摘要：在气体绝缘开关设备(GIS)的光学局部放电检测中,光学传感器是检测系统的核心部件。该文针对导光柱光学局部放电传感器的设计开展了仿真和实验研究。首先,基于TracePro仿真软件,对导光柱的前置微结构和长度进行设计,提出了一种用于GIS局部放电检测的导光柱光学传感器。随后,搭建GIS光学局部放电实验平台,研究了不同前置微结构和长度的导光柱的实际检测效果。仿真与实验结果均表明:前置微结构为凹锥,长度与罐体内壁平齐的导光柱传感效果较好。仿真与实验结果一致,证明了设计的可行性和仿真模型的正确性。最后,在该仿真模型中设置了多个探测面和探测点,观察并分析了各探测面的总光辐射度分布图和各探测点的光辐射度值。不同探测点接收的光辐射度值与部件遮挡以及直射光强弱有关。以放电源y-115为例,P1探测面上的光斑集中在150°~210°附近,P2探测面上的最优探测点主要位于在30°和330°附近。研究成果将为GIS光学局部放电传感器的研制提供参考依据。

摘要：畜肉品质光谱检测过程中,不同样品之间的厚度差异导致肉品表面到光纤探头的检测距离存在差异,对预测结果影响较大。针对这一问题,设计了一种用于肉品无损检测的光学传感器,并间隔玻璃从下至上对畜肉品质进行检测,消除了样品厚度对检测距离的影响,并分析了光谱曲线随检测距离变化的变化规律。为探究所设计方案的可行性,搭建了试验平台,包括光谱仪、距离调节机构、光源、石英玻璃、光学传感器和计算机,其中石英玻璃可透过220~2500 nm波长范围的光而无吸收,光学传感器可以帮助采集更多的肉品漫反射光。选择了18个猪肉样品贮藏在4℃环境中,并在不同的冷藏时间取出进行光谱采集(400~1100 nm),采用不同的检测距离(8~22 mm,间隔2 mm),最后测量样品的挥发性盐基氮(TVB-N)含量。在获得样品光谱数据后,分别用1阶导数、多元散射校正(MSC)、标准正态变换(SNV)和1阶导数+SNV等方法进行预处理,并建立猪肉的TVB-N含量的偏最小二乘回归(PLSR)预测模型。结果表明:当检测距离为16 mm,采用1阶导数+SNV预处理时,建立的TVB-N含量预测模型效果最好,校正集相关系数和均方根误差分别为0.98和0.92 mg/(100 g),预测集相关系数和预测均方根误差分别为0.97和1.56 mg/(100 g)。因此,利用所设计光学传感器对猪肉新鲜度进行检测是可行的。

摘要：为了将水体叶绿素a光学传感器光通路微弱的荧光信号转换为能够满足模数转换器件输入要求的稳定电信号,在前期光通路部分设计的基础上,设计了水体叶绿素a光学智能传感器的信号调理电路部分。该电路包括激发光源驱动模块、光电I/V转换与放大模块、滤波模块、检波模块4部分:对于激发光源驱动模块,采用偏置匹配度高、偏置偏移极小、压差更低的集成驱动芯片,同时驱动多组LED,比传统的限流电阻方案更加稳定、高效,驱动电流也更加一致;设计的光电I/V转换与放大模块,经过I/V转换电路和同相比例放大电路进行了两级放大,相比传统滤波放大电路具有放大交流、抑制直流的特点;在滤波模块,采用单片集成有源滤波器,无需外接电容,与传统的高阶低通滤波器相比,不仅受杂散电容的影响小,而且可以有效减小电路体积;在检波模块,使用了一款具有增量累计转换方式的集成转换器芯片,较之传统的峰值检波电路具有更宽的输出幅度、轨对轨输出、更快的转换速度和更高的转换精度(高达99.75%),而且具有输出直流稳定、温度漂移更小等特点。

摘要：针对已有光学粒子计数器传感器易受颗粒形状、折射率及光敏区位置的影响,设计了一种新型的光学粒子计数器的传感器。首先,利用旋转对称椭腔镜接受系统,扩大光接受的空间角,减小颗粒形状及折射率的影响,基于T矩阵理论,对不同折射率、不同形状及不同取向的非球形颗粒的接受光能量与粒度的关系的计算显示,本接受系统接受的光能量与粒径的关系单调性优良,可减小颗粒形状及折射率对测量的影响,提高仪器的精度及灵敏度。其次,利用非球面透镜与柱面透镜组合光学器件提高半导体激光束的光强均匀性,减小颗粒在光敏区位置不同带来的影响,Zemax光学设计软件的模拟计算显示,采用该光学组合器件后,光敏区光强的均匀性得到显著提升,光敏区位置造成的不利影响基本得到消除。然后,介绍了采用上述设计的传感器整体结构。最后,进行了实验验证,结果表明本传感器具有更佳的性能。此外,本传感器也具有简洁、便携、价廉的优点,应用价值较高。

摘要：针对现有各种交互式触摸板系统在性能及成本上的不足,设计了一种基于光学敏感器件PSD的触摸板,采用了由反射镜等光学器件构成的简单光学系统,将触摸笔笔尖的红外光源发出的光成像于光敏器件PSD上,从而确定触摸点的位置坐标。光敏器件PSD的使用,使系统具有很高的数据处理速度,且设计结构简单紧凑易于集成、成本低、性能优越,适用于大尺寸、大面积触摸板的应用。

摘要：光学传感器在科研和社会生产生活中有广泛应用。传统光学传感器存在体积大、难集成等方面的不足,制约光学传感器向集成化和便携化的发展。尺寸小、易集成的微纳光学传感器可以有效解决传统光学传感器面临的问题,其中超表面光学传感器具有设计自由度高、检测灵敏、性能可靠、获取信息多样等优势,是实现传感器集成化和小型化的可行路径。超表面是一种有力的光场调控工具,通过对超表面单元结构的定向设计可实现超表面光学传感器的功能定制。在超表面结构的设计和优化过程中,人工智能算法和深度学习的应用能够显著提高超表面光学传感器设计的效率和准确度,降低设计所耗费的时间。得益于超表面光学传感器在设计、功能、便捷性上的优点,其在生物和医疗检测、光开关、光计算等领域有重要的应用价值和潜力。

摘要：本文分析了首台国产０１μｍ尘埃粒子计数器中光学传感器设计与研制中的关键技术问题。详细研究了半内腔激光器腔内杂散光的分布特征，结合旋转椭球面反射镜聚光系统的大立体角反射共轭成像弥散斑分布的计算结果，设计了具有高信噪比输出的大立体角矩形光敏区共轭成像空间滤波光阑系统。

摘要：本文主要介绍了纸浆流量相关测量光学传感器的设计思想,整体结构和试验结果。这种新型光学传感器能够为在线极性相关器提供满足测量要求的随机相关信号,为解决液固两相流体测量问题提供了一个强有力的技术手段。

摘要：由于优良的光学性能和较宽的pH值适用范围,罗丹明类物质已经被广泛选作重金属与过渡金属离子细胞成像光学传感器的光学母体.对近年来罗丹明类光学传感器在重金属与过渡金属离子细胞成像中的应用进行了详细综述,包括设计思路、作用机理、应用范围等都进行了详细的比较分析.另外,提出了罗丹明类重金属和过渡金属细胞成像光学传感器目前存在的问题和今后的发展趋势.

摘要：介绍光学传感器和光纤通信在电力系统中的最新应用情况，提出一种基于光学传感器和光纤通信原理实现变电站自动化的设计构想，其特点在于可进一步完善变电站自动化程度，提高设备完好性检测能力、增强设备安全保障功能，并降低变电站自动化系统的初建、改造及运行维护费用。