用技术方案,基于FPGA器件,运用Verilog HDL实现梳状滤波功能,完成了三轴一体化光纤陀螺时分复用系统数字滤波电路的设计,减小了电路系统的体积,降低了功耗,满足系统要求,实现了系统的小型化。

光纤光栅差分应变计轴技术在轨道信号系统的研究与应用

设计一种新型光纤光栅计轴传感器对轨道列车的轮轴计数监测。使传感器自身实现温度补偿功能,并将其对应变测量的信噪比提升1倍,同时实现了10倍以上应变测量放大,提高了传感器的灵敏度。实际测试结果表明,可以准确地识别轮轴数量,并可以准确测算列车行驶速度。

反射式强度型光纤传感器在微小位移精密测量中的应用

简要介绍反射式强度型光纤传感器的工作原理及各组成部分的作用。选择合适的光源、光纤对、检测器,对反射率不同的被测物进行位移测量,通过分析数据可以得到相应的位移测量参数;并分析了发送光纤与接收光纤轴间距对输出的影响。在实际测量中,可参照分析结果,根据被测物的情况选取合适的测量点。

三轴光纤陀螺组合光路检测系统的设计

设计了一种基于超辐射发光二极管(Super Luminescent Diode,SLD)光源的三轴光纤陀螺组合光路检测系统。同步使用温控和恒流驱动电路保证SLD全温范围内的正常工作,电源部分进行防浪涌设计,有效避免开关电源或环境变化引起的瞬态冲击,达到对器件的保护效果。检测系统通过对有光和无光情况下的光电探测器输出偏置电压进行监测,同时通过数值分析计算出装配完成的光路系统损耗,以此判断光纤陀螺光路技术指标是否满足设计需求。最后,实验验证了三轴光纤陀螺组合光路检测系统在产品批量化生产过程中的作用,使光纤陀螺的精度稳定性达到了87%,成品性能合格率提升至96%。

高灵敏度光纤加速度计

本文介绍一种敏感元件为一受力振动膜片的新型加速度计。采用一种小型半球状空气介质的法布里—珀罗干涉仪测量加速度引起的振动膜片的位移,干涉仪的一个反射镜装在振动膜片上。用二极管激光器照射干涉仪,并通过单模光纤寻址。

多模光纤固定接头处的模变换效应

本文在指出多模光纤熔接点处存在着一定模变换的同时,着重指出具有相同的和不同的剖面指数的渐变型光纤相熔按时,对光纤传输线带宽的影响有明显的差异。它表明,在组成光纤传输线时,事先应对光纤的剖面指数α进行预选。

一种简单的单模光纤模斑尺寸测量方法

本文是在基模场分布为高斯函数的基础上,提出了通过测量远端光强来算得单模光纤模斑尺寸的方法。

关于传像光纤元件过渡层的研究

本文从多组分玻璃光纤的传像元件的芯与包层之间过渡层形成过程-离子交换出发,推导了它的折射率剖面,近似于平方律;讨论了过渡层对传像光纤性能的影响。认为过渡层的深度主要取决于芯径、包层厚度、芯和包层所含的可交换的离子浓度差(即可交换的离子浓度对材料折射率的影响起着主导作用),扩散系数以及离子交换的时间。另外,当过渡层较小时,光纤的NA略有下降,串光会增加,但影响不大。再次,若要用芯和包层之间的离子交换的方法来制作梯度光纤,则必须保证包层厚度大于芯的半径、芯和包层的折射率足够大、扩散系数也要足够大。

网络式多媒体监控系统

简要介绍了视频信号在网络中传输时遇到的问题，提出了把有线电视网同局域网结合起来的解决方案。并通过实例一基于网络的多媒体监控系统来说明该方案的可行性。