完整抛磨光纤光栅3层介质波导模型数值模拟

应用3层结构光纤波导模型,借助计算软件改变外界折射率、剩余包层厚度等参数,对完整抛磨光纤光栅在外界环境影响下的Bragg波长变化进行数值模拟。数值模拟的结果表明,随着外部环境折射率的提高,有效折射率从初值渐骤升至最大值,后略有下降,Bragg波长表现为外界折射率接近纤芯折射率时,红移而又略回蓝移。在设定不同的外界折射率情况下,光纤光栅的有效折射率都呈现出当包层半径较大时保持不变,包层半径减小到某值后光纤光栅的有效折射率突然增加,达到顶峰的有效折射率仍小于各自的外界折射率。所得结果对于侧边抛磨光纤光栅的设计、液位测量和折射率传感技术具有重要的指导意义。     

Mach-Zehnder双光纤干涉仪应力-应变函数关系研究

利用Mach-Zehnder双光纤干涉传感器定量测量外界的应变应力必须给出相变与应力应变的函数关系式。分析了M-Z双光纤干涉仪光纤应变与相位变化的关系,将光纤应力测量过程简化为悬臂梁模型的受力变形,由该模型计算出相位变化与应力-应变的函数式,从而为双光纤干涉传感器应力应变测量的定量分析提供参考。     

D-型光纤传感器检测流体折射率的仿真

为了利用D-型光纤传感器来检测流体的折射率或浓度，采用固定波长的入射光，改变入射角度的方法，通过Matlab对模型进行数值模拟研究了光反射强度与纤芯、入射角、金属膜厚度、SiO2膜厚度以及被测介质折射率之间的关系。模拟结果表明，纤芯折射率变大时，共振角减小；当入射角在共振角附近时，光强反射率变化明显；金属膜厚度对光强反射率影响明显，但对共振角影响甚小；不同折射率的被测介质对应的共振角度不同。因此可通过检测不同入射角下的光强反射率，找到共振角，从而达到确定被测流体的折射率或浓度的目的。     

高频CO2激光脉冲写入PCF-LPFG传感特性研究

采用高频CO2激光技术在柚子型光子晶体光纤(PCF)上写入长周期光纤光栅(LPFG),并对其温度、应变和弯曲特性进行了实验研究。实验测得,PCF-LPFG谐振波长的温度和应变灵敏度分别为0.002nm/℃和0.001 8nm/με,谐振峰损耗值对温度和应变不敏感。由于高频CO2激光写入为单侧写入,导致PCF-LPFG透射谱的弯曲特性与方向和曲率直接相关。选择弯曲灵敏度较大的方向进行了弯曲测试,测得在一定的曲率范围内,PCF-LPFG的谐振波长及谐振峰损耗值的灵敏度分别为-5.45nm/m-1和3.32dB/m-1。基于PCF-LPFG的透射谱温度不敏感特性,本文为制作不受温度影响的应变和弯曲传感器提供了新的方法。     

基于双悬臂梁结构的光纤加速度传感器

为消除悬臂梁结构加速度传感器由于光纤表面粘贴产生的啁啾现象,增强横向抗干扰能力,提高共振频率,提出了一种基于双悬臂梁结构的光纤加速度传感器。给出了理论分析结果,建立了有限元模型,得到了加速度灵敏度表达式,并且探讨了在共振频率不变的情况下提高加速度灵敏度的方法。实验结果表明,该传感器在6～50 Hz内频响平坦,加速度灵敏度为14pm/g,抗横向干扰能力达20dB,与理论计算较好地吻合。     

光纤参量对反射式光纤传感器输出特性的影响

阐述了反射式光纤传感器的特点、应用及调制原理,以一种典型的反射式光纤传感器为基础,建立了该传感器的光功率输出特性数学模型,并运用MATLAB软件对该模型进行了仿真,绘制出不同条件下输出光功率与测量距离之间的函数曲线,找出了光纤芯径、光纤间距、光纤数值孔径等光纤参量和光纤对间距对该传感器输出特性的影响规律,为这类传感器的设计和试验提供了一定的理论依据和指导原则。     

基于光纤光栅应变箍传感器的管道局部腐蚀监测

为了对管道局部腐蚀进行长期、实时监测,自行开发了一种光纤光栅(Fiber Bragg Grating,FBG)应变箍传感器。介绍了基于FBG应变箍传感器的管道局部腐蚀监测原理,利用这种传感器测量管道的平均环向应变,实现对管道局部腐蚀的监测。将FBG应变箍传感器安装在局部壁厚不同程度减小的钢管道外壁上,分别测量各个管段的平均环向应变,开展局部腐蚀模拟试验。利用材料力学理论计算相同压力下不同腐蚀程度管段的平均环向应变,并用有限元软件进行模拟分析。结果表明:FBG应变箍传感器可以监测到管道平均环向应变的变化,进而反映管道局部腐蚀程度。这种基于管道环向应变监测管道局部腐蚀的方法具有很好的应用前景。     

西南油气田首次应用光纤清管器在线跟踪定位技术

<正>近日,西南油气田公司在北内环(磨溪—肖溪)管道清洁作业中首次应用光纤清管器在线跟踪定位技术,实现了清管器运行在线实时跟踪定位,为清洁作业提供了有力的技术支撑。该技术利用光纤后向瑞利散射原理,以管道同沟敷设的通信光缆作为传感器,采集清管器在管道中运行时与管壁发生摩擦、碰撞的     

光纤传感器的分类及在农业上的应用

伴随着社会经济与科学技术的不断发展,近年来光纤传感器得到了有效应用,并在农业应用中取得了令人瞩目的成绩。本文结合时代发展的要求,阐述了农业用光纤传感器的优势与分类,并总结了光纤传感器在农业中的应用,以期为实现现代农业的创新发展与进步提供参考。     

拉锥光纤表面等离子共振氢敏感分析

研究了拉锥光纤表面等离子共振氢敏感机理、构建及应用.在分析光纤圆弧表面生长Pd膜的氢敏感原理的基础上,建立了拉锥光纤均匀段直径处生长Pd膜的氢敏感模型,为了提高拉锥光纤表面等离子共振氢敏感信号响应幅度和分辨率,优化了氢敏感区的Pd膜长度.计算表明,若光纤拉锥后包层(包括纤芯)直径为100 nm,Pd膜的厚度为20 nm,入射光波长为632.8 nm,则灵敏度最大的作用区长度为1.6μm.对于G652光纤拉锥氢敏传感器,若均匀段直径为40μm,则高灵敏度的作用区长度为10 mm.     

MDF纤维中脲醛胶含量的定量分析

脲醛树脂胶是中密度纤维板生产的常用胶种,它的用量直接关系到产品的生产成本和产品质量及性能.本文利用在X-射线的照射下,不同的金属离子具有对应的波长衍射,含量的多少反映为衍射强度的原理,应用X-射线衍射仪(WDXRF)对MDF所含的脲醛树脂胶(UF)的含量进行定量分析.分析中采用与胶料固含量2.4%的比例将硫酸铜(CuSO45H2O)与脲醛树脂胶均匀混合和并按照生产工艺的施胶要求加入到纤维的方法,使铜离子成为UF胶料的分布标记.并通过实验室的标准含量的样品和衍射强度之间关系进行标定,从而实现对UF树脂胶料的定量测量.结果表明,Cu离子的波段位置清晰,X-射线的衍射强度和金属含量之间存在良好相关性,并以此建立了中密度纤维板中UF树脂胶含量和X-射线衍射强度之间的线性关系式.经验表明这一关系是精确可靠的.     

光纤化学传感荧光法测定维生素B2片剂含量的研究

[目的]利用光纤化学传感荧光法,准确测定维生素B2片剂的含量.[方法]利用光纤化学传感荧光法检测系统,将维生素B2片溶解于水溶液中,测定其荧光光谱,定量分析其含量.[结果]该方法维生素B2最大发射波长为533 nm,质量浓度在3.2×10-5～8×10-4 mg/ml与荧光强度呈良好线性关系,检测线为1.55×10-8 mg/ml,日内精密度为0.19％,日间精密度为1.2％,回收率为97.9％ ～105.1％.[结论]采取该方法测定维生素B2药片含量的准确度高,检测线低,结果令人满意.     

有机-无机ZrO2纳米复合光致聚合物的全息特性

研究了一种掺入ZrO2纳米颗粒的丙烯酰胺基光致聚合物的全息特性。用Ar+Kr+激光器647nm波长的光对光聚物进行曝光,实验表明,在纯有机光致聚合物中掺入ZrO2纳米颗粒后,折射率调制度从1.88×10-3提高到2.28×10-3,缩皱率从3.2%降低到0.8%。说明有机-无机ZrO2纳米复合光致聚合物材料,是高密度全息存储所需的比较理想的存储材料。     

管道泄漏分布式光纤监测时-空大数据分析方法

分布式光纤传感器能够灵敏地感知管道任意位置泄漏导致的局部温度变化,但是海量监测数据却具有显著的时-空非平稳性特征,难以直接根据监测数据进行泄漏诊断。在统计模式识别框架下,提出一种基于滑动窗口离群值分析的时-空大数据分析方法,仅利用分布式温度监测数据的内秉特征即可实现管道泄漏的智能化识别,确定了滑动窗口长度和异常状态诊断窗口长度的取值方法,并且进行了原型保温钢管泄漏监测的物理模拟。结果表明:在管道完好的状态下,该方法不会发生误报警的情况,而管道一旦发生泄漏,该方法能够快速识别管道泄漏事件,并对泄漏位置进行精准定位。该方法是一种无监督的人工智能大数据处理方法,在埋地管道泄漏监测中具有良好的应用前景。     

应用SPR生物传感器检测酸菜发酵液中大肠杆菌

应用SPR传感器可以快速检测酸菜发酵液中的大肠杆菌,以便检测和控制酸菜发酵液中的亚硝酸盐含量,保证发酵食品安全。采用生物素-亲和素系统增大SPR传感器折射信号,获得了传感器的折射率与大肠杆菌浓度的回归方程,实现了对酸菜发酵液中大肠杆菌浓度快速,精确检测,提高大肠杆菌检测限到104cfu·mL-1。     

用SPR传感器研究牛奶的折射率随脂肪的体积含量变化的关系

介绍了用SPR传感器测量乳状液体折射率的原理和方法.并以牛奶为测量样品,得出牛奶的折射率随其脂肪的体积含量成线性变化的规律.     

Stored light in an optical fiber via stimulated Brillouin scattering

We describe a method for storing sequences of optical data pulses by converting them into long-lived acoustic excitations in an optical fiber through the process of stimulated Brillouin scattering. These stored pulses can be retrieved later, after a time interval limited by the lifetime of the acoustic excitation. In the experiment reported here, smooth 2-nanosecond-long pulses are stored for up to 12 nanoseconds with good readout efficiency: 29% at 4-nanosecond storage time and 2% at 12 nanoseconds. This method thus can potentially store data packets that are many bits long. It can be implemented at any wavelength where the fiber is transparent and can be incorporated into existing telecommunication networks because it operates using only commercially available components at room temperature.     

彩色棉纤维色素提取和测定方法的研究

以白色棉、棕色棉和绿色棉的成熟纤维为材料,用有机溶剂(乙醇、乙醚、二甲苯),酸性、碱性溶液,以及HNO3/乙醇溶液,分别对不同颜色纤维中的色素进行提取. 结果表明,采用HNO3/乙醇溶液消煮法可以将彩色纤维中的色素物质提取出来. HNO3/乙醇的色素提取液在光谱波长为412 nm处有一个最大吸收峰;颜色深浅不同的棕色或绿色棉纤维提取液在这一波长处的吸收值差异显著,随着纤维颜色的加深提取液吸收值增大(0.063 4～0.990 0);白色纤维的提取液在412 nm处的吸收值很小(0.007 2),可忽略不计.因此,用HNO3/乙醇法提取棉纤维色素和用分光光度计比色法可以定量比较彩色棉纤维的色泽深浅. 在用酸性和碱性处理棕色和绿色棉纤维时,发现纤维颜色的深浅程度随处理溶液酸碱度的变化而变化,而且这种变化是可逆的.纤维中色素含量与纤维素含量存在负相关.     

面向对象的PLC系统平台及其在黄金精炼厂的应用

针对电缆附件的结构及附件内部易发生绝缘故障导致局部放电的特点，设计了用于电缆附件局部放电信号检测的内置超高频超宽带蝶形天线传感器.仿真和实测表明，该蝶形天线的有效工作频带为350~585 MHz.模拟实验表明该天线传感器灵敏度高、性能优越，能在有效频率范围内检测到局部放电信号，可以用于电缆附件局部放电超高频信号的检测.