摘要：980nm半导体激光器作为掺铒光纤放大器的最佳泵浦源,其温度会影响激光器功率稳定性和放大器输出光谱漂移。提出将现场可编程门阵列(FPGA)作为核心控制元件,以半导体制冷器为执行元件、热敏电阻为温度传感器,利用FPGA自动切换内部状态机、控制流入半导体制冷器电流的方向和大小,实现980nm半导体激光器内部的温度控制,并通过搭建基于FPGA的掺铒光纤放大器系统实验装置,验证所提方法的可行性。实验结果表明:所提出的温度控制方法能有效地实现980nm半导体激光器的温度控制,使其功率-电流曲线的线性拟合度提高了23.07%,掺铒光纤放大器的输出光谱波长偏移减小了62.5%,保证了激光器输出功率及放大器输出波长的稳定性。该方法的结构简单且实时性高,对推进半导体激光器温度控制的发展及应用具有非常重要的意义。

摘要：土壤水分是现代精准农业中的重要检测对象,目前常用的土壤水分传感器大多使用高频测量方法,电路制作成本较高无法满足大范围布设的要求。基于土壤水分含量变化影响土壤介电常数的原理,设计了利用电导率特性进行校正的低频电容土壤水分传感器,详细介绍了传感器的原理、组成以及含水量计算混合模型,并将传感器应用于低盐度、低有机物含量的黄土土样中进行了重复测试。测试结果表明,传感器的最大误差小于3.30%,平均绝对误差小于2.0%,能够满足农业生产对土壤水分检测的精度要求。

摘要：针对目前光纤环形腔衰荡光谱技术多用于测量单一通道或者单一物理量的问题,依据双通道同步检测的思想,在传感系统中结合延迟线方法,搭建了基于光纤环形腔衰荡光谱技术的双路复用微位移传感系统,并对其重复性、灵敏度、复用性等特性进行了实验研究。结果表明:该系统可在双通道条件下分别实现0~10位移测量,且在未发生位移时两路传感器的重复性测试结果分别为(0.950 080 6±0.001 151)μs^-1和(0.953 523±0.001 757)μs^-1;当两路传感分别产生6 mm和5 mm的位移时,重复性测试参数变化为(0.955 884±0.001 966 4)μs^-1和(0.959 957±0.002 013)μs^-1;双路传感器的灵敏度分别为(1.07×10^-3±7.337×10^-5)μs^-1·mm^-1和(1.00×10^-3±4.130×10^-5)μs^-1·mm^-1.经实验验证,双路传感器的相对误差分别为2.1%,4.0%,可为实现多参数同步检测提供一种有效的途径和方法。

摘要：冻土内部水分的迁移是导致土体冻胀和沉降现象的关键因素。长期以来,对于冻土冻融过程中水分剖面检测是个难题。文中基于冻土层中水分含量变化导致的介电常数差异原理,利用MPR121触摸电容感应集成芯片设计了一款低成本的剖面冻土冻融过程水分检测系统,详细介绍了系统的组成、设计原理以及传感器的标定方法,并将其安装于黑龙江漠河进行了连续现场监测,分析了季节性冻土在时间和空间上的含水量变化特征。

摘要：冬季河流湖泊冰盖表面的积雪深度监测是水文信息化领域的一项切实需求,基于空气、积雪和冰盖3种介质对红外光的传输特性差异,设计了一种可以连续实时对积雪深度进行定点检测的传感器。传感器及检测系统于2016年12月初在我国黑龙江上游漠河县江段进行了现场安装与实验测试,通过与传统对射式雪深检测传感器以及当地水文站人工测试结果对比,基于红外光反射特性的雪深检测传感器灵敏度更高,能更准确反映出积雪深度的变化过程,且具有体积小,布设安装方便等特点,为高寒地区野外恶劣环境下积雪深度的定点高精度检测提供了一种新的解决方法和技术装备。