国家自然科学基金(61077031)
- 作品数：10 被引量：57H指数：4
- 相关作者：董小鹏郑俊达齐洁林淦斌苏娟更多>>
- 相关机构：厦门大学南京航空航天大学上海大学更多>>
- 发文基金：国家自然科学基金国家质检总局科技计划项目更多>>
- 相关领域：理学机械工程电子电信自动化与计算机技术更多>>
- 采用多模光纤透镜的光纤麦克风理论与实验研究被引量：4
- 2012年
- 对现有强度调制型光纤麦克风做了分析和讨论,采用单模光纤(SMF)熔接多模光纤(MMF)的方法设计了一种新的反射式光纤麦克风。适当长度的折射率分布为抛物线形的多模光纤具有准直透镜的作用,直接熔接在单模光纤上,可以使光纤麦克风进一步微型化、成本低廉化。用单频正弦波信号做声源测试该光纤麦克风,输出正弦波电压信号与声源频率一致,振幅随声源振幅线性变化。结果表明,该结构的光纤麦克风在原理和实验上可以用于语音通信中。
- 丁朋董小鹏
- 关键词：光纤光学
- 基于扫描光源的光纤气体传感系统的研究被引量：8
- 2011年
- 提出了一种基于窄带扫描光源的光纤气体传感系统。该系统能在多种气体共存环境下,完成对不同组分气体浓度的检测。克服了传统光纤气体传感系统在多种气体共存环境下需要多台光源进行检测的弊端,降低了工业化气体检测的成本。系统以放大自发辐射(ASE)光源为基础,结合锯齿波(STW)驱动的可调谐法-珀(Fabry-Perot)滤波器形成窄带扫描光源。针对可调谐滤波器的电容特性会引起锯齿波驱动失真的现象,提出了采用并联谐振回路的方案来解决锯齿波驱动失真的问题,保障了扫描光源工作的稳定性。实验结果表明,在乙炔和氨气混合气体的环境下,本系统可以实现对不同组分气体浓度的同时检测,检测结果误差较小。
- 齐洁董小鹏沈炎鑫郑俊达
- 关键词：光纤光学气体检测并联谐振
- 基于FBG实际反射谱匹配的FBG峰值波长偏移量的高精度确定方法被引量：7
- 2011年
- 针对目前光纤布拉格光栅(FBG)解调方案中采用低分辨率CCD测量FBG峰值波长时存在的问题,提出一种采用基于FBG实际反射谱构建基函数匹配CCD测量获得的有限测量点确定FBG峰值波长偏移量的新方法。分别在理论和实测上对这种方法的有效性和可行性进行了研究,证明这种采用FBG实际反射谱函数匹配有限测量数据的方法比采用特定函数拟合测量数据的方法能够更准确地获得FBG峰值波长的偏移量。实现了在CCD采样点数少、光谱分辨率较低的情况下对FBG峰值波长偏移量的高精度确定,有效地提高了实际工程应用中基于低成本CCD解调FBG峰值波长及其微小偏移量的准确性。
- 崔剑董小鹏吴兆喜苏娟林淦斌王水生
- 关键词：光纤光学光纤光栅传感波长解调
- 光纤气体传感系统背景噪声的滤除被引量：3
- 2011年
- 在光纤气体传感系统中,为提高检测的灵敏度,需要采取措施抑制系统的各类噪声。通过设计低噪声的前置放大器和光源驱动电路可有效地降低系统的噪声;但对于因光路变化和光在传输过程中偏振态发生变化引起的背景噪声的处理一直是光纤气体传感系统测量灵敏度提高的难点。提出一种基于最小二乘拟合的背景噪声滤除算法。利用参考光栅和法布里-珀罗标准具实现对输出信号的光谱重建。在此基础上,利用气体特征吸收峰两边的输出拟合整个输出曲线。将系统的输出与拟合曲线相除,实现系统输出的归一化,有效地滤除了系统的背景噪声,避免了当传感系统背景噪声发生变化时,需要重新采集背景气的繁琐工作,为测量带来方便。
- 齐洁董小鹏郑俊达林淦斌
- 关键词：光纤光学气体检测背景噪声最小二乘法
- 基于平均周期图法提高光纤光栅微弱振动信号检测能力的研究被引量：3
- 2014年
- 光纤布拉格光栅(FBG)用于微弱振动检测时,当被测振动太微弱时系统输出传感信号的信噪比小于1,从时域采集的数据很难直接测得到信号的幅度和频率信息。提出一种信号处理方法,即将传感器在时域测量获得的连续数据分段后,对每段数据分别进行快速傅里叶变换获得其对应的功率谱信号,然后将频域信号做叠加平均得到新的数据。实验结果表明,采用这种频域叠加平均的方法处理后,FBG传感信号在频域内的信噪比提高了15.6dB,明显提升了微弱信号的检测能力。初步实验表明:该系统对FBG波长变化的检测灵敏度可提高到1.5fm。该信号处理方法特别适合噪声环境恶劣、被测信号以一定频率持续存在的工程应用领域,对实际环境下微小振动的识别与检测具有较大的意义。
- 陈熙董小鹏
- 关键词：光纤光学光纤布拉格光栅
- 基于相位调制和光纤双折射光学倍频法被引量：4
- 2011年
- 为实现毫米波信号的光学倍频法产生,利用相位调制器和光纤梳状滤波器,构建了光学倍频系统.其中光纤梳状滤波器由起偏器、双折射光纤和检偏器组成.理论分析表明,在该倍频系统中,通过对梳状滤波器双折射延迟量的选择,可有效地抑制非期望的奇次(偶次)谐波成分;通过对调相指数的优化,可进一步提高期望谐波分量的比例.仿真结果说明,利用该系统可有效地产生60 GHz的毫米波信号,并实现2.5 Gbps基带信号的传输.理论分析和仿真验证也表明,基于相位调制的光学倍频系统属于谐波倍频,而非扫频倍频.
- 李伟文刘勇林伟鹏董小鹏
- 关键词：毫米波相位调制梳状滤波器双折射光纤
- 基于平均滤波算法的光纤气体传感系统研究被引量：2
- 2012年
- 数字平均滤波是信号处理中一种常用的方法。在小信号检测中,使用数字平均滤波可以获得较高的信噪比,提高检测的灵敏度。本文提出了一种利用光学器件来实现数字平均滤波的新方法,应用于基于差分吸收检测原理的窄带扫描光源光纤气体传感系统。系统的输出是一段连续的光谱,包含有被测乙炔气体的多个特征吸收峰。系统使用法珀标准具ETALON和参考光栅提供波长参考,完成对输出信号的光谱重建。对相同波长范围的信号进行平均滤波,使气体的相同特征吸收峰重合,提高检测的灵敏度。利用光谱重建,克服了可调谐Fabry-Perot滤波器驱动电压和透射波长不稳定因素的影响。实验结果表明,本系统可以方便有效地实现光谱意义上的数字平均滤波,检测到较低浓度的乙炔气体,比较适用于工业化气体检测系统。
- 齐洁董小鹏郑俊达林淦斌
- 关键词：光纤光学气体检测光谱重建
- 基于FBG精细谱的应变增敏型传感器的设计被引量：7
- 2014年
- 提出了一种新型的基于非均匀光纤布拉格光栅(FBG)精细谱和边沿解调的应变灵敏度增强型传感器。理论研究了在轴向非均匀应变情况下普通FBG的传输谱以及基于传输谱精细结构的应变响应特性。仿真结果表明,将均匀应变转为非均匀应变的新型传感器对应变的灵敏度为普通FBG的4.6倍。在实验上设计制作了这种可将被测物体的均匀应变转换为FBG的非均匀应变以提高应变灵敏度的传感器结构。实验测量结果证明了理论分析的可行性。这种传感器在采用窄线宽激光器的FBG边沿解调方案中具有提高动态应变响应灵敏度以及增大应变测量范围的作用,同时,由于其长度可小型化,在检测高频动态应变信号方面也有较大的应用前景。
- 苏娟董小鹏石志东
- 关键词：传感器光纤布拉格光栅传输谱
- 利用扫频光纤激光器实现低频周期振动传感被引量：2
- 2011年
- 针对低频周期振动光纤传感的应用,通过光纤光栅的周期调谐,构建了环形腔结构的低频周期扫频光纤激光器。以光纤光栅珐布里-珀罗腔为梳状滤波器,利用光学倍频法设计了光源扫频周期的测量系统。实验产生了7.2Hz的周期扫频激光输出,通过测量系统得到了14.39Hz的倍频电信号。实验结果表明该系统可有效地模拟低频光源周期扫频,并进行扫频频率的准确测量。
- 谢作生李伟文林伟鹏董小鹏
- 关键词：激光器光纤光栅
- 基于波分复用的光纤多防区周界传感系统被引量：17
- 2012年
- 提出了一种新的光纤多防区周界传感系统,采用波分复用技术实现了监控防区和通道的扩展。该系统对传统采用单根传感光纤和反射镜的结构作了改进,并扩展了传感光纤的数量,将多根传感光纤分别置于监控领域内的不同防区,每个防区分别用不同中心波长的光纤布拉格光栅作为反射装置,使每根传感光纤工作在不同的波长。利用波分复用器件与技术,多根传感光纤共用一套干涉系统,实现了多个干涉子系统同时、独立的监测。实验结果表明,该系统可以实现多个分散防区同时、独立的入侵检测和定位,信号响应时间小于1ms,不同防区间信号的串扰小于-20dB。
- 董小鹏郑俊达
- 关键词：光纤光学波分复用
