基于大规模CPLD实现的8路时分复用系统的设计

介绍了一种基于大规模CPLD实现的8路时分复用光纤传输系统的原理，并详细说明了利用编／解码芯片和大规模CPLD实现时分多路传输系统的方法，为了实现多路数字信号传输，系统采用了TDM和WDM技术，信道中两路光载波信号分别为850nm和1310nm．通过试验，验证了方案的可行性和先进性。     

基于新型自相干技术与高阶调制的无源光接入网络研究

目前基于相干探测的无源光网络已成为光接入网方面的前沿课题,基于有效降低用户端光网络单元成本预算与结构复杂度的考虑,现提出了一种基于高阶调制的新型自相干无源光接网络方案.该方案将系统所需激光器均集中到光线路终端进行统一调度与控制,在用户端无需再放置任何造价高昂的光源,仅通过带通滤波即可生成上行信号光载波及相干探测下行信号所需的本振光信号.仿真结果显示,对下行10Gb/s 16QAM信号进行自相干接收,经30km标准单模光纤传输后相干探测恢复信号的误差矢量幅度仍低于10%.     

光声气体检测系统中半导体激光器的波长调制

在光声光谱法气体检测中,因为激光器发光波长需与待测气体吸收峰严格匹配,所以需对激光器波长精确调谐.由于半导体激光器发光的波长与温度、驱动电流间有确定的关系,采用波长调制的方法,在一定精度的温度控制下,对波长进行扫描,可确保激光器驱动信号在一个周期内能够产生稳定的光声信号.实验表明,该方案能满足光声气体检测系统的要求.     

光时分复用器的设计

光时分复用器是光时分复用技术的核心器件,只有性能优良的时分复用器才能保证复用后的信号质量。设计了一种典型的4路信号光时分复用器,探讨了光延时线损耗对系统各支路性能的影响。对耦合器不同分光比下各支路信号的功率均衡进行了计算,分析了各支路光纤长度误差对延时范围的影响,模拟了在特定长度基准光脉冲信号的前提下,系统可实现的复用范围,对构建光时分复用系统具有重要的意义。     

便于时钟提取的光时分复用信号产生装置

一种新型的由２×２光纤耦合器进行级联实现的８×２．５Ｇｂ／ｓ光时分复用信号产生装置,信号源采用增益开关量子阱ＤＦＢ激光器,产生脉冲宽度为４４ｐｓ,周期为４００ｐｓ的光脉冲信号．实验结果表明,采用这种方案制作的时分复用信号产生装置,可以产生便于非线性光环路镜进行时钟提取的８×２５Ｇｂ／ｓ时分复用信号,同时又可产生等幅的８×２．５Ｇｂ／ｓ时分复用信号．     

基于TDLAS的天然气输送管道微量泄漏检测技术综述

可调谐二极管激光吸收光谱检测技术(TDLAS)利用二极管激光器的波长扫描和电流调谐特性来实现气体微量泄露检测的一种新技术。首先从红外吸收光谱的原理出发,对TDLAS技术的检测原理、技术原理、系统结构和测量过程进行阐述分析。通过理论分析和系统试验证明,该系统应用在天然气管道微量泄漏检测中显示出其高选择性、高可靠性和高灵敏度的优势。然后列举了近些年TDLAS技术研究的最新进展。最后指出了现在存在的问题和发展的趋势。     

基于TDLAS的一氧化碳浓度检测的研究

可调谐二极管激光吸收光谱技术（TDLAS）是利用气体分子的吸收光谱技术,痕量大气中污染气体的成分及浓度的新方法．介绍了TDLAS系统的组成及原理,分析了气体检测中二次谐波信号的检测原理,建立了待测浓度气体的二次谐波信号与标准浓度的二次谐波信号之间的模型,并用实验验证了该模型的准确性．     

TDLAS二次谐波信号检测下限计算方法的研究

基于可调谐二极管激光吸收光谱技术(TDLAS)的大气痕量气体检测方法具有高灵敏度和实时响应等特点.根据半导体激光器的特性,在进行波长直接调制时振幅调制也会伴随发生,并产生残余振幅调制噪声.在吸收线宽较大的检测条件下其影响不可忽视.为探讨伴随发生的振幅调制对检测下限的影响,提出了一种同时考虑波长和振幅调制的二次谐波信号分析及提取方法,并以二次谐波信号峰谷差值作为系统的检测信号,实施信噪比及检测下限的计算.结果表明,残余振幅调制噪声是影响检测下限的重要因素.     

WDM光时分复用网络节点的设计

提出了一种大容量的WDM光时分复用网络的概念。这种网络既可利用WDM技术中的波长选路技术,又对每个波长独立进行光时分复用,大大提高了网络的传输速率。文中提出了在光网络中实现时分复用的方式和两种时隙交换的节点结构,分析了WDM光时分复用网络的容量及其优点,指出WDM时分复用是未来全光网络的发展方向。     

WDM光时分复用网络节点的设计

提出了一种大容量的WDM光时分复用网络的概念。这种网络既可利用WDM技术中的波长选路技术，又对每个波长独立进行光时分复用，大大提高了网络的传输速率。文中提出了在光网络中实现时分复用的方式和两种时隙交换的节点结构，分析了WDM光时分复用网络的容量及其优点．指出WDM时分复用是未来全光网络的发展方向。     

基于一次谐波的光谱吸收式甲烷气体传感器设计

甲烷气体检测是工业生产、环境监测和科学研究领域中的一个重要研究课题.该文在基于波长调制技术的光谱吸收式光纤气体检测方法的基础上,分析了一次谐波信号的数学模型,提出了一种基于一次谐波设计的光纤甲烷气体传感器的实施方案,设计精确的电流和温度电路控制垂直腔面发射激光器,利用锁相放大器AD630提取一次谐波信号幅度,实现对不同浓度的甲烷气体进行测量.实验结果表明,一次谐波信号幅度与浓度存在着很好的线性关系,分辨率达到20ppm.该系统消除了光源波动的影响,工作稳定,简化了结构,调试简便.     

基于无线传感网络的大气环境pm2.5污染状况实时监测

大气环境中以PM2.5污染问题最为突出。由于无线传威网络的迅速发展为大气环境的实时监测提供了便利条件,于是提出对PM2.5污染状况进行监测。首先,以大气光谱吸收原理为基础,将谐波检测技术与双光路差分法结合后对气体中的PM2.5颗粒浓度物进行检测。由于气体中颗粒物对光谱吸收受波长影响,通过利用激光器的调频特性对发射光源进行调整,获取的输出光信号与调制频率相关,从而得到谐波分量信号中的大气PM2.5颗粒物浓度。其次,运用无线传感网的网络路由器将信号传输到监测终端,并利用人工鱼群理论对目标区域的网络覆盖率、未休眠节点及系统能耗等进行优化,达到有效采集PM2.5浓度信号以完成污染状况监测的目的。实验证明通过对大气环境PM2.5污染状况的有效监测为雾霾治理提供了数据支持。     

基于无线网络通信的多功能瓦斯报警矿灯的研制

针对瓦斯报警矿灯,本文介绍了一种基于无线网络通信的多功能瓦斯报警矿灯。由于报警信号一般不容易被监控中心迅速获取,而且井下固定瓦斯探头监测范围容易移动,比较小。本文特别提出这个方案来解决问题。本文从硬件方面全面介绍了该矿灯的设计,而且给出了相当关键的技术。现场试验表明,本文设计的矿灯在进行无线通信距离可达到160m以上,改善了以前设备的不足,保证了煤矿产业的安全运营。     

CO_2激光器腔外吸收室4.3μm荧光稳频技术

介绍了腔外吸收室４．３μｍ荧光稳频方法。对利用低压 ＣＯ２气休的 ４.３μｍ荧光饱和共振吸收来稳定ＣＯ２激光频率的原理和装置进行了较详细的描述．测量了４. ３ μｍ荧光兰姆凹陷的相对深度及其宽度；利用三次微分信号确定了最佳调制电压范围．稳频激光输出功率为６Ｗ；利用鉴频曲线估算出锁定后频率稳定度为１０－１０量级。     

光纤传感技术在煤矿瓦斯、火灾隐患监测预警中的应用研究进展

综述了煤矿通防灾害防治中激光甲烷传感器、激光一氧化碳气体传感器、光纤高灵敏度风速传感器以及光纤分布式传感器等的研究进展。煤矿生产空间范围大、设备数量大、种类多,需要海量传感数据,激光和光纤传感器具有高性能、空间分布式连续监测等独特优势,已逐步成为矿用传感器的技术发展趋势。     

基于单片机的井下瓦斯实时监测报警系统

设计了一种用于井下瓦斯气体实时监测报警系统.该系统运用单片机基本控制原理,实现对井下瓦斯气体的数据采集及显示,并将采集的数据转换为对应频率的脉冲信号,上传到监控主机,实现远程实时监控及预警.该监测报警系统的优点是:该装置采用红外遥控技术,不用打开设备即可完成数据的查询、仪表的校准及报警值的设定,适应防爆现场的要求;该装置具有超限声光报警、切断用电设备电源的功能,可有效预防爆炸或人员伤亡事故的发生;该装置的软硬件设计在Proteus的虚拟环境下进行了联合调试.     

基于MSP430和LabVIEW的瓦斯气体无线远程监测系统

基于当前矿井中瓦斯爆炸造成严重的人员伤亡和财产损失的严峻现实,以及现有的瓦斯检测设备功耗高、实时性差、成本较高等问题,设计了一种具有无线通信功能的瓦斯气体实时监测系统。该系统包括监测节点和基站节点以及上位机3个部分。监测节点之间构成链状拓扑结构,将监测到的数据汇总到基站节点,再由基站节点与上位机相连,将数据传送给上位机。在上位机,通过LabVIEW 2010软件开发平台编写友好的人机界面,对瓦斯浓度数据进行分析和实时显示,并将数据保存到数据库,如果浓度超过警戒值,进行语音报警。系统采用Web技术,可以对上位机界面进行远程监控。经测试证明该系统具有良好的瓦斯监测和无线通信功能。     

大气信道对激光信号传输的影响以及MATLAB仿真

介绍了激光信号通过随机的大气信道时大气中气体分子对激光的吸收,探讨了大气中的气溶胶粒子对大气的散射效应以及大气的湍流对光信号的影响,并用MATLAB进行了仿真,针对仿真结果和实际情况存在的偏差,分析了产生偏差的原因。     

基于光谱吸收的CO2气体检测系统

针对CO₂气体实时在线监测的应用需求,以比尔-朗伯定律为理论基础,基于可调谐半导体激光吸收光谱技术搭建一套CO₂气体在线检测系统。选择吸收谱线波长为1 609.583 nm,并在系统中搭建两路参考光路用于消除光源信号波动和实现自动寻峰,以提高检测系统的稳定性与准确性。通过对系统的标定与校准,系统测量相对误差小于0.8%,系统重复性小于0.06%,响应时间不超过18 s,对空气中CO₂的体积分数进行连续4 h监测,其值的波动范围为360×10^-6 ~ 400×10^-6。试验结果表明该系统具有较好的稳定性与可靠性,可满足CO₂气体实时在线监测的应用需求。     

激光诱导热裂切割玻璃的声发射信号监测技术

现阶段各个领域对玻璃切割质量的要求越来越高,作为一种新兴的切割技术,激光诱导热裂相对于传统切割有很大优势,但在切割过程中裂纹扩展轨迹会偏离预定的路径。若要改善这种偏离现象,切割时需要通过对裂纹扩展状态的实时监测来确定补偿策略,而声发射作为一种无损检测方法在此方面有着巨大的优势。本文在激光诱导热裂切割玻璃过程中,会产生声发射现象。针对激光诱导热裂切割玻璃过程中产生的声发射信号针对此声发射信号进行了模态分析和小波包分析,确定了最优的小波基及分解尺度选择的依据。在实验中,通过对传感器进行优化布局并采用时差定位方法对裂纹尖端位置进行了定位分析。在此基础上,进行了激光诱导热裂切割玻璃声发射信号监测实验研究,探求了AE信号特征与裂纹扩展状态两者之间的联系。