光纤通信自动保护系统的应用

光纤的自动切换保护系统是专门用来保护光传输线路上的传输信号不受光纤意外折断或损耗变大的影响而设计的。该系统的特点是：响应速度快、备用路由光纤自动实时监测、掉电保护、报警信号输出显示、损耗小、网管性能监控、1＋1主备电源保护等特征。该系统能够将由于线路故障引起的损失减到最低,保证光缆网络安全可靠地运行。     

FAIMS系统用高频高压非对称脉冲电源设计

据高场非对称波形离子迁移谱(FAIMS)系统对非对称脉冲电源的要求,提出了一种FAIMS系统用高频高压非对称脉冲电源的设计方案。该方案依托于通用的半桥电路,辅之以Atmega16为核心的PWM生成电路、可靠的栅极驱动及高压功率MOSFET动态静态保护电路。该电源输出非对称方波幅值达2kV,当频率为200kHz,功耗仅为90W。测试结果表明该设计方案实际可行,能满足FAIMS检测系统的工作需求,且具有电路结构简单、频率占空比可调、功耗低等特点。     

基于80C196KC的大功率微弧氧化电源控制系统的研究

针对镁合金表面处理对参数调节和效率的要求,研制了大功率微弧氧化电源控制系统,该系统以80C196KC为核心,对整个系统的动作程序和工艺参数进行控制,电源实现了双向不对称脉冲输出和在大电流、高电压工况下主要参数的一定范围调节.硬件电路与软件设计中采用有效的抗干扰措施,使整个控制系统稳定、可靠.实验结果表明,该系统可以满足微弧氧化工艺的要求,实现微弧氧化的自动化.     

基于光纤环衰荡腔的甲烷传感系统

为测量甲烷气体浓度,设计基于光谱吸收原理测量气体浓度的传感系统。该系统利用光纤环衰荡腔代替传统的光学腔,使光源产生的光脉冲信号在光纤环中多次循环吸收,延长了吸收路径,从而大大缩短了气室长度。利用该系统对甲烷气体浓度进行测量,对测量结果的参数进行分析,并通过实验仿真得到甲烷气体浓度与光脉冲信号衰荡时间的关系。结果表明:实验结果与理论相符,证明所设计系统正确可靠。     

基于FAIMS的高场非对称方波电源系统设计

设计了一种用于FAIMS(高场非对称波形离子迁移谱)系统的高场高频非对称方波电源。电源由驱动电路、脉冲成型电路、高通滤波器和补偿电压电路四部分组成。选用半桥结构产生脉冲电压,利用高通滤波器滤除高频方波中的直流分量,把正脉冲变成正负面积相等的非对称脉冲。建立了电路模型,通过实验验证了高场非对称脉冲电源模型建立的正确性。该电路能够输出峰峰值电压为1000 V,方波频率为500 kHz。     

一种高输出电压的压电陶瓷驱动电源的研究

压电陶瓷驱动电源是压电陶瓷微位移器应用中的关键部件.PA85A是一种高压、高精度的MOSFET运算放大器.本文提出了一种基于PA85A的单端供电的新型压电陶瓷驱动电源,介绍了该电源设计原理并对其性能进行了分析和测试.该电源具有集成度高,响应速度快,驱动力强,稳定性好,输出电压高达(306.8V)的特性,能有效用于光纤光栅传感系统中.     

脉冲磁场测量系统的研制和标定

为了评估雷击建筑物或其附近室内的脉冲磁场水平,研制了一套由自制磁场探测线圈与光纤传输系统集成的脉冲磁场测量系统.光纤传输系统的灵敏度系数通过正弦波发生器进行标定.8/20μs冲击电流发生器输出端连接直径为0.3 m的单匝线圈组成磁场发生器,磁场探测线圈通过固定在单匝线圈的中心进行标定.试验结果表明,该系统能够有效地测量脉冲磁场,磁场探测线圈的B/U标定系数误差小于3%.     

基于光纤传输技术的高压纳秒脉冲测量系统的研究

测量高压纳秒脉冲时,采用同轴电缆传输受电磁干扰严重,测量精度不高,光纤传输可有效克服此缺陷。叙述了光电转换、光纤传输测量系统的原理,给出了光发射模块及接收模块的电路结构,并用电路仿真软件Multisim进行了仿真。对所设计的光纤传输测量系统与同轴电缆传输测量系统进行了对比试验,光纤传输测量系统具有抗干扰能力强、测量精度高、长距离传输不失真等优点。     

一种新型油田井壁取芯供电电源研究

本文对油田井壁取芯马达电机的供电电源进行了研究,提出了一种基于光纤传输的马达电机供电方式。介绍了系统的实现方案及工作原理,并给出了实验波形。实验结果表明,该系统克服了传统的油田测井电源方案的诸多缺点,具有性能稳定可靠、起动电流小、智能化程度高等优点。     

基于频响分析法的脉冲电源与容性负载间匹配电路设计

为克服传统的基于负载匹配法设计的匹配电路存在导致容性负载上脉冲电压上升率明显降低的不足,提高脉冲电源在容性负载下的应用效果,提出了将频响分析用于设计脉冲电源与容性负载问匹配电路的方法．基于此法设计了一种由电感（Lm）支路和与其并联的阻-容（Rm-Cm）串联支路构成的匹配电路,当Lm、Rm和Cm满足使容性负载上的脉冲电压（u2）与脉冲电源输出的脉冲电压（u1）之比（u2/u1）的频响特性,在脉冲电源输出的脉冲电压的有效频谱范围内接近不失真系统频响特性的条件时,可在容性负载上得到既无振荡,且上升率高的脉冲电压．实验验证该匹配电路是有效的．     

双锥形光纤应变传感器

光纤环形腔衰荡光谱技术是一种新兴的高灵敏吸收光谱技术,可以用来测量腔内微量的光损耗。当外界在双锥形光纤上施加应变时,会引起光脉冲在光纤环形腔内传输的变化,通过测量光在腔中的衰荡时间,实现应变的测量。实验结果表明,该应变传感系统的应变分辨率最高可达到0.8με。     

新型多开关脉冲功率技术

摘要阐述一种基于TLT(Transmission-Line-Transformer)的新型多开关脉冲功率技术。该技术可以像Marx发生器一样实现多个火花开关的自动同步,而无需外部同步触发电路或光路。与传统的多开关电路相比,不仅可以通过电压叠加获得高电压输出,而且可以通过电流叠加实现大电流输出,或者用于驱动多个独立的负载。该技术已被成功应用于高效高重复率大功率纳秒短脉冲电源的开发。该电源采用10个火花开关,它们可以在约10nm内实现同步。输出脉冲上升沿约10ns,脉冲宽度55ns。输出峰值功率300～810MW,输出电压40～77kV,输出电流6～11kA,能量转换效率93%～98%。由于总的开关负荷由10个开关均分,与基于单个火花开关的系统相比,系统寿命可大幅度提高。当采用闸流管时,还可以用来产生大电流微秒脉冲,可行性已经在具有3个闸流管的小型实验设备上得到验证。此外,该技术独特的多开关连接方式可以拓展到其他脉冲电路中,如Blumlein发生器和感应叠加器,从而派生出其他新型多开关电路。     

光纤光栅传感信号的Sagnac环境边沿滤波解调方法

利用高双折射光纤构成的Sagnac环境做为边沿滤波器件,应用于光纤光栅传感系统中,实现了7nm范围内的线性波长解调．采用全光纤设计,系统的解调速度可达数kHz．该解调方案基于光强度测量,适用于动态和静态测量,具有系统反映迅速,性能价格比高等优点．     

直流激励针-环等离子体喷枪放电模式的实验研究

利用空气作为工作气体,采用直流电压激励针-环等离子体喷枪,在大气环境下产生了可触摸的低温等离子体羽.利用电学和光学测量,结果表明等离子体羽存在两种放电模式:脉冲模式和连续模式.对于脉冲模式,研究发现放电频率随气体流量或电源输出电压的增加而增加.对于连续模式,伏安特性表明其为反常辉光放电.利用光纤测温仪测量了两种放电模式下等离子体羽的气体温度,发现气体温度随着电源输出电压增加或气体流量减小而升高.相比于连续模式,脉冲模式温度更低,可用手触摸,因此在生物医学领域有更大的应用价值.利用发射光谱,通过拟合的方法计算了两种放电模式的分子振动温度,发现它与气体温度随参数的变化趋势相同.     

多通道脉冲分光颜色测量系统

开采一种采用脉部缶灯光源照明，多元阵列光纤作为多通道接收器的光纤型脉冲多通道快速分光颜色测量系统。该仪器的色分辨率高，动态范围大，色品坐标精度为０．００２，测量光谱范围为３８０ｎｍ－７８０ｎｍ，光谱分辨率为１０ｎｍ，测量时间为几个ｍｓ，测量时间间隔小于５ｓ，能测量较暗物体的颜色，也能进行荧光物体的颜色测量和脉冲光源的相对光谱功率分布的测量，并能给出各种标准照明体和各种色度系统下的色度参数。     

双光纤干涉温度传感器的研究

目的研制一种具有高分辨率、高灵敏度、抗电磁干扰的全光纤温度传感器。方法应用双光纤干涉和温度对相位的调制原理并借助CCD图像传感器、计算机系统。结果建立了基于光纤传感温度的测量系统。结论双光纤温度测量系统具有稳定、可靠、分辨率高和抗电磁干扰等优点,可实现-20℃至80℃的温度测量。     

激光惯组脉冲信号计数系统的设计与FPGA实现

运载火箭控制系统中的敏感元件,是运载火箭在飞行过程中保持姿态稳定的重要组成部分。在对激光陀螺惯性测量组合（Laser Gyroscope Inertial Measuring Unit—LIMU,简称激光惯组）遥测接口输出数字脉冲信号进行深入分析的基础上,设计了一种基于FPGA的数字脉冲信号计数器系统,对系统的功能流程和硬件组成进行了详细的介绍并通过运用VHDL语言在LiberoIDE开发环境中进行了仿真验证。结果表明该系统具有性能可靠、成本低、占用资源少、开发周期短等优点,具有良好的应用价值。     

对双折射不敏感的光纤电流传感器系统研究

讨论了双折射对光纤电流传感器稳定性影响，并介绍了一种采用光学偏振控制器、块状玻璃传感头和单光路检测的光纤电流传感器。理论分析和实验结果表明，这种结构的光纤电流传感器能够有效地消除输入、输出光纤及传感头的双折射对系统测量灵敏度的影响，使系统工作稳定可靠。     

合肥储存环注入脉冲电源电路触发可靠性改善研究

由合肥电子储存环注入系统输出数千安培电流脉冲的脉冲电源短路过载与同步关系不稳定现象，研究了该系统脉冲电源电路应满足的等时触发关系式和触发电路，认为脉冲电源原设计的触发电路缺少抑制强干扰的功能．还研究了前沿触发门闩电路对时钟脉冲的选通能力和干扰脉冲的抑制能力，认为前沿触发门闩电路在强干扰环境下，具有很强的抑制干扰作用．用前沿触发门闩电路改进合肥储存环注入系统脉冲电源取得了良好的效果．     

300 MHz、139 fs全光纤超短脉冲激光器

高重复频率超短脉冲光纤激光器在高效加工、生物光学成像等方面具有广泛的应用价值。报道了基于非线性偏振演化效应的高重复频率、百飞秒、集成化光纤激光源。通过集成结构实现重频300.25 MHz、脉冲宽度139 fs的脉冲激光。在384.2 mW的平均泵浦功率下,该激光器连续工作12 h,光谱输出形状未发生变化。其中在6 h内,重复频率漂移量约为25 Hz。此外,该激光器在泵浦功率为512.8 mW时,可以实现自启动,因此,这种结构简单,高重复频率的超短脉冲锁模光纤激光器是一种具有广泛应用潜力的激光源。