摘要：由于矿井提升机运行工况的差异,其电机的运行状态也会发生相应变化,导致监测难度大大增加,为此,提出基于光纤传感的矿井提升机主电机运行状态自动监测方法。将光纤光栅传感器作为采集装置,结合功率损耗情况,将采集的光信号转换为电信号形式;在状态监测阶段,结合矿井提升机电机的转速与电流之间的关系,确定具体的转速状态,并分别从重物起升、起升制动、下降起动和下降制动4个角度,确定对应的转速-电流系数。结果显示,转速状态监测结果与额定参数一致,且具体的参数并未出现不规则波动,表明设计方法不受干扰因素的影响,具有可靠的监测性能。

摘要：智能制造是制造领域的最新发展方向,它是一种由智能机器和人类专家共同组成的人机一体化智能系统,具备感知、决策、执行、学习、互联等特征,是先进制造技术、信息技术和人工智能技术的集成和深度融合,其中新型传感技术是实现智能的基础。新型传感技术为产品进化设计、制造工艺优化、产品质量和装备运行状态监测及装备预测性维护等提供可靠的数据来源,在智能制造中具有基础性的重要地位。回顾光纤传感这一新型传感技术局在离散制造、流程制造、重大和高端装备中的应用现状,分析光纤传感技术的特点和在制造领域的优势、光纤传感对推动智能制造的作用,以及光纤光栅传感技术和数字孪生的关系等。在此基础上,重点提出光纤传感技术在制造领域应用中存在的一系列科学问题以及光纤传感的应用原则,指出光纤传感技术将朝着标准化、智能化、网络化等方向发展,同时指出,在今后相当一段时间,光纤传感基础器件研究、面向极端制造环境和高端装备的应用研究以及精准化、微小型化、集成化和CPS融合等的研究乃是光纤传感技术在制造领域研究的主流。

摘要：大型制造装备的安全运行关乎国民经济发展和国防建设,先进传感技术是实现超高/低温、超高压、强辐射、强磁场等极端环境下制造装备性能精准评估及其状态动态监测的重要支撑技术。光纤传感器凭借体积小、耐高温、抗腐蚀、抗电磁干扰、防爆、无源传感、易于实现多点分布式测量等优势,成为了极端环境下装备制造与运行状态监测的一项重要利器。围绕极端环境下基于极端参量光纤传感的装备制造与运行状态监测技术,归纳并总结极端参量光纤传感器的设计、制备、标定、误差补偿与应用的发展现状。介绍极端参量光纤传感器能量变换体设计方法与光纤信号调制机理,阐述光纤传感器零件的制造方法与封装工艺,并归纳光纤传感器标定校准技术与误差补偿方法。总结概述极端参量光纤传感监测技术在装备制造与运行状态监测方面的研究成果。探讨极端参量光纤传感技术的未来发展方向,并对全文进行总结。

摘要：研究了采用内调制相位产生载波(PGC)解调的匹配干涉型光纤传感系统中匹配干涉结构对传输光纤拾音噪声的影响。结果表明:当补偿干涉仪与传感部分相邻时,光学微分效应的作用可大幅度降低由传输光纤光路拾音引入的相位调制噪声;匹配光程差的增加不仅加剧了光频噪声向相位噪声的转换,同时也会影响相位调制噪声的转换幅度。通过设计合适的匹配光程差,并将补偿干涉仪进行有效屏蔽后与传感部分相邻放置,可以有效减小系统的相位噪声。研究成果为光纤传感远程传输系统的综合设计及噪声抑制技术提供了理论及实验基础,具有一定的参考意义。

摘要：针对现有安防传感系统高能耗、易受电磁干扰、成本高和铺设困难等缺陷,提出了一种低能耗、高灵敏度、不受电磁干扰的智能光纤传感安防报警系统。系统传感器采用微弯型阶跃光纤结构,在分析微弯光纤传感器光能损耗与谐振频率相对折射率差函数关系的基础上,优化了传感单元的结构参数。实验首先对干扰抑制算法进行测试,从波形分布看出,采用本算法后噪声得到了大幅抑制。在此基础上,又采用系统对不同伪目标干扰进行了测试。选用功率为2.5 mW的650.0 nm激光器、光纤功率计、微弯光纤架和纤芯9μm的微弯光纤传感器搭建了光纤微弯传感实验,对4种不同安防状态的光电响应特征进行了分析。结果表明,针对不同干扰类型只要采用相应的信号分析手段就能有效降低系统误识别的概率。由此可见,光纤微弯传感系统具有高灵敏、低能耗、抗干扰等优势,满足设计要求,在智能安防领域具有很好的应用前景。

摘要：为了解决在敏感环境中位置测试容易受到干扰的问题,提出了一种基于反射式光纤传感防盗系统。该系统采用T型光纤探头作为无源传感探头,反射配件安装于安防外壳表面,通过实时测试位置偏移量提供安防预警。探测模块通过预先测试最佳反射位置的方式,将光纤探头与反射配件固定于安防位置上。在获取激光回波信号的基础上,计算了关于位置的场强分布函数。在标定实验中,测试位置由0递增至5.0 mm,响应光功率最大值为18.76μW,方差最大值0.124。当超过3.0 mm后的曲线单调性良好,符合系统设计要求。在不同干扰类型对比实验中,分别对比了湿度、温度、振动对系统测试结果的影响程度。实验结果显示,干扰项的光功率波动无论是线性还是非线性的,其波动范围小于4μW,而真实人为打开条件下,其波动程度大于18μW。与此同时,系统反演计算的位移偏移量也发生显著改变,相比干扰项的位移偏差均值大8倍以上。系统具有传感端无源、灵敏度高、实时性好等优势,可有效应用于敏感环境中的安防监测。

摘要：根据CH4的光谱吸收特性,研究了一种基于比尔-朗伯定律的光纤CH4气体传感方法。采用1665nm的分布反馈式激光器(DFB-LD)光源,设计了一种带有环形器的反射式气室结构,实现了传感器小型化。实验结果表明,该方法可探测的最小CH4浓度约为10ppm,系统灵敏度较高且稳定性好。

摘要：为了研究民用飞机减速板打开引起的襟翼载荷增量,验证襟翼中小偏度下的严重操纵载荷准确性,避免成本高昂的特殊构型试验件研制和减少机上管线敷设空间限制等问题,针对某具体型号襟翼运动机构,建立了基于光纤传感的操纵载荷测量系统、测量系统校准方法,完成襟翼作动器操纵载荷和翼面总载荷的直接验证与确认。试飞实施结果表明,基于光纤传感的襟翼操纵载荷识别及测试技术在某型号减速板打开后襟翼操纵载荷试飞中的研究应用,为襟翼操纵载荷验证提供了一种有效的高精度、低成本试飞测试方法。

摘要：向列相液晶（NLC）的取向变化对外界环境敏感，已被作为生物传感的敏感中介材料。研究了侧边抛磨光纤（SPF）用于NLC取向变化测量的传感特性，探索利用SPF测量液晶取向变化的可行性与适用范围。将液晶折射率的理论公式与SPF传输光功率实验数据结合，得到了经验理论关系。实验中设计用机械旋转法改变SPF抛磨面附近NLC的取向。实验结果表明，NLC的取向变化导致SPF传输光功率的变化。以液晶指向矢方位角为表征的NLC的取向变化从0°增大至90°，SPF传输光功率随之增大28．10dB；在0°～30°范围内，SPF传输光功率与NLC的取向变化具有线性关系，光纤传输光功率对取向角度变化的响应平均约为0．359dB／（°）。研究表明SPF可以用于NLC的取向变化的测量并且获得了适用范围，这为基于液晶取向变化的SPF生物传感器的研究提供了参考。

摘要：为解决光纤传感过程中不同类型事件信号混叠造成识别概率降低的问题,搭建了一种采用差分相关计算的双光纤传感结构,并在此基础上提出了基于深度神经网络的信号识别算法。首先利用双光纤回波信号计算相关系数,再通过不同事件类型信号特征设置阈值范围,从而通过相关计算与阈值滤波提高信噪比。设计了包含三个隐藏层的深度神经网络模型,以分离输入层与相关运算层的形式完成低频噪声抑制与信号混叠解调的目的。实验分别对三种常见入侵事件进行测试,并在此基础上分析了不同算法对组合事件的识别概率。结果显示三种事件的回波谱形具有显著特征。三种算法对单一触发事件的识别概率均在95%以上,该算法的识别均值为98.5%。当两个事件同时触发时,三种算法的平均识别概率分别为73.4%、 84.5%和96.4%。当三个事件同时触发时,三种算法的平均识别概率分别为65.2%、78.3%和93.5%。可见,该算法在光纤传感中信号存在干扰及混叠时具有更好的识别效果。