摘要：本文提出了一种基于电子自旋共振效应的位移振动检测方法,以金刚石氮空位色心为敏感单元,利用其对磁场强度的高敏感机理来进行。我们设计并搭建了振动发生装置和磁场检测系统。其中,该系统由荧光聚焦系统、载流磁线圈和直尺组成。荧光聚焦系统负责高效地激发和收集荧光,并确定电子自旋效应的分裂程度。载流线圈负责产生一个高线性的梯度磁场,标尺作为振动源,产生振动信号,驱动载流线圈振动。然后,通过严格的静态与动态实验分析,当磁线圈携带0.1 A的电流时,该位移灵敏度为25.11 nm/Hz^(1/2),理论位移灵敏度约为2.106 nm/Hz^(1/2),最小磁灵敏度极限为0.198 nT/Hz^(1/2),振动信号的频率为6.31 Hz,振幅为0.744 mm。该实验验证了检测方法的可行性。这为高精度位移振动检测方法提供了新的途径。

摘要：提出一种新型的基于微机电系统(micro-electro-mechanical system,MEMS)传感器的杆塔倾斜度无线监测系统。硬件设计选用STM32F103CT86为控制器,以BMI160、AK8963为传感器,STM32通过四元数卡尔曼滤波算法对传感器数据进行解算、融合,得到杆塔的倾斜角,通过试验与三轴姿态传感器对比结果表明九轴姿态传感器更为稳定,其安装固定方法简单,成本低。如果本产品大范围推广,挽回的损失足以抵消成本,随着时间的积累,挽回的损失将远大于成本,并且会带来不可估量的经济效益。

摘要：本文设计了一种基于纳米尺度分布式布拉格反射光栅(nano-DBR)结构的一维光子晶体宽禁带波长调制系统。根据1.55μm通信光所在波段性质,DBR被精确的设计成光子带隙材料,由硅/空气多层结构周期性重复组成。其中,可动DBR受外力作用发生位移,利用间距的变化调制光子晶体透射谱的变化。采用严格耦合波分析(RCWA)来计算6个周期带隙结构的峰值透射谱变化。通过对模拟数据的统计分析,可得出所设计的nano-DBR一维光子晶体系统,在对应两个DBR间距位移变化从0到1μm时,对应的一级透射峰可调制的范围在1.55μm^2.7μm,峰值最低透射率为0.8366。该系统灵敏度可达1.2~1.3左右。与同类型波长调制传感系统比较,在理论上具有更宽带隙调制范围,高辨识度和高灵敏度的优势。