摘要：为了满足易燃易爆环境的声纹识别需求,设计了直线型萨格奈克干涉光纤声音传感系统,利用维纳滤波算法对语音数据进行了降噪,通过三电平削波法获取了基音周期特征,采用动态时间规整算法筛选了说话人样本,并提取了梅尔频率倒谱系数特征,运用高斯混合模型-期望最大化算法开展了声纹识别实验研究,同时探究了光纤声音传感系统的频率响应特性与声纹特征,研究了采集语音幅值对声纹识别结果的影响。实验结果表明,系统可实现300~3500 Hz频率段的声音信号感知,声音幅值从0.9 V降至0.15 V时最大与次大对数似然值之差由35.5降至10.9,识别结果从成功变为失败。重复性实验表明,在10 km的传感光纤上,距声源2 m位置处,传感系统可对400段时长为3~5 s之间的文本无关语音段实现准确检测,且综合识别准确率为94.75%。本系统有望为易燃易爆环境中的设备故障、应急救援、渗漏监测等领域提供声纹识别的解决方案。

摘要：文中设计了一种掺杂Al_(2)O_(3)、Y_(2)O_(3)、P_(2)O_(5)的新型石英光纤,制作的光纤成品纤芯折射率类线性分布。通过飞秒激光直写技术,在光纤上刻写出光纤Bragg光栅,制作出光栅串。将多根光栅串布设在航天器卫星模型上,形成航天器智能蒙皮,用于感知卫星结构损伤状态。基于上述测量数据,使用unity3D软件开发航天器的3D模型及相匹配的python程序对数据进行处理,实现航天器的数字孪生和状态感知。进一步通过模型建立和BP神经网络算法对传感数据进行感知训练,模型对撞击信号的预测准确率高达90%。

摘要：针对目前隧道积水事件及积水范围监测需求,研发了两种新型隧道积水传感器,提出了基于分布式温度传感(DTS)的隧道积水分布式感测方法。通过将传感光缆按二维平面螺旋封装方式提高了传感器的空间分辨率,利用主动加热方法,显著提高了水-气界面传感光缆的温度差异,进而实现对积水事件和积水范围的识别。通过室内模型试验,对传感光缆的性能及影响因素进行了研究。结果表明,研发的两种传感器均具有较高的空间分辨率,由于螺旋Ⅰ型的环间距更小,其空间分辨率及定位精度均高于螺旋Ⅱ型;在多种典型工况下两种传感器均可以准确识别积水的水-气界面,定位误差均小于10cm;适当增大加热温度可以提高传感器的定位精度,50℃加热工况时的定位精度明显优于35℃和20℃。

摘要：重点介绍了光纤传感系统在海底电缆监测中的设计与实时监控机制。首先,讨论了海底电缆的重要性以及监测它们所面临的挑战。接着,深入研究了基于布里渊和瑞利散射原理的光纤传感系统的设计,并强调了这些系统的优势和特点。最后,探讨了实时监控机制的各个组成部分,旨在通过光纤传感系统为海底电缆的维护和管理提供了一个高效、精确的方法。

摘要：港口取料机工作条件恶劣,激励源多且激励特性复杂。为了实现取料机的精细化视情维护,提高其结构的可靠性并降低运维费用;同时,为了解决基于电阻应变计等电磁类传感器无法避免的电磁干扰、寿命短等问题,设计了基于光纤传感的港口取料机在线健康监测系统。以QL6000.55型斗轮取料机作为研究对象,对其进行有限元建模及分析,获得其模态及应力分布云图,确定应变、振动监测点位。通过现场安装试运行,验证了健康监测系统的可信性。试验结果表明,基于光纤传感的港口取料机在线健康监测系统在复杂作业条件下工作6个月,各项性能指标达到设计要求,各项功能满足生产需要。

摘要：针对现有预警方法无法实现防碰撞要求的问题,引入光纤传感,开展采煤机截割滚筒防碰撞自动预警方法设计研究。该方法首先利用光纤传感采集信号,并将光信号转变为电信号,然后结合振动能量、频率分布等预警指标,构建采煤机截割滚筒防碰撞预警模型,最后设计采煤机截割滚筒防碰撞逻辑,通过ARIMA模型的构建,实现自适应自动预警。实验证明,应用设计预警方法可有效避免采煤机截割滚筒碰撞,提高采煤机运行使用的安全性。

摘要：研制并测试了用于光纤海底地震传感网络节点的热电能量收集系统。基于碲化铋热电材料,制作了用于光纤传感器的热电发生器(TEG),建立了热电模型并进行了验证。提出了一种将TEG输出的能量收集并利用的能量管理电路。详细介绍了该系统的设计思想、电路原理图和模拟水下环境实验。实验数据表明:所制作的TEG能够以2.67%的效率将热能直接转换成电能,设计的能量管理电路能够以23.09%的效率将电能收集并利用。该研究结果对延长光纤海底节点工作时间、增加系统可靠性有重要意义。

摘要：随着光纤技术与传感器技术的快速发展,光纤传感具备高灵敏度、强抗干扰能力、体积小、重量轻、低成本等特点,在测量受伤患者手臂弯曲角度时具有独特优势。同时,光纤传感技术也能够很好地应用在动态角度测量中,有助于解决在医疗康复中角度测量设备体积大、测量精度差、成本高等问题。本文基于光纤传感技术设计了手臂弯曲角度检测教学仿真系统,使用TracePro光学仿真软件建立光纤弯曲模型,采用光纤弯曲代替手臂弯曲,对光纤在不同弯曲角度下光强度变化规律进行仿真,得到总光通量随光纤弯曲角度的变化关系。

摘要：针对高速公路隧道车辆检测中的信号采集、特征提取和车辆识别方面所存在的问题,提出了1种光时域反射的分布式光纤传感技术与张量仿射传播聚类算法相结合的隧道车辆检测方法。首先利用设计的光时域反射的分布式光纤系统对隧道车辆运行信号进行采集,获得测量数据。其次,提出1种采用光纤空间分辨率作为通道数,并结合特征数量和时域、频域构建1种高阶的张量样本集合。最后利用张量仿射传播聚类方法以及其他聚类方法进行正确率测试。测试结果表明,该方式可在不破坏原有高维数据结构的情况下,更好地实现车辆的分类,在识别过程中减少人工的干预、增加整个车辆检测模型的智能化程度、提高隧道车辆检测准确率。

摘要：传统防爆电气设备运行状态自动监测方法直接计算设备状态评价指标权重,而未对设备运行图像数据进行纯净化处理,导致传统方法的监测效果差。为此,提出基于光纤传感的防爆电气设备运行状态自动监测方法。将提取的设备运行图像数据进行纯净化处理,计算设备状态评价指标权重,最后基于光纤传感表面温度和相对温差实现设备状态监测。结果表明,该研究方法监测结果与实际结果的拟合度较高,监测效果更佳。