一种OTDR信号去噪的新方法

随着光纤传输的高速发展,对光缆线路的维护和管理要求越来越高。特别是在发生光纤故障时,会产生较强的噪声干扰。如何能够准确、快速地进行故障定位,成为保证通信网络畅通运行的关键问题。针对这一问题,提出一种基于通信光缆OTDR信号去噪的新方法。最后通过仿真实验证实,此方法可有效去除OTDR光缆信号中的强噪声,实现光缆断点的准确定位。     

光纤F-P应变测量系统在大桥监测中的应用

介绍了光纤法珀（F—P）应变测量系统的基本原理及结构,并将该系统实际应用于大佛寺长江大桥结构应变测量中．测量结果表明,光纤F—P应变测量系统的测量值能够有效地反映桥梁结构混凝土内部受温度影响的应变变化,测量系统运行正常有效．     

基于光纤传感网络的航空航天复合材料结构健康监测技术研究现状

概述了光纤传感器的分类及特点, 详细介绍了光纤传感器在航空航天复合材料结构健康监测中的应用和发展状况, 包括Boeing公司、Airbus公司、美国国家航空航天局(National Aeronautics and Space Administration, NASA) 等对光纤传感器进行的应用研究. 指出了光纤传感网络在相关应用中应考虑及有待解决的一些问题, 展望了基于该类传感器的健康监测技术在航空航天领域中的应用前景.     

Monte-Carlo仿真酒精特征波长光子在皮肤中的传输规律及光纤探头设计

用蒙特卡罗(Monte-Carlo)方法研究酒精特征波长的光子在皮肤组织中的传输规律,从而确定酒精光谱的最佳检测距离,为应用近红外光谱进行人体酒精无创检测提供理论依据。通过建立皮肤4层结构模型,确定了在酒精特征波长(1694nm、1735nm、2266nm、2308nm)下该模型的光学参数。利用Monte-Carlo方法对该模型仿真可得到结论:1694nm、1735nm波长光子的最佳检测半径为650μm,2266nm、2308nm波长光子的最佳检测半径为450μm;半径在200～1000μm之间时,出射点的光子密度随检测半径的增加呈幂函数形式递减,检测到的光子数随检测宽度的增加大致呈线性递增。利用上述结果,设计了用于人体酒精无创检测的光纤探头,选用TE制冷型的InGaAs检测器作为光子检测器。     

IUKF neural network modeling for FOG temperature drift

A novel neural network based on iterated unscented Kalman filter （IUKF） algorithm is established to model and com- pensate for the fiber optic gyro （FOG） bias drift caused by temperature. In the network, FOG temperature and its gradient are set as input and the FOG bias drift is set as the expected output. A 2-5-1 network trained with IUKF algorithm is established. The IUKF algorithm is developed on the basis of the unscented Kalman filter （UKF）. The weight and bias vectors of the hidden layer are set as the state of the UKF and its process and measurement equations are deduced according to the network architecture. To solve the unavoidable estimation deviation of the mean and covariance of the states in the UKF algorithm, iterative computation is introduced into the UKF after the measurement update. While the measure- ment noise R is extended into the state vectors before iteration in order to meet the statistic orthogonality of estimate and mea- surement noise. The IUKF algorithm can provide the optimized estimation for the neural network because of its state expansion and iteration. Temperature rise （-20-20℃） and drop （70-20℃） tests for FOG are carried out in an attemperator. The temperature drift model is built with neural network, and it is trained respectively with BP, UKF and IUKF algorithms. The results prove that the proposed model has higher precision compared with the back- propagation （BP） and UKF network models.     

基于多传感信息的挖掘机器人导航及避障技术

为实现挖掘机器人在挖掘作业前,无碰撞安全行走到作业场所,采用视觉、红外及超声波传感器,采集挖掘机器人外界环境信息,通过红外及超声波传感器实现墙壁跟踪导航;依靠视觉传感器,实现巡线、道路识别、导引车辆跟踪导航;依靠光流法提取障碍物特征信息,实现路面障碍物的识别、避障。研究结果表明:综合使用多传感器信息,可以实现挖掘机器人的导航及避障目标。     

双马赫-曾德尔分布式光纤扰动监测系统设计

为解决扰动监测系统定位精度低的问题, 基于对光纤马赫-曾德尔干涉的研究, 设计了改进型双马赫- 曾德尔分布式光纤扰动监测系统。 利用双马赫-曾德尔光纤传感系统光程差定位原理, 通过互相关算法估算光 程差导致的时间差确定扰动点。 淹没于高频噪声的扰动信号经自主设计的信号预处理电路, 采用低通巴特沃 斯滤波器滤除 3. 3 kHz 以上高频噪声, 通过嵌入式采集与处理模块对得到的数据进行平滑滤波, 提高了扰动信 号的相关性, 有效减小了定位误差。 通过多次重复测试和数据分析结果表明, 系统定位误差约为10 m, 可用于 扰动实时监测。     

分布式光纤测温系统中 APD 探测电路设计

为提高基于拉曼散射分布式光纤测温系统整体的探测精度并增加探测距离, 设计了性能优良的 APD (Avalanche Photo Diode)探测电路。 对光电探测器件工作技术参数进行分析, 选定响应度高和带宽范围大的雪 崩二极管作为转换前端, 采用高精度快速集成运算放大芯片 CLC425 设计带有滤波的多级放大电路。 实验结果 表明, 该电路实用可靠, 具有响应速度快、 精度高和宽带大(100 MHz)的特性, 可有效提高拉曼测温系统的动 态精度和测温范围。     

红外区金属铜粒子散射特性的计算与分析

在文[1]的基础上,根据M.L.Aden和A.Kerker的Mie散射理论计算了金属铜粒子在红外区的散射特性,得到了散射截面、吸收截面以及散射强度的光谱,并详细分析了影响散射强度分布的因素。     

吸收式NO气体光纤传感系统的研究

建立了一光纤传感器系统,并对NO气体的特性进行了研究,得到了NO气体对光的吸收谱和光波长分别为350,400及500nm时,吸收特性随气体浓度变化特性。实验结果表明在一定条件下NO气体浓度与吸收百分比成线性关系。该系统的响应时间仅为5s,恢复时间在10s之内。