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Application of the Spectrum Peak Positioning Technology Based on BP Neural Network in Demodulation of Cavity Length of EFPI Fiber Optical Sensor
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作者 Mengran Zhou Mengya Nie 《Journal of Computer and Communications》 2013年第7期67-71,共5页
An Extrinsic Fabry-Perot Interferometric (EFPI) fiber optical sensor system is an online testing system for the gas density. The system achieves the measurement of gas density information mainly by demodulating the ca... An Extrinsic Fabry-Perot Interferometric (EFPI) fiber optical sensor system is an online testing system for the gas density. The system achieves the measurement of gas density information mainly by demodulating the cavity length of EF- PI fiber optical sensor. There are many ways to achieve the demodulation of the cavity length. For shortcomings of the big intensity demodulation error and complex structure of phase demodulation, this paper proposes that BP neural net-work is used to locate the special peak points in normalized interference spectrum and combining the advantages of the unimodal and bimodal measurement achieves the demodulation of the cavity length. Through online simulation and actual measurement, the results show that the peak positioning technology based on BP neural network can not only achieve high-precision demodulation of the cavity length, but also achieve an absolute measurement of cavity length in large dynamic range. 展开更多
关键词 efpi fiber optical sensor The DEMODULATION of CAVITY Length BP NEURAL Network The PEAK POSITIONING Technology
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一种用于高压电气设备局放超声检测的新型EFPI传感器 被引量:2
2
作者 张宇帅 隋浩冉 +3 位作者 韩世杰 王赞 高超飞 王伟 《电测与仪表》 北大核心 2024年第2期204-209,共6页
文章介绍了一种新型结构的光纤EFPI超声传感器,可内置于变压器、GIS等高压电气设备,这种新型结构的光纤EFPI超声传感器可在不同温度、不同压强条件下,进行局部放电超声信号的检测。新型传感器采用全石英焊接工艺,在F-P腔上开孔,使绝缘... 文章介绍了一种新型结构的光纤EFPI超声传感器,可内置于变压器、GIS等高压电气设备,这种新型结构的光纤EFPI超声传感器可在不同温度、不同压强条件下,进行局部放电超声信号的检测。新型传感器采用全石英焊接工艺,在F-P腔上开孔,使绝缘介质进入F-P腔,平衡了石英膜片两侧由于温度和绝缘介质密度不同产生的压强差,并在石英膜片内表面上局部镀铝膜,提高膜片内表面的光反射率,提升了传感器的灵敏度。通过用新型传感器在不同温度、不同距离下进行测试,验证了传感器的温度、频率、灵敏度等性能。新型光纤EFPI超声传感器为检测高压电气设备内部局部放电提供了一种新的检测方法。实际应用中也取得了非常好的效果。 展开更多
关键词 光纤efpi超声传感器 高压电气设备 局部放电 超声检测
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EFPI光纤传感器腔长解调方法研究 被引量:1
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作者 张振荣 夏霁 罗洪 《高技术通讯》 CAS CSCD 北大核心 2015年第12期1011-1016,共6页
研究了非本征型法布里-珀罗干涉(EFPI)光纤传感器系统的传感原理和腔长解调方法,考虑到EFPI传感器的腔长解调精度会直接影响到传感系统的稳定性和测量精确性,提出了一种新的基于傅里叶变换的腔长解调方法。该方法利用傅里叶变换的频移性... 研究了非本征型法布里-珀罗干涉(EFPI)光纤传感器系统的传感原理和腔长解调方法,考虑到EFPI传感器的腔长解调精度会直接影响到传感系统的稳定性和测量精确性,提出了一种新的基于傅里叶变换的腔长解调方法。该方法利用傅里叶变换的频移性,有效地消除了快速傅里叶变换的栅栏效应,提高了傅里叶变换的精度。理论和实践证明,相比传统的快速傅里叶变换方法,这种利用傅里叶变换频移特性的方法的解调精度至少提高10倍。 展开更多
关键词 光纤传感器 非本征型法布里-珀罗干涉(efpi)腔 解调技术 傅里叶变换
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基于Lissajous曲线拟合的EFPI光纤传感器腔长解调 被引量:3
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作者 王彦 蒋超 +2 位作者 周子玮 黄晨晨 程东升 《红外与激光工程》 EI CSCD 北大核心 2022年第8期407-414,共8页
为提高非本征光纤珐珀传感器(Extrinsic Fabry-Perot Interferometric,EFPI)腔长解调的精度,基于EFPI传感器反射光谱近似余弦函数的特性,设计了一种基于李萨如图形(Lissajous-Figure)与标准形式椭圆曲线拟合的解调方法。将两组光强信号... 为提高非本征光纤珐珀传感器(Extrinsic Fabry-Perot Interferometric,EFPI)腔长解调的精度,基于EFPI传感器反射光谱近似余弦函数的特性,设计了一种基于李萨如图形(Lissajous-Figure)与标准形式椭圆曲线拟合的解调方法。将两组光强信号经过坐标变换拟合为标准椭圆曲线,以减少求解参数;并通过经验模态分解对数据进行分析,去余项后将得到的极值点代入椭圆曲线求解。将离散数据点分别移动5、10、15、20、25个点测试五组不同相移对解调结果的影响并选取其中误差最小的一组对EFPI传感器进行横向负载实验,分别施加5~25 N的应力,通过拟合椭圆曲线的解调方法将计算腔长差与理论腔长差相对比。结果表明,实际腔长差随负载成正比,平均误差值为5.690%左右,可以准确获取EFPI的腔长。 展开更多
关键词 efpi光纤传感器 李萨如曲线拟合 经验模态分解 腔长解调
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基于GCC-MSSA的变压器局放超声内部定位方法 被引量:1
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作者 钱定冬 宋柯 +2 位作者 谢虎波 任文军 王伟 《电子测量技术》 北大核心 2023年第3期134-141,共8页
变压器绕组因绝缘故障引发的局部放电危害着电力系统的安全运行,而目前针对局部放电的超声波外置检测方法受噪声干扰、传播介质等因素影响较大,故本文在变压器绕组中内置8个传感器内部检测局放产生的超声波信号。由于检测到的信号直接... 变压器绕组因绝缘故障引发的局部放电危害着电力系统的安全运行,而目前针对局部放电的超声波外置检测方法受噪声干扰、传播介质等因素影响较大,故本文在变压器绕组中内置8个传感器内部检测局放产生的超声波信号。由于检测到的信号直接测量法不能反应实际的时延信息,以及传统智能算法定位精度低稳定性差,本文提出了一种广义互相关法(GCC)和混合策略麻雀算法(MSSA)相结合的超声定位方法。在COMSOL中搭建变压器绕组模型并仿真局放现象,通过GCC算法提取出精确的时延信息。根据时差信息建立超声定位的最优化约束方程,用MSSA算法求解得到局放源的位置信息。仿真结果显示,MSSA算法相较于其他传统智能算法定位误差更小。最后使用一种新型EFPI超声传感器进行变压器绕组局放实验,结果显示本文提出的方法定位平均误差为4 cm,比仿真的局放点大2.9 cm,具有工程应用实际价值。 展开更多
关键词 广义互相关时延估计 局部放电 超声波定位 混合策略麻雀搜索算法 新型efpi光纤超声传感器
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光纤法布里珀罗氢气检测技术 被引量:2
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作者 张毅 庄志 +3 位作者 黎启胜 张敏 杨振 廖延彪 《传感技术学报》 CAS CSCD 北大核心 2010年第10期1386-1389,共4页
实现对密闭容器内的微量氢气进行快速准确的测量,对提高产品的贮存安全性有重要意义,为此开展了一种具有实用性的新型光纤传感器研究。介绍了基于溅射钯银合金膜的非本征法布里-珀罗光纤氢气传感器系统的工作原理,通过应力传递过程的分... 实现对密闭容器内的微量氢气进行快速准确的测量,对提高产品的贮存安全性有重要意义,为此开展了一种具有实用性的新型光纤传感器研究。介绍了基于溅射钯银合金膜的非本征法布里-珀罗光纤氢气传感器系统的工作原理,通过应力传递过程的分析,建立了法布里-珀罗腔腔长变化与氢浓度关系的数学模型,并推导出传感器灵敏度计算方法。实验通过在一定浓度下研究该传感器的氢响应特性,证实了该氢气检测方法的可行性,并且其理论模型与实验结果吻合较好。 展开更多
关键词 光纤氢气传感器 气体检测 非本征法布里珀罗干涉仪 钯银合金膜
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激光加工硅片的膜片式法—珀干涉型光纤压力传感器 被引量:2
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作者 刘宇 王萌 +2 位作者 王博 姜丽娟 王少华 《传感器与微系统》 CSCD 北大核心 2013年第1期112-114,117,共4页
分析了多个反射面对单法—珀腔传感器光谱法解调的影响。为降低不参与形成法—珀腔的反射面的反射率以消除这一影响,利用Nd∶YAG激光加工系统在两面抛光硅片中的一面进行了表面纹理化处理。将经激光切割下的已表面纹理化的圆形硅片粘贴... 分析了多个反射面对单法—珀腔传感器光谱法解调的影响。为降低不参与形成法—珀腔的反射面的反射率以消除这一影响,利用Nd∶YAG激光加工系统在两面抛光硅片中的一面进行了表面纹理化处理。将经激光切割下的已表面纹理化的圆形硅片粘贴在中空玻璃毛细管一端,最后插入单模光纤并封装成非本征(EFPI)光纤法—珀干涉型压力传感器。进行了静态气压测试实验,结果表明:在40~240kPa气压范围内,传感器压力灵敏度为11.9 nm/kPa,线性度为1.51%。 展开更多
关键词 传感器 非本征法-珀干涉型 膜片式法-珀干涉型光纤压力传感器 Nd YAG激光加工
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基于EFPI光纤传感器的算法对比研究
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作者 陈浩 官成钢 +1 位作者 郭灿 柴世一 《湖北工业大学学报》 2024年第5期42-47,共6页
为研究非本征法布里珀罗干涉仪(EFPI)光纤传感器的算法解调效果,基于波分复用技术设计和实现三波长相位解调算法、三波长自适应强度解调算法两种解调方案。实验测得EFPI光纤传感器解调系统中三波长相位解调算法的声压灵敏度为899.88 mV/... 为研究非本征法布里珀罗干涉仪(EFPI)光纤传感器的算法解调效果,基于波分复用技术设计和实现三波长相位解调算法、三波长自适应强度解调算法两种解调方案。实验测得EFPI光纤传感器解调系统中三波长相位解调算法的声压灵敏度为899.88 mV/Pa(1 kHz),信噪比为75.5 dB(1 kHz),线性拟合系数为0.994;三波长自适应强度解调算法的声压灵敏度较高为1106 mV/Pa(1 kHz),信噪比为67.5 dB(1 kHz),线性拟合系数为0.961。对比两种解调算法的特性,数据客观呈现解调结果,为EFPI光纤传感器音频解调系统在不同场景下的应用提供了算法选择方案。 展开更多
关键词 efpi光纤传感器 三波长相位解调 三波长自适应强度解调
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同时测量应力、温度和振频的光纤传感器 被引量:3
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作者 邓隐北 《光电技术应用》 2007年第5期35-38,共4页
论述了为对结构的正常监控而利用光纤传感系统同时测量应力、温度和振动的新颖技术.该测量系统包含2个光学系统:一为波扫描的光纤激光器(WSFL)系统,一为利用波分多路调制器(WDM)的激光二极管系统.利用WSFL的光纤布拉格光栅(FBG)和非固... 论述了为对结构的正常监控而利用光纤传感系统同时测量应力、温度和振动的新颖技术.该测量系统包含2个光学系统:一为波扫描的光纤激光器(WSFL)系统,一为利用波分多路调制器(WDM)的激光二极管系统.利用WSFL的光纤布拉格光栅(FBG)和非固有的法布里-珀罗(Fabry-pevot)干涉器(EFPI),组成混合传感系统(FBG/EFPI).借助于上述测量系统,可同时测量应力、温度和振动频率. 展开更多
关键词 光纤传感器 FBG efpi 应力 温度 振频
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变压器绕组内部局放超声定位仿真及试验研究 被引量:14
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作者 于雷 王世杰 +3 位作者 王鹏 高超飞 王杨超 王伟 《绝缘材料》 CAS 北大核心 2019年第6期72-78,共7页
应用有限元方法对变压器绕组内超声信号进行仿真,验证了在变压器绕组内布置多个超声传感器进行检测和定位的方案。设计了一种新型结构的EFPI光纤传感器,可适用于变压器绕组内部的局放检测和定位。最后在35kV变压器单相绕组中进行了传感... 应用有限元方法对变压器绕组内超声信号进行仿真,验证了在变压器绕组内布置多个超声传感器进行检测和定位的方案。设计了一种新型结构的EFPI光纤传感器,可适用于变压器绕组内部的局放检测和定位。最后在35kV变压器单相绕组中进行了传感器布置和局放定位试验。结果表明:该方法对变压器绕组中局放的定位精度在5cm以内,实现了变压器绕组内部局部放电的精确定位,为变压器绕组内部局放信号的检测和定位提供了一种新的方法。 展开更多
关键词 变压器绕组 局部放电定位 efpi光纤超声传感器 有限元仿真
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用于中低压直流断路器检测的新型光纤传感器研究 被引量:4
11
作者 杨岳峰 汤飞 +2 位作者 杨晓楠 陈东 王宝 《电力信息与通信技术》 2021年第5期59-64,共6页
随着光伏、风电等新能源发电的大规模投入运行,以及工业园区高比例直流接入的区域性直流配电网的需求,直流配电系统的应用越来越多,由于直流配电技术具备诸多优点,引起工业界与学术界越来越多的关注,对其核心设备低压直流断路器也提出... 随着光伏、风电等新能源发电的大规模投入运行,以及工业园区高比例直流接入的区域性直流配电网的需求,直流配电系统的应用越来越多,由于直流配电技术具备诸多优点,引起工业界与学术界越来越多的关注,对其核心设备低压直流断路器也提出更高的要求。为实现对中低压直流断路器灭弧室的检测,文章提出基于光纤非本征型法珀干涉传感器(Extrinsic Fabry-Pérot Interferometer,EFPI)的直流断路器检测技术,分析传感器的结构、灵敏度和中心频率,并进行试验验证。实验结果表明,所提光纤传感器可以用于中低压直流断路器的放电检测。 展开更多
关键词 中低压直流断路器 光纤传感器 性能检测 非本征型法珀干涉传感器
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一种光纤EFPI高温传感器 被引量:2
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作者 蔡茜玮 江毅 丁文慧 《光学技术》 CAS CSCD 北大核心 2012年第1期36-39,共4页
提出了一种金属封装的光纤外腔式珐珀(EFPI)高温传感器。利用不同材料的不同热膨胀系数,使EFPI的腔长对温度变化敏感,可以应用在高温场合下。该传感器具有结构简单、灵敏度高、耐高温等特点,测试结果表明,灵敏度为0.3837μm/℃,线性度为... 提出了一种金属封装的光纤外腔式珐珀(EFPI)高温传感器。利用不同材料的不同热膨胀系数,使EFPI的腔长对温度变化敏感,可以应用在高温场合下。该传感器具有结构简单、灵敏度高、耐高温等特点,测试结果表明,灵敏度为0.3837μm/℃,线性度为0.9956,分辨率为0.26℃。它的正常工作温度范围为0-400℃。 展开更多
关键词 导波光学 efpi 光纤传感器 高温
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EFPI光纤传感瓦斯浓度信号的小波降噪研究 被引量:1
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作者 叶迎亮 周孟然 凌冬岳 《煤矿安全》 CAS 北大核心 2013年第6期12-14,共3页
非本征法布里-珀罗干涉(EFPI)光纤传感瓦斯是一种新型的检测技术,凭借其低成本、易复用、高灵敏度、抗干扰等特点的优势被广泛应用于各领域。由于采集得到的干涉光谱是非限带信号,利用低通滤波器无法对非限带信号进行去噪处理,选用小波... 非本征法布里-珀罗干涉(EFPI)光纤传感瓦斯是一种新型的检测技术,凭借其低成本、易复用、高灵敏度、抗干扰等特点的优势被广泛应用于各领域。由于采集得到的干涉光谱是非限带信号,利用低通滤波器无法对非限带信号进行去噪处理,选用小波变换,首先对光谱信号作层层小波分解,选取合理阈值滤除每层信号中高频成分,最后利用小波重构恢复去噪后的光谱信号。通过在线仿真,结果表明小波变换可以很好的实现干涉光谱信号的去噪,提高了整个光纤瓦斯传感系统的性能和稳定性。 展开更多
关键词 efpi光纤传感技术 瓦斯 非限带信号 小波变换 去噪
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EFPI-FBG复合光纤传感器高温大应变试验研究 被引量:1
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作者 陈珊 李政颖 +1 位作者 孙景国 温志勋 《热能动力工程》 CAS CSCD 北大核心 2021年第10期179-186,共8页
由于缺乏航空发动机/燃气轮机服役环境下叶片温度、应变有效性检测的技术与装置,所以工作叶片的温度环境、载荷环境和应变分布等关键数据的缺失是故障检修工作中的最大困难之一。采用非本征型法布里-珀罗(Extrinsic Farby-Perot Interfe... 由于缺乏航空发动机/燃气轮机服役环境下叶片温度、应变有效性检测的技术与装置,所以工作叶片的温度环境、载荷环境和应变分布等关键数据的缺失是故障检修工作中的最大困难之一。采用非本征型法布里-珀罗(Extrinsic Farby-Perot Interferometric, EFPI)与光纤光栅(Fiber Bragg Grating, FBG)传感技术,研制了一种基于单模光纤的EFPI-FBG复合光纤传感器及其解调设备。通过搭建高温拉伸试验平台,开展了基于DZ125材料试件的复合光纤传感器高温、大应变测量的性能测试。试验结果表明:复合光纤传感器的工作温度范围为26℃~1 100℃,温度测量精度不超过全量程的5%,分辨率为0.066℃;F-P传感器的应变测量范围为0~19 468με,在1 100℃下的相对误差为1.96%,分辨率为0.053με。 展开更多
关键词 非本征型法布里-珀罗 光纤光栅 复合光纤传感器 温度-应变测量
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耐高温全金属化封装的光纤法布里-珀罗干涉仪和光纤光栅复合传感器 被引量:3
15
作者 李杰燕 张东生 +1 位作者 周祖德 郭永兴 《光学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第F06期37-41,共5页
利用非本征型光纤法布里-珀罗干涉仪(EFPI)和光纤布拉格光栅(FBG)制作了一种温度和应力同时测量的复合光纤传感器。采用超高真空磁控溅射镀膜、电镀及激光焊接技术实现了光纤传感器的耐高温全金属无胶化封装。实验结果表明:在290... 利用非本征型光纤法布里-珀罗干涉仪(EFPI)和光纤布拉格光栅(FBG)制作了一种温度和应力同时测量的复合光纤传感器。采用超高真空磁控溅射镀膜、电镀及激光焊接技术实现了光纤传感器的耐高温全金属无胶化封装。实验结果表明:在290℃温度条件下传感器的应力灵敏度为90pm/N,具备良好的线性测量能力(约0.9965);传感器的温度灵敏度为12pm/℃,线性度可达到0.9988,其温度补偿效果较好。实验结果同时证明了采用超高真空磁控溅射镀膜及激光焊接技术实现光纤传感器耐高温全金属化封装方法的可行性与有效性。 展开更多
关键词 光纤光学 efpi—FBG传感器 超高真空磁控溅射镀膜 电镀 激光焊接
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非本征F-P干涉仪式光纤触觉传感器的研究 被引量:2
16
作者 郝华丽 荆振国 +2 位作者 程华奇 李虹 邢传奇 《光电子.激光》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第8期1431-1435,共5页
基于法布里-珀罗(F-P)干涉原理,设计制作了具有核磁共振成像(MRI)兼容能力的光纤非本征F-P干涉仪(EFPI)结构的触觉传感器。在整个光纤触觉传感系统中,利用螺旋微控装置对传感器施加力,通过光谱分析(OSA)测量干涉光谱,利用交叉相关解调... 基于法布里-珀罗(F-P)干涉原理,设计制作了具有核磁共振成像(MRI)兼容能力的光纤非本征F-P干涉仪(EFPI)结构的触觉传感器。在整个光纤触觉传感系统中,利用螺旋微控装置对传感器施加力,通过光谱分析(OSA)测量干涉光谱,利用交叉相关解调技术解调出传感器腔长,同时由FS20系列力传感器进行标定。对传感器的性能指标进行了分析,本文传感器的测量范围为0~3N,测量分辨率为0.02nm,多次测量结果显示和理论的吻合度较高。 展开更多
关键词 触觉传感器 光纤 非本征法布里-珀罗干涉仪 核磁共振成像兼容
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高灵敏度光纤温度传感器 被引量:3
17
作者 高红春 江毅 +1 位作者 彭华 姜景捷 《光学技术》 CAS CSCD 北大核心 2017年第5期431-433,共3页
针对深井温度变化小,提出了一种可用于深井温度测量的高灵敏度光纤温度传感器。两根陶瓷插芯从铝管的两端插入构成外腔式光纤法珀干涉仪(EFPI)结构,用螺钉固定插芯,再用高强度的环氧树脂密封该结构,达到防水防尘效果。金属铝和陶瓷插芯... 针对深井温度变化小,提出了一种可用于深井温度测量的高灵敏度光纤温度传感器。两根陶瓷插芯从铝管的两端插入构成外腔式光纤法珀干涉仪(EFPI)结构,用螺钉固定插芯,再用高强度的环氧树脂密封该结构,达到防水防尘效果。金属铝和陶瓷插芯具有不同的热膨胀系数,温度的变化将引起EFPI腔长变化,采用高灵敏度光纤白光干涉测量技术,就可以通过测量EFPI腔长获得被测温度。分别在固定温度和不同温度下,对腔长为146.5μm的EFPI光纤温度传感器进行了连续测量。测量结果表明,高灵敏度EFPI光纤温度传感器的腔长-温度灵敏度为260nm/℃,温度测量分辨率为0.002℃。 展开更多
关键词 外腔式光纤法珀干涉仪 光纤白光干涉测量 光纤温度传感器 温度测量分辨率
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