高精度光纤位置检测误差的研究

研究了基于重心算法的光纤位置检测的系统误差.该检测技术应用在LAMOST焦面光纤定位装置中.从理论角度探讨该误差的产生及影响,并从实验角度给予验证.具体做法是测量相对位置固定,绕同一中心旋转的光纤间的距离,以旋转过程中光纤间的距离变化来衡量该误差.     

LAMOST光纤定位技术

对于在建的大天区面积多目标光纤光谱天文望远镜(large sky area multi-object fiber spectroscopy telescope,LAMOST)而言,如何在直径为1.75 m的球冠形焦面板上将4 000根光纤快速定位,实现同时观测4 000个天体目标,是其两大关键技术问题之一.本文介绍了由中国科学技术大学提出的分区并行可控光纤定位技术的总体设计思想,以及在研制过程中解决的技术问题;讨论了亟待解决的光纤定位的位置测量问题.安装后的LAMOST焦面光纤定位小系统在兴隆现场已完成了与其他系统的联调,成功地批量获得了天体光谱.     

光纤定位单元粗跑合阶段的故障分析与处理

针对光纤定位单元在粗跑合阶段的故障现象,分析故障产生机理,研究并提出了故障排除方法和手段.结合该阶段光纤定位单元的运行特点,建立光纤定位单元的故障树,还根据故障树来评价各零部件的故障状态及其对保证系统可靠性、安全性的重要程度.     

跳跃机器人各关节的动力学仿真分析

基于跳跃机器人在越障方面优于轮动或爬行机器人的特点,设计了一个三关节跳跃机器人,并建立了简化的机构模型.从分析力学的角度对机器人进行运动分析,采用拉格朗日法建立了站立相和腾空相的动力学方程,并用Matlab对动力学方程进行了数值仿真.仿真结果表明各关节在电机驱动下有小幅度振动.这一结果说明在研究跳跃机器人的稳定性时,要解决各关节小幅度振动问题.     

液压缸平稳性分析

建立了液压缸的数学模型,对液压缸的动态特性进行了仿真,得到了稳态速度,对影响液压缸稳定性的因素作了初步分析和研究;揭示了液压缸低速爬行现象,阐述了爬行现象的成因并提出了消除爬行现象的措施.     

钢管拱肋安装及空间定位控制

随着近年来钢管拱桥在我国桥梁建设上的不断应用,钢管拱肋的安装技术以及空间定位控制技术也进一步得到完善.然而,在钢管拱肋的安装阶段时常会出现钢管拱在一定程度上没能按照加工预拼线形控制的现象,或者出现钢管拱的长度变短现象,最后导致钢拱肋在合拢阶段需要对接头进行特别的技术处理,也因此使得拱肋轴线也在一定程度上出现了较大的误差.所以说,钢管拱肋安装及空间定位技术是钢管拱桥建设的过程中需要解决的首要问题.因此,本文将进一步从理论上对钢管拱肋安装技术以及空间定位的控制问题进行必要阐述.     

油缸出现爬行现象的原因分析

介绍了油缸液压传动系统的主要组成部分,分析了油缸出现爬行现象的产生原因。提出相应的预防方法：设计合理,安装正确,适当地减小密封圈的预紧力。     

出口节流调速非对称气缸的爬行判别式

为了克服气缸低速运动时出现爬行现象对气缸运动平稳性的影响,建立了基于出口节流调速的非对称气缸系统的运动模型,并对模型进行了量纲一化处理,给出气缸发生爬行现象时的判别式,在不同的负载质量和运动速度下对气缸进行爬行实验,通过实验对提出的判别式进行了验证. 实验结果表明,使用该判别式能够直接根据工况参数正确预测气缸是否出现爬行现象.     

双回转光纤定位单元装置

论文给出了一种适合大天区面积多目标光纤光谱天文望远镜(LAMO ST)的新型光纤定位单元装置.它包括一个作±180°范围回转的中心回转机构和±90°回转的偏心回转机构.定位时,光纤始终在望远镜焦面上运动,不会发生离焦现象;且结构简单,装拆方便,易于保证精度,制造成本低.测试结果表明,该单元装置完全能满足LAMOST的需要.     

高硬度球面磨削过程中类爬行现象的分析和抑制

在高硬度球面磨削过程中发现了一种类爬行现象,通过对球面磨削的主轴 砂轮 工件系统物理建模,推导了实际进给量与理论进给量之间的关系,揭示了进给系统的刚度、进给量和进给时间间隔对进给误差的影响规律;分析了类爬行现象的发生机理及其对球面磨削质量和磨削效率的影响.为了避免球面磨削过程中类爬行现象造成的危害,提出了基于声音和电流信号的双阈值模糊自适应控制策略对高硬度球面磨削过程进行监控.实验结果表明,与定进给磨削方式相比,所提出的模糊控制策略提高了磨削过程稳定性和工件表面质量,有效抑制了类爬行现象的发生.     

基于双斜坡法的光纤应变快速测量方法

为了提高基于布里渊散射的光纤应变测量的实时性,将仅根据两个工作点布里渊增益计算布里渊频移的双斜坡法用于光纤应变测量。介绍了双斜坡法的基本原理,基于仿真布里渊谱研究了左右两侧工作点选择对布里渊频移计算准确性的影响规律,确定了最佳的工作点。基于确定的最佳工作点和不同信噪比的布里渊谱,研究了信噪比对双斜坡法和最小二乘拟合法准确性的影响规律。结果表明,双斜坡法的两个工作点围绕光纤沿线布里渊频移的均值对称时误差最小;随两个工作点频率之差的增加布里渊频移误差先减小后增大。相似准确性下双斜坡法的布里渊谱测量时间仅为最小二乘拟合法的1/30左右,布里渊频移的计算时间仅约为后者的1/480。     

基于液滴分析技术检测水中的溶解氧及盐度

为使液滴分析技术定性识别液体时能定量给出主要的水质指标,将光纤溶解氧传感器引入液滴分析技术,利用荧光淬灭原理检测溶解氧含量;同时,利用盐度与液滴指纹图的关系建立拟合方程,检测盐度.将溶解氧探头放入盛水的烧杯中与液滴结构中进行对比实验,两者最大相差0.37%,说明在液滴结构中检测溶解氧具有可行性;对不同盐度的溶液进行实验,结果表明随着盐度的增加光纤电压值增大,建立了盐度的拟合方程;通过检验发现式（2）效果较好,最大误差为5.5%.     

变压器绕组光纤光栅温度传感器的优化设计

基于光纤光栅原理,研制了直接测量变压器绕组内部温度的光纤传感器,对传感器的封装工艺、材料进行了优化设计,解决了热力场和应力影响问题。经过温度标定实验,对光纤温度传感器进行了温度校准。现场实验表明,光纤温度传感器与电子传感器的测量温度能够保持较好的一致性和重复性,测量灵敏度小于0.1℃,测量精度可达到±0.5℃,满足变压器绕组内部温度的实时在线检测要求。     

基于光纤光栅传感器的变压器储油柜油位计研究

常规电力变压器储油柜油位采用电信号传感器进行监测,传感器信号易受变压器高电压、大电流等复杂电磁环境的干扰,针对上述不足,研究了一种基于光纤光栅传感器的变压器储油柜油位计,即光纤光栅油位计.该光纤光栅油位计主要由光纤光栅传感器和C型弹簧管组成,利用光纤光栅对应变的传感特性、液体压强与液位高度的关系实现储油柜油位的监测,是一种能有效提高变压器稳定运行的非电量监测方法.结果表明:光纤光栅油位计中心波长偏移量与储油柜油位变化呈良好的线性关系,线性拟合度均值为0.9996,灵敏度均值为4.7472 pm/dm,能够满足变压器储油柜油位的监测要求.     

油井分布式光纤测温及高温标定实验

在稠油热采中,分布式光纤测温技术与其他传统测温方式相比具有无可比拟的优势。该技术利用光纤拉曼散射原理和光时域反射（OTDR）定位原理为基础。为提高高温环境下的测量精度,在室内模拟井下温度环境进行温度标定实验,采用二次拟合的方法取得了较好的效果。系统温度范围：0-350℃,测温光纤长：0～1900m,测量温度精度：±2℃,距离定位精度：±2m,为油井井下温度测量提供了科学依据。     

光纤传感器的应用现状及未来发展趋势

对光纤传感器的应用概况进行了详细综述,介绍了几种使用在特定工作范围内已成熟的光纤传感器系统。针对工程方面的,详细介绍了光纤传感器的具体应用实例。并指出了目前光纤传感器应用上急需解决的一些问题及其发展趋势。     

光纤通信浅谈

简要介绍了有关光纤通信的若干问题，包括光纤的类型、光纤的损耗特性和色散特性、光路的光器件、光纤通信系统以及光纤通信系统的工程设计。     

光纤保护现场运行若干问题探讨

阐述了光纤通道的优点,介绍了光纤保护通道的连接方式及接口设备,通过现场运行中光纤保护常见问题的举例分析,总结了各种异常现象的成因和运行调试注意事项。     

光纤光学实验探索

基于目前光纤光学教学中存在的问题,结合本系现有实验条件,从有利于为学生提供掌握光纤技术的基本概念和实验室技术上手经验,培养学生的自主创新能力出发,提出了探索光纤光学领域当今最先进应用的实验模块。     

用光纤位移传感器测量金属丝的杨氏模量

用光纤位移传感器对金属丝的杨氏模量进行测量,用最小二乘法拟合直线方程,用逐差法处理实验数据,得出实验结果.与光杠杆法相比,该方法测量误差小,准确度高.