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高速旋转机械径向振动检测系统关键技术研究 被引量:23
1
作者 佟庆彬 马惠萍 +2 位作者 刘丽华 张晓冬 李桂斌 《仪器仪表学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第5期1026-1032,共7页
大型高速旋转机械是电力、能源、化工、航空和船舶等行业的关键设备,其稳定运行是安全、高效生产的决定性因素。为了监控或检测这类机械的运行参数,确定其整体或局部的性能是否正常,设计了用于高速旋转机械径向振动检测的反射式光强调... 大型高速旋转机械是电力、能源、化工、航空和船舶等行业的关键设备,其稳定运行是安全、高效生产的决定性因素。为了监控或检测这类机械的运行参数,确定其整体或局部的性能是否正常,设计了用于高速旋转机械径向振动检测的反射式光强调制型非接触式光纤传感系统,对检测系统的工作原理做了详细介绍。对半导体激光器恒稳控制系统和激光光纤耦合系统进行了研究,并给出了相应的系统设计。设计了新型的光纤测头,提出了相应的补偿方案,并对其输出特性进行了详细的分析。研究结果表明,该测试系统能有效地消除因光源光强波动、光纤弯曲损耗、表面反射率等因素对输出特性的影响,可以在电磁干扰严重和高温等恶劣环境下实现对高速旋转机械径向振动的检测。 展开更多
关键词 高速旋转机械 振动检测 光纤传感系统 稳功率控制系统 耦合 光纤
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红外测温系统设计与实现 被引量:16
2
作者 李智伟 冯驰 《应用科技》 CAS 2010年第5期24-28,共5页
针对高温环境下的实时监测问题,红外测温系统采用比色测温法进行测量.红外测温系统的核心技术是光学设计与光电转换,Labview系统作为数据处理和界面显示的平台,实时地给出直观的数据图形和表格.系统工作性能稳定,最大程度地降低辐射率... 针对高温环境下的实时监测问题,红外测温系统采用比色测温法进行测量.红外测温系统的核心技术是光学设计与光电转换,Labview系统作为数据处理和界面显示的平台,实时地给出直观的数据图形和表格.系统工作性能稳定,最大程度地降低辐射率对测温精度的影响,使得测量结果更加接近物体真实温度,可以满足对高温环境的温度测量工作. 展开更多
关键词 比色测温 LABVIEW 光纤 光电转换 红外测温系统
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反射式光纤束位移传感器的建模与仿真 被引量:10
3
作者 陈幼平 曹汇敏 +2 位作者 张冈 艾武 周祖德 《光电子.激光》 EI CAS CSCD 北大核心 2005年第6期653-658,共6页
系统地建立了具有普遍适用性的反射式光纤束传感器的理论模型。对于小数目光纤组成的光纤束,通过建立60°角坐标系来分析不同排列形式的光纤束,建立了离散式通用模型;对于大数目光纤组成的光纤束,通过引入轴间距分布密度参量,建立... 系统地建立了具有普遍适用性的反射式光纤束传感器的理论模型。对于小数目光纤组成的光纤束,通过建立60°角坐标系来分析不同排列形式的光纤束,建立了离散式通用模型;对于大数目光纤组成的光纤束,通过引入轴间距分布密度参量,建立了积分式通用模型;进而给出了组合式光纤束传感器的模型。对常用的几种排列形式的光纤束进行了计算机仿真和分析,并与测量值进行了比对。结果表明,该模型准确有效。 展开更多
关键词 光纤 反射式 建模与仿真 位移传感器 排列形式 通用模型 计算机仿真 理论模型 分布密度 适用性 坐标系 离散式 轴间距 积分式 组合式 测量值 组成
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反射型光纤束的研究及其应用 被引量:7
4
作者 尹爱国 陈守六 孙德兴 《仪器仪表学报》 EI CAS CSCD 北大核心 1990年第3期244-250,共7页
本文结合实验测量给出了光纤输出光强高斯分布的具体表达式I_((?)z)=[A_0/(1+kz)~2]·exp[-2r^2/(1+kz)~2],并相应建立了光纤束反射收集光强灵敏度曲线I_(反(z))-Z 的最佳计算模式,理论计算与实测的I_(反(z))-Z 相一致。在此基础上... 本文结合实验测量给出了光纤输出光强高斯分布的具体表达式I_((?)z)=[A_0/(1+kz)~2]·exp[-2r^2/(1+kz)~2],并相应建立了光纤束反射收集光强灵敏度曲线I_(反(z))-Z 的最佳计算模式,理论计算与实测的I_(反(z))-Z 相一致。在此基础上制作了静水压及声压传感器,其实验结果与计算相符合,再次表明光纤束设计理论的普遍适用性。 展开更多
关键词 光纤 反射型 光纤 研制
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基于单光纤对模型的光纤束调制函数的建模与仿真 被引量:5
5
作者 杨华勇 吕海宝 徐涛 《光子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2002年第6期719-724,共6页
基于单光纤对光强调制特性的函数表达式 ,建立了双束型光纤束的调制函数 ,并引入一个虚拟轴间距参量 ,建立了随机型光纤束的光强调制函数 .同时又在视内圈光纤束为单根粗光纤的情况下 ,建立了同轴 I型和同轴 型光纤束的光调制函数 .在... 基于单光纤对光强调制特性的函数表达式 ,建立了双束型光纤束的调制函数 ,并引入一个虚拟轴间距参量 ,建立了随机型光纤束的光强调制函数 .同时又在视内圈光纤束为单根粗光纤的情况下 ,建立了同轴 I型和同轴 型光纤束的光调制函数 .在随机型和同轴型光纤束模型的基础上建立了双圈型 ( DC)和同轴随机型 ( C- R)光纤束的光调制系数 . 展开更多
关键词 光纤对模型 调制函数 光纤传感器 光纤 数学模型 仿真
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反射式光纤束探头理论建模和仿真实现 被引量:8
6
作者 朱珊莹 曹汇敏 《仪表技术与传感器》 CSCD 北大核心 2013年第5期75-78,共4页
在分析光路和单光纤对理论建模的基础上,建立了光纤束理论模型,并对模型进行了仿真分析。针对强度调制型光纤传感器光源单模尾纤输出以及检测条件,设计实现了一根多模光纤发送,6根多模光纤接收的反射式光纤束探头,光纤束探头把光源的光... 在分析光路和单光纤对理论建模的基础上,建立了光纤束理论模型,并对模型进行了仿真分析。针对强度调制型光纤传感器光源单模尾纤输出以及检测条件,设计实现了一根多模光纤发送,6根多模光纤接收的反射式光纤束探头,光纤束探头把光源的光分成两路,一路作为检测光路,另一路作为参考光路,在强度调制型光纤传感器的测量中取得了良好的效果。 展开更多
关键词 光纤传感器 光纤 建模 仿真
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半导体激光二极管的光纤耦合技术 被引量:7
7
作者 王侠 欧阳竑 李苏 《光电技术应用》 2010年第3期26-32,共7页
将半导体激光二级管(LD)发出的光更高效地注入到光纤中是光纤激光器与光纤放大器研究的先决条件.半导体激光二级管包括二极管单管、条形巴、二维堆栈和二极管阵列等,其各自的耦合技术之间有联系也有区别.分析介绍了有代表性的柱状楔形法... 将半导体激光二级管(LD)发出的光更高效地注入到光纤中是光纤激光器与光纤放大器研究的先决条件.半导体激光二级管包括二极管单管、条形巴、二维堆栈和二极管阵列等,其各自的耦合技术之间有联系也有区别.分析介绍了有代表性的柱状楔形法、V型槽法、微透镜法等二极管单管与光纤的耦合技术;光纤束耦合法、光束整形法等二极管条形巴与光纤的耦合技术;以及二极管二维堆栈和二极管阵列与光纤的耦合技术等各种光纤耦合技术,比较了这些方法之间的共通点,供今后的研究人员选择和参考. 展开更多
关键词 激光二极管 光纤耦合 光纤 光纤列阵 V型槽 预准直
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光纤扫描激光雷达技术 被引量:5
8
作者 李旭 李保柱 《红外与激光工程》 EI CSCD 北大核心 2008年第5期793-796,共4页
简单介绍了新体制光纤扫描激光雷达的原理及组成,包括两套对称的光纤束,分别用作激光束的发射和接收系统。介绍了该雷达系统光束扫描范围、光束发散角及物镜的有效通光口径等参数的设定,前两者主要由传能光纤的孔径、摆布位置、透镜物... 简单介绍了新体制光纤扫描激光雷达的原理及组成,包括两套对称的光纤束,分别用作激光束的发射和接收系统。介绍了该雷达系统光束扫描范围、光束发散角及物镜的有效通光口径等参数的设定,前两者主要由传能光纤的孔径、摆布位置、透镜物镜的焦距等确定,这三者的关系是密切相关、互相制约的。分析了光纤扫描激光雷达关键技术,即如何提高空间自由光与光纤的耦合效率,详细分析了影响激光光纤耦合效率的因素,包括光纤耦合条件、高精度光纤面板加工、激光发射与扫描电机同步控制。指出实现光纤扫描激光雷达的现实性。 展开更多
关键词 激光雷达 光纤扫描 光纤
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叶尖定时旋转叶片振动测量新技术 被引量:6
9
作者 赵行明 滕光蓉 +1 位作者 段发阶 方志强 《测控技术》 CSCD 2006年第3期13-15,共3页
设计了一套基于叶尖定时传感的旋转叶片振动测量系统。系统主要由光电传感系统、振动信号采集与预处理系统、叶片振动数据处理系统3部分组成。叶尖定时传感器采用单根光纤发射、多光纤接收的Y型结构,并用高性能专用集成芯片完成弱光信... 设计了一套基于叶尖定时传感的旋转叶片振动测量系统。系统主要由光电传感系统、振动信号采集与预处理系统、叶片振动数据处理系统3部分组成。叶尖定时传感器采用单根光纤发射、多光纤接收的Y型结构,并用高性能专用集成芯片完成弱光信号的放大检测,使传感器信噪比大于500,信号带宽大于50 MHz。设计了基于PCI总线,并融合CPLD和DSP技术的高速叶尖定时信号实时采集与处理板卡;建立了同步共振条件下叶片振动的数据处理模型,实现了叶片振动的实时监测。 展开更多
关键词 叶尖定时 振动测量 光纤 旋转叶片
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时间分辨动态LIBS测量方法
10
作者 张振荣 方波浪 +2 位作者 李国华 叶景峰 王晟 《光谱学与光谱分析》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2024年第4期952-955,共4页
针对激光诱导击穿光谱(LIBS)研究对时间分辨动态光谱测量方法的需求,建立了基于多通道光纤束的动态LIBS测量方法。该方法首先利用不同长度的光纤组成多通道光纤束,对瞬态LIBS信号进行差异延迟,使按照特定时间序列发射的光谱信号同步到... 针对激光诱导击穿光谱(LIBS)研究对时间分辨动态光谱测量方法的需求,建立了基于多通道光纤束的动态LIBS测量方法。该方法首先利用不同长度的光纤组成多通道光纤束,对瞬态LIBS信号进行差异延迟,使按照特定时间序列发射的光谱信号同步到达探测器,而后采用面阵ICCD相机对同步到达的多通道光谱信号进行高时间分辨探测。该方法单次测量即可获得LIBS辐射不同时刻的时间分辨光谱。为了验证基于多通道光纤束的动态LIBS测量方法,研制了具有19个通道的光纤束,光纤束中包含的各个单根光纤长度呈等差数列排布,长度差设置为10 m,对应测量的时间间隔约为50 ns,单次测量记录的总时间长度近900 ns。分别基于短脉冲激光光源和标准光源,开展了系统时间响应和光谱响应特性研究,获得了系统的时间响应数据和光谱响应曲线。用YAG激光器的二倍频激光(532 nm)诱导Si产生等离子体辐射光谱,在线测量了辐射光谱的时间演化历程,获得了Si等离子体辐射过程中SiⅠ390.52 nm,SiⅡ385.51 nm,SiⅡ413.12 nm谱线从0~898 ns时间范围内19个时刻的光谱信息,获得了特征光谱的演化规律,验证了该测量方法的可行性。结果表明,利用该测量方法,单次测量可以获得瞬态LIBS辐射过程中19个时刻的光谱参数,具有很高的测量效率。对于实验成本较高、运行频率低的激光诱导等离子体实验研究,采用该方法可以大大降低了测量成本,有效提升等离子体时间分辨动态光谱测量能力。 展开更多
关键词 激光诱导击穿光谱 时间分辨 瞬态辐射 多通道测量 光纤
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基于光纤束传像系统的设计与加工研究
11
作者 何晓杰 卜鑫链 +1 位作者 王春明 汪枫林 《科技资讯》 2024年第3期61-64,共4页
针对传统的传像系统易受电磁干扰的问题,设计并实现了在特殊环境下使用的光纤束传像系统。利用ZEMAX光学仿真软件,设计出了一个工作波段为可见光,全视场80°,焦距为5 mm的监控物镜。该物镜各视场光学调制传递函数(Modulation Transf... 针对传统的传像系统易受电磁干扰的问题,设计并实现了在特殊环境下使用的光纤束传像系统。利用ZEMAX光学仿真软件,设计出了一个工作波段为可见光,全视场80°,焦距为5 mm的监控物镜。该物镜各视场光学调制传递函数(Modulation Transfer Function,MTF)值在空间频率36 lp/mm处大于0.8,点列图最大弥散斑均方根半径(RMSradius)为3.031μm,接近衍射极限,因此具有较高成像质量。采用加工的物镜、选型转接镜及光纤束等核心器件,搭建了传像系统。通过测试光纤束图像传输系统的抗电磁干扰性能,采用高斯低通滤波结合DCT同态滤波算法有效去除图像的像素,获得了高质量的信息传输效果。 展开更多
关键词 光纤 物镜 传像系统 电磁干扰
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提高干涉型光纤传感器灵敏度的一种方法 被引量:4
12
作者 倪苏敏 《传感器技术》 CSCD 1994年第4期54-55,共2页
用独特设计制作的双光纤束,配以高灵敏光电二极管和单板机,可使干涉型光纤传感器在不增加传感臂长度条件下,提高灵敏度四倍。
关键词 光纤 光纤传感器 灵敏度 干涉型
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反射式光纤束光强调制特性研究 被引量:3
13
作者 李力千 董秀林 张耀祥 《仪表技术与传感器》 CSCD 北大核心 1997年第4期13-14,19,共3页
从单对光纤分析着手,建立了光纤束光强调制特性曲线的数学模型,结合实验数据处理,找到了一种利用较少测点数据确定待定系数的方法,得到了简单实用的数学模型表达式,可为相关的传感器设计和研究提供参考。
关键词 光纤 光强调制 数学模型 传感器
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LED光源的光谱功率分布 被引量:5
14
作者 陆小建 徐明泉 +3 位作者 张建明 濮悦 李泽财 陈强 《玻璃纤维》 CAS 2012年第2期20-25,共6页
根据光谱功率分布的理论及检测原理,设计了针对高功率LED光源的检测设备,并对检测数据进行了分析,得出高功率LED光源在有光纤束连接的情况下光谱功率分布的展宽随波长的不同而不同,且光纤束会降低光源色温的结论。
关键词 LED光源 光谱功率分布 波长 色温 光纤
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光纤束光透过率影响因素 被引量:4
15
作者 朱云青 徐明泉 赵锦琳 《玻璃纤维》 CAS 2005年第6期12-15,共4页
提高光纤透过率是目前光纤应用领域中的一个重要课题,通过分析光纤束光透过率的影响因素,得出了提高光纤 束光透过率的基本方法,以提高光透过率这个衡量光纤束性能的重要指标,不断扩展光纤应用领域和应用深度。
关键词 光纤 光透过率 影响因素 性能
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光纤束并行彩色共聚焦测量系统及实验研究 被引量:5
16
作者 张雅丽 余卿 +2 位作者 程方 王寅 王翀 《仪器仪表学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第12期23-31,共9页
彩色共聚焦技术无需轴向扫描,测量速度快、测量精度高,具有良好的轴向层析能力和轴向分辨能力,在智能制造、生物医学等领域应用广泛。但目前的彩色共聚焦技术多为单点测量,所需横向扫描耗时长,不能满足快速测量的应用需求。本文在单点... 彩色共聚焦技术无需轴向扫描,测量速度快、测量精度高,具有良好的轴向层析能力和轴向分辨能力,在智能制造、生物医学等领域应用广泛。但目前的彩色共聚焦技术多为单点测量,所需横向扫描耗时长,不能满足快速测量的应用需求。本文在单点彩色共聚焦实验平台的基础上,利用光纤束作为光分束器件实现并行色散。同时,利用面阵彩色相机作为光电接收器件,结合颜色转换算法实现"H值-高度"转换。先以自制台阶作为测量对象,确定测量装置的测量范围及精度;再以硬币表面"E"字为测量对象,通过线扫描的方式还原了硬币表面的三维形貌。实验结果表明,该系统的轴向测量范围约80μm,轴向测量精度可达到微米级,系统具有良好的三维重构能力。 展开更多
关键词 彩色共聚焦 光纤 彩色相机 并行测量 三维重构
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基于量子级联激光器照明的高对比度红外内窥成像 被引量:4
17
作者 庾韬颖 袁一方 +2 位作者 黎云轩 韩东 祝家滢 《光子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第3期31-39,共9页
对单丝直径为20μm,12×9阵列方形面阵的Ge-As-Te-Se组分光纤束进行了测试,并开展红外成像研究。利用5~11μm连续可调谐红外量子级联激光器作为光源,对光纤束损耗进行检测,传输损耗平均为1 dB/cm。设计并加工了基于像方远心成像的... 对单丝直径为20μm,12×9阵列方形面阵的Ge-As-Te-Se组分光纤束进行了测试,并开展红外成像研究。利用5~11μm连续可调谐红外量子级联激光器作为光源,对光纤束损耗进行检测,传输损耗平均为1 dB/cm。设计并加工了基于像方远心成像的紧凑型物镜,总长13.6 mm,直径6 mm,最终实现了2 mm×2 mm视场内100μm分辨率传像。分别在量子级联激光器和非相干黑体光源的照明下,进行了环境温度对成像对比度影响的研究,结果表明,在环境温度较高(>40℃)的条件下,基于量子级联激光器照明可实现高对比度内窥成像。本文对于深入开展红外生物效应研究具有指导意义和实用价值。 展开更多
关键词 红外光学 光纤 量子级联激光器 像方远心成像 对比度
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基于光纤束的物镜设计与监控系统实现
18
作者 唐健 黄怿 +5 位作者 邓传鲁 胡程勇 张琦 李金龙 张小贝 王廷云 《激光与光电子学进展》 CSCD 北大核心 2023年第7期259-267,共9页
为保证电气电子设备在辐射抗扰度试验中状态传输的稳定性,设计并实现了适用于试验环境的光纤束监控系统。系统主要由物镜、光纤束、转接镜和电荷耦合器件等组件构成。通过Zemax光学仿真软件,结合光纤束参数设计并优化了监控系统的物镜... 为保证电气电子设备在辐射抗扰度试验中状态传输的稳定性,设计并实现了适用于试验环境的光纤束监控系统。系统主要由物镜、光纤束、转接镜和电荷耦合器件等组件构成。通过Zemax光学仿真软件,结合光纤束参数设计并优化了监控系统的物镜。设计结果表明:物镜在空间频率36 lp/mm处,各视场光学调制传递函数值大于0.8,像面大小与光纤束尺寸匹配,满足像方远心光路要求。对加工的物镜进行性能测试,表明其技术指标与理论设计比较相符。采用搭建的光纤束监控系统进行成像试验,并运用高斯滤波算法进行去像素化处理,提高了监控系统的视频传输质量,辐射抗扰度试验表明此系统具有良好的抗电磁干扰能力。 展开更多
关键词 光学设计 监控系统 光纤 辐射抗扰度
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基于拓扑优化的光纤束端面超构透镜研究
19
作者 焦通 林雨 +2 位作者 王承邈 韩业明 邓永波 《激光与红外》 CAS CSCD 北大核心 2023年第12期1897-1902,共6页
超构透镜作为目前纳米光学领域的研究热点,与光纤束集成可充分体现其轻薄的特点,二者的结合有利于推动成像系统的小型化。本文利用拓扑优化方法设计了一种新型的同心环结构超构透镜,并利用纳米3D打印技术完成超构透镜与光纤传像束的集... 超构透镜作为目前纳米光学领域的研究热点,与光纤束集成可充分体现其轻薄的特点,二者的结合有利于推动成像系统的小型化。本文利用拓扑优化方法设计了一种新型的同心环结构超构透镜,并利用纳米3D打印技术完成超构透镜与光纤传像束的集成。该超构透镜直径为3047μm,数值孔径(NA)为08,使用白光LED光源进行成像实验,结果表明该超构透镜具有良好的成像性能。本文提出的超构透镜与光纤束集成的小型化成像系统可应用于医疗、工业、军事等多个领域。 展开更多
关键词 超构透镜 光纤 拓扑优化 纳米3D打印 成像
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石英光纤束辐射测温仪的研究 被引量:1
20
作者 杨文库 杨韬 +1 位作者 杨宇晶 邓文荣 《仪器仪表学报》 EI CAS CSCD 北大核心 1999年第1期103-105,共3页
本文研究了直接耦合式特种石英光纤束低温辐射测温仪的理论和设计,实现了低至120℃的温度测量。研究表明,光纤束接收和传输靶目标的辐射功率与光纤束输入端和靶目标间距无关;且当光纤束轴与靶目标表面法线夹角小于±15°... 本文研究了直接耦合式特种石英光纤束低温辐射测温仪的理论和设计,实现了低至120℃的温度测量。研究表明,光纤束接收和传输靶目标的辐射功率与光纤束输入端和靶目标间距无关;且当光纤束轴与靶目标表面法线夹角小于±15°时,也与夹角无关。因此仪器的校正和使用非常方便。在工业、农业、生物学和激光外科手术等领域有广泛用途。温度分辨率小于0.5℃。 展开更多
关键词 辐射测温仪 光纤传感器 光纤 温度测量
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