摘要：光声成像是一种新近迅速发展起来、基于生物组织内部光学吸收差异、以超声作媒介的无损生物光子成像方法。在分析当前光声成像系统中传统声学透镜的倏逝波衰减导致包含图像细节的高频信息丢失的基础上,提出使用负折射透镜,让倏逝波参与成像,突破传统声学透镜的衍射极限,从而大幅提高成像分辨率。同时依据光声效应产生的超声波具有波的特性,在研究中还发展、完善了声学信息系统的相关理论以及三维声成像技术。通过实验对比得到了超越普通声学透镜的生物组织的光声成像效果。

摘要：利用甲烷气体在倍频2ν3带较强吸收线R(4)支的波长为1650.96nm,基于气体红外特征光谱吸收原理,设计了一套多点实时监测甲烷气体浓度的光纤传感器网络,并建立了谐波检测的数学模型。该系统以1650nm波段的分布反馈式半导体激光器(DFBLD)作为光源,采用锁定放大器SR830对微弱电信号进行处理。实验表明,系统中单个传感器的分辨率可达200×10-6,长时间的精确度和稳定性均可满足实际要求,单个传感器的响应时间小于2s。通过理论分析得出系统中各传感器可放置于离地面20km以上的矿井中,且系统可在多场合进行多点的实时监测。

摘要：为了在激光告警中实现全方位角度探测，并且在一定探测精度的前提下尽量使结构简单、稳定，提出了基于偏振编码的光纤天线的测量方法。该方法是通过在不同方向上放置不同起偏角的偏振片编码，再将各个方向的光纤耦合成一束，经准直透镜组射入解偏光路中，通过判断电路分析得到激光入射方向。在计算及仿真了经偏振片后激光能量的衰减，求解电路能检测到最弱激光的幅值与偏振衰减最大时激光引起的响应电流的幅值的关系，得到在激光角分辨率为30°时满足探测要求。实验显示，在初始激光功率在20～150mW的条件下，每20°划分的偏振角度中设定最小识别电压为20mV时，满足全方位激光方向探测的要求。

摘要：为了在激光告警中实现实时、全方位角度探测,且在探测角精度确定的前提下使结构简单、稳定,提出了基于多窗口编码的光纤天线的测量方法。该方法是通过在不同方向上放置特制的大视场光纤接收端口,再将各个方向的光纤耦合到PIN探测器阵列上,通过探测电路分析得到激光入射方向。在实验室条件下,利用衰减后的窄脉冲激光器测试光纤接收角与接收电路。实验表明:光纤接收端的接收角在偏移±30°时信号强度衰减为0°入射的-3 dB。电路峰值保持电路的精度优于2%。本电路适用于探测1mW/cm2微弱窄脉冲激光,探测虚警率为0.15%,满足激光预警系统设计的要求。

摘要：与谐波检测相结合的波长调制技术是目前检测有害气体的主要方法。主要是用实验的方法找到了甲烷气体在1 650 nm附近的一根吸收线,然后采用正弦信号对激光器的驱动进行了调制,实现了甲烷气体浓度的谐波检测。用锁相放大器RS830来提取二次谐波,然后根据锁相放大器的原理,用LabVIEW软件实现了锁相放大器的设计,来提取一次谐波信号,节约了成本。由气体吸收室中的GRIN透镜引起的标准具效应是影响检测灵敏度的主要原因,最后对该噪声和其他可能的影响进行了分析。

摘要：介绍了一种以89C 51单片机为主控芯片,选用可编程定时/计数器NEC 8253控制步进电机的脉冲频率,实现其无级调速,从而控制悬挂物体运动的设计;给出了系统主要的硬件电路、软件设计。实验结果表明,该方案具有很好的灵活性。

摘要：井下环境恶劣多变,传统单链状无线监测网络的稳定性不理想,为了增强无线通信网络在井下的适应性,提出了多路径快速建立路由的方法。介绍了此方法所采用的矿井监测系统,主要包括增置临时节点辅助通信、固定节点交错放置的策略,增加通信路径的选择面;说明了节点信息表的设置和井下掘进巷道中固定节点的高密度布局;组网优先级的设计使井下通信网络在面临突发事件时能实现路由的快速建立。仿真结果表明,该机制具有较好的灵活性,与单链状无线网络相比,数据传输和节点平均能耗等性能方面有了显著的提高。

摘要：设计了一种无线mesh网和光纤网络相结合的适用于煤矿井下的安全监控系统,该系统实现了对井下环境参数及工作人员位置信息的实时监控。其中无线mesh网络由以XBee_PRO无线通信芯片和单片机为核心的无线信标节点和人员佩戴的便携节点构成,所有节点都将由传感器得到的井下环境参数通过网络上传给地面监控机,同时根据节点间信号传输的RSSI值对人员进行定位,地面监控机实时显示这些环境参数和人员位置信息。通过实验验证,该系统是一个低成本且实现简单、快速的井下实用性监控系统。

摘要：为了探测敌方激光的来袭方向,开发了一种激光脉冲方向告警系统。该系统由光学模块、信号处理模块和显示模块组成,其探测范围为水平方向0°～360°,垂直方向0°～90°,角度分辨率30°,识别出波长为0.85,1.06和1.54μm,脉宽不小于10 ns的激光脉冲,探测功率密度下限为1 mW/cm2,其探测概率达到98%以上,并可实时报警。与同类装置比较,该系统角度分辨率进一步提高,探测功率下限满足了实际探测距离为5～10 km的探测需求。

摘要：为提高红外瓦斯传感器的检测灵敏度和系统信噪比,基于微弱信号检测原理,采用单光路双波长的实验方案,设计了以差动放大电路为核心的微弱信号数据处理电路,提高了系统的检测灵敏度,电路结构简单、实用、可靠。在实验室条件下,对该系统进行了瓦斯浓度的性能测试,并对实验数据进行了数据拟合处理,给出了瓦斯浓度与电压的关系式。试验结果表明,该电路能够有效地提取瓦斯浓度变化量信息,满足系统要求的0.5%检测灵敏度。