Wireless Infrared Pyrometer with Fiber Optic: Construction and Processing Algorithms

In this paper, developed wireless portable infrared pyrometer with dual channel fiber optic is described. The pyrometer measures surface temperature in wide infrared spectral range of 2 - 25 um. A data processing algorithm based on the methods of synchronous detection providing

PCVD法数据光纤的研制

本文报道了ＰＣＶＤ法数据光纤的研制，包括光纤设计、工艺流程及关键工艺问题，还给出了该数据光纤产品性能的统计结果。

高效率PCVD法大预制棒制造技术研究

本文叙述高效率PCVD法大预制棒制造技术研究的结果,包括设备的特点,1g/min高沉积速率的研究和大预制棒的制备方法。每棒拉制的光纤长度已超过20 km,最低损耗为0.36 dB/km(1.31μm波长)和0.19dB/km(1.55μm波长)。

基于大数据技术的光纤通信安全性防御方法研究

针对当前光纤通信攻击信号检测误报率较高,光纤通信安全性防御成功率下降的问题,提出基于大数据技术的光纤通信安全性防御方法。首先应用大数据技术中的贝叶斯理论,优化光纤通信异常信号采集与识别环节。接着使用支持向量机,对采集到的原始异常信号进行分类,提取攻击信号并确定攻击类型。最后构建防御时间序列,对得到的攻击信息进行防御,实现通信安全性防御,完成光纤通信安全性防御方法设计。实验结果表明:此方法的误报率均在1.0%以内;光纤通信网络敏感区域标识准确性高,且标识效果较为稳定,用时较短在3 s左右;在安全防御中的应用效果较为稳定,整体波动较小且成功率均在98%以上。可见此方法能有效降低光纤通信攻击信号检测误报率及漏报率,提升光纤通信安全性防御成功率。

电力系统中全光纤电流传感器的研究进展

为了解决传统电磁式互感器测量电流易受电磁干扰和绝缘成本高的问题,全光纤技术凭借其绝缘、高精度、大动态的电流测量优势和数字化输出等优点逐渐被应用于电力系统中。结合国内外光纤传感技术,综述了全光纤电流测量技术应用在电力系统中的进展以及尚存在的问题,展望了全光纤电流传感器(all fiber optical current sensor, AFOCS)的发展趋势。对偏振式、反射式和双调制式结构的AFOCS存在的优、缺点进行评价,分析了每种结构的传感器在电力系统中的应用前景,并对比了温度、线性双折射和数据处理算法等不同因素对全光纤传感器测量电流精度的影响。结果表明:随着传感器结构的改进以及各种算法的应用,AFOCS应用在电力系统中已成为新的趋势,测量电流的精度以及稳定性得到明显提升,未来需要进一步提高室外环境中传感器测量电流的稳定性以及降低故障率。

分布式光纤传感技术在钻孔灌注桩检测中的应用

布里渊光时域反射计(BOTDR)是近年来国际上研发成功的一项新型的分布式光电传感技术,该技术已开始广泛地应用于结构体的温度、应变、应力检测。尝试将这一技术应用于钻孔灌注桩试桩中桩身轴力分布、侧摩阻力分布及桩端阻力等的检测;研发了一套传感光纤的埋设工艺;提出了一种基于小波分析和移动平均法的BOTDR检测数据频谱处理方法;通过一个工程实例对这一技术应用于钻孔灌注桩检测的可行性进行了论证。研究结果表明:基于BOTDR光纤传感技术的钻孔灌注桩桩基分布式检测是一个十分有效的方法,它与传统的钢筋计、土压力盒等点式检测技术相比,具有分布式、一端检测、不需回路、长距离、耐久性好、成活率高、抗干扰强和与被测物协调性能好等优点,可作为一种新型的分布式桩基检测技术加以推广。

基于LabVIEW的光纤傅里叶变换光谱仪数据处理技术

为了提高编程效率与增强光谱仪数据分析处理能力,结合LabVIEW软件在信号处理方面的优势,利用虚拟仪器技术实现了光纤傅里叶变换光谱仪干涉图处理与光谱复原。采用均匀抽样算法,利用由光纤Mach-Zehnder干涉仪输出的参考光干涉图过零点取样,实现对测试光干涉图的等光程间隔采样,消除了由压电陶瓷非线性光程调制引起的误差。采用求摸法复原出光谱图,自动消除了相位误差。利用LabVIEW软件完成了对宽带ASE光源的干涉图数据采集、显示与处理并最终得到光谱图。结果表明,与光栅光谱仪测得的光谱相比,光谱线型趋于一致。

数字闭环光纤陀螺频率特性的计算和测试方法

建立数字闭环光纤陀螺FOG(fiber opticsgyroscopes)的数学模型 ,得到描写模型的差分方程 ,推导出与之对应的微分方程和传递函数 .分析传递函数与FOG模型的误差 ,得出数字闭环FOG频率特性的计算方法 .研究在普通速率转台测试数字闭环FOG频率特性的方法 .并将测试数据与计算数据加以比较验证 .计算和测试的结果证明了该计算的测试方法是准确和有效的 .

应用光纤位移传感器的润滑油膜厚度检测方法的研究

提出了一种新的应用光纤位移传感器测量润滑油膜状态的方法。介绍了光纤位移传感器的结构和工作原理 ,并给出了光纤位移传感器测润滑油膜厚度的测量装置系统的设计概要和实验结果。实验测试的结果与数学模型的结论相吻合 ,从而为润滑油膜状态的测量提供了有效的测试手段。

FBG-BOTDA联合感测管桩击入土层模型试验研究

管桩施工过程中常出现桩身裂缝、爆桩等病害。将具有实时动态监测功能的布拉格光纤光栅(FBG)准分布式光纤传感监测技术和具有分布式监测功能的布里渊散射光时域分析技术(BOTDA)联合应用到管桩打入过程中的监测,提出了分布式光纤传感技术数据处理方法,设计了管桩打入过程的模型试验。试验结果表明,FBG传感技术能够较好地动态监测打入过程中桩身应变变化特征,反映桩身不同部位随不同深度应变变化规律;BOTDA分布式光纤传感技术能够较好地监测管桩在打入过程中暂停(接管)状态下桩身应变变化特征;根据应变变化分析管桩受偏心荷载程度,分析管桩是否出现裂缝、破坏等病害,研究管桩打入过程中桩土作用规律。试验结果还表明,FBG联合BOTDA光纤监测技术在管桩打入过程中监测管桩质量具有广阔的技术优势和应用前景。

基于光纤监测的边坡应变场可视化系统研究

近年来分布式光纤传感技术已成为土工测试领域的一股新生力量,在岩土体尤其是边坡的变形监测中发挥了日益重要的作用。基于该技术构建的边坡智能监测系统能捕捉坡表和坡体内部应变场的时空分布特征。由于光纤监测可获取海量数据,如何对其进行高效的提取、处理和挖掘是该技术应用中的瓶颈。基于MATLAB开发的边坡应变场可视化系统通过用户界面实现了对海量光纤监测数据的识别、去噪、预测分析和可视化展示,并具有边坡稳定状态诊断及预警的功能。在一组室内边坡模型试验中,采用该系统成功实现了边坡应变场监测数据的可视化,并对边坡稳定性相关的预警阈值进行了回归分析,体现了其处理数据方便、快捷、高效、直观等特点。该系统未来将在现场边坡的监测和滑坡预警预报中发挥重要的作用。

LMS自适应滤波算法在FOG数据处理中的应用

针对光纤陀螺(fiber optic gyroscope,FOG)输出数据的随机噪声问题,提出将变步长最小均方(leastmean square,LMS)自适应滤波算法应用于FOG数据处理中。根据FOG数据特点,构造变步长LMS自适应滤波器,对FOG输出数据进行实时预处理,自动地调节参数,达到降低FOG随机漂移及角度随机游走的目的。采用Allan方差对滤波前后的FOG数据进行分析,结果表明所提出的算法在FOG数据处理中效果明显,可以优化FOG的零偏稳定性0.019(°)/h及角度随机游走0.001 5(°)/h1/2。

全光纤速度干涉仪数据处理方法

准确地从试验数据计算输出信号相位差、振幅比及基线位置是 AFVISAR 数据处理程序所要解决的一项关键问题。通过对 AFVISAR 输出信号利萨如图形的深入研究,提出了一种自动拟合数据处理参数的算法。在借鉴传统速度干涉仪(VISAR)数据处理方法的基础之上,开发了AFVISAR 数据处理程序。运用该程序对 Hopkinson 压杆加载下的试验数据进行了处理,实测自由面速度的上升前沿和阻抗匹配法得到的结果相当一致。实测的速度最大值为 12.8m/s,与理论值13m/s 非常接近,表明该处理程序可以准确地、自动地拟合 AFVISAR 输出信号参数。

用于微波消解仪的荧光光纤测温系统的研制

设计了一种用于微波消解仪的光纤荧光测温系统.系统使用蓝色发光二极管作为激励光源,传感器在由发光二极管发出的一系列光脉冲的激励下,产生周期性的荧光衰落信号.这个信号经探测后,首先经过一个低噪声宽带放大器,然后再由系统对每一衰落曲线数字化.数字化后的采样值经校正了所有的偏置之后,由PC机处理.PC机将采用线性最小二乘曲线拟合技术,生成对这些数据的最佳指数拟合曲线,通过最佳拟合曲线求得指数衰落的时间常数.随后再将时间常数与预先存储的数据对照表做比较,以确定传感器的温度.

基于大数据分析技术的光纤通信系统安全态势预测

为了获得理想的光纤通信系统安全态势预测效果,针对光纤通信系统安全态势预测建模过程中存在的一些问题,设计基于大数据分析技术的光纤通信系统安全态势预测方法。首先,搭建光纤通信系统安全态势预测的Hadoop分布式数据处理平台;然后,收集光纤通信系统安全态势变化的历史样本,并采用多个极限学习机并行对光纤通信系统安全态势数据进行训练,构建光纤通信系统安全态势预测模型;最后,采用Matlab 2017编程实现光纤通信系统安全态势预测仿真对照测试。结果表明,大数据分析技术的光纤通信系统安全态势预测精度超过95%,预测误差远远小于对照方法,降低了预测建模的时间复杂度,光纤通信系统安全态势预测效率得到了明显提升,具有更优的实际应用价值。

基于光纤陀螺侧滑角动态数据采集和处理

在基于光纤陀螺对风洞模型侧滑角的测试中,光纤陀螺动态数据采集和处理是研究的重点和难点。针对光纤陀螺输入输出特性建立ARMA模型,采用了工程上Simpson法则进行角度积分,并在该基础上进行了转台实验,这对于提高光纤陀螺的测量精度、实现侧滑角高精度测量具有重要的意义。

基于分布式光纤温度传感器的高压电力电缆温度在线监测系统

根据分布式光纤温度传感器被测信号的特殊性,在常规微弱信号检测的基础上,提出了一种专门的、针对分布式光纤温度传感器系统的微弱信号检测方案,采用软、硬件结合的方案,能够在强噪声下有效地提取微弱信号,以求得尽可能大的信号噪声比,而所需的器件与设备极为通用,相对成本较低,检测整个过程完成的时间也较短,具有较高的实用性。

光纤法珀压力传感器数据解调及改进算法研究

基于光纤法珀压力传感器的基本原理,针对相位解调方法中的条纹计数法,提出了优于双峰解调法的多峰平均改进算法,通过滤波实现数据预处理,进而寻找周期内所有数据点的局部极值点,然后根据格拉布斯准则剔除粗大误差,最终得到腔长变化与压力的关系曲线。在此基础上通过MATLAB进行理论仿真,搭建光纤传感压力测试系统并进行了相关实验,利用所设计的解调方法对实验数据进行处理,通过对比分析实验结果可知,改进算法可以明显的抑制应变测量系统误差,提高腔长的稳定性,证实了该改进算法具有较高的可行性。

基于多小波的分布式光纤温度传感监测数据处理

分布式光纤温度传感监测系统采集的数据不可避免地存在噪声.为有效地探测和消除噪声,得到更可靠的温度监测数据,根据多小波原理及特性,结合矩阵预处理法和重复行预处理法,提出改进的矩阵预处理方法和新的软阈值方法,并应用于大坝DTS采集的温度数据消噪.结果表明,改进的多小波矩阵预处理方法比未改进的多小波预处理方法及DB4单小波方法有更高的信噪比,且去噪效果性能更好,在消噪处理方面具有较好的应用潜力.

光纤Bragg光栅传感器在钻井井壁监测中的应用

为了克服传统电测法在钻井井壁监测中的缺陷,根据钻井井壁施工工艺和地质条件等,提出了井壁节数及传感器布设方案,并采用光纤Bragg光栅传感器(FBG)对唐山温家庄铁矿钻井井壁下沉过程进行实时监测,监测内容为井壁外壁所受压力、混凝土应变以及钢筋应力,并对监测数据处理分析,分析结果表明:FBG对钻井井壁的监测数据可达理论值的95%～98%,监测数据能够及时、准确地反映钻井井壁受力变化情况,保证了监测的可靠性、稳定性与重复性。