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光纤传感与红外视频的复合入侵监控系统设计被引量：16: 2020年; 针对机场、油库等特定区域的高识别率、低误报率入侵事件监控需求,提出了一种基于光纤传感与红外视频的目标识别方法。其中,光纤传感部分采用基于MCSVM的非对称双马赫-曾德尔干涉仪(ADMZI)分布式光纤振动传感器,将EMD(经验模式分解)、将峰度特征与MCSVM相结合以提高识别率;红外识别部分将灰度差值图像通过小波变换提高清晰度。两者经过模式对比算法,实现入侵事件判定。搭建系统做现场实验,结果表明:该方法能够识别四种常见的入侵事件(爬越围栏、敲击电缆、剪断围栏、摇动围栏),平均识别率在92.5%以上,误报率0.9%,相对传统单一传感器方案,该方法在漏报率和虚警率等系统性能上都有较大的改善,能够满足实际应用要求。; 安建昌江俊峰徐中原朱万山王进刘铁根刘琨

Temperature-insensitive optical Fabry–Perot flow measurement system with partial bend angle: 2017年; A flow measurement system consisting of an optical fiber Fabry–Perot(F-P) sensor and an elbow tube is proposed and demonstrated to realize flow measurements and eliminate thermal disturbance.Two F-P sensors are symmetrically mounted on the inner-wall surface of the elbow of 90° in order to eliminate the effect of thermal disturbance to the flow measurement accuracy.Experimental results show that the absolute phase difference is the square root of the fluid flow.It is consistent with the theoretical analysis,which proves that the flow measurement method can measure flow and eliminate the influence of thermal disturbance simultaneously.; 杨会甲江俊峰王双潘玉恒张学智刘铁根; 关键词：FLOW

分立式与分布式光纤传感关键技术研究进展被引量：44: 2017年; 光纤传感技术已广泛应用于航空航天、石油化工、电子电力、土木工程、生物医药等领域,其技术形式主要体现为分立式和分布式.分立式光纤传感技术利用光纤敏感器件作为传感器来感知被测参量的变化,光纤作为光信号的传输通道连接光纤传感器及后端的解调装置;分布式光纤传感系统基于光纤瑞利散射、拉曼散射或布里渊散射等光学效应,利用光纤本身作为传感器,可对沿途的光信号进行大范围、长距离传感.本文介绍了分立式与分布式光纤传感中主要关键技术的研究进展,并对未来的研究和发展方向进行了探讨.; 刘铁根于哲江俊峰刘琨张学智丁振扬王双胡浩丰韩群张红霞李志宏; 关键词：光纤传感分立式分布式传感网

热应力和残余气压对光纤法布里-珀罗压力传感器温度性能的影响被引量：10: 2015年; 针对光纤法布里-珀罗（F-P）压力传感器,建立了考虑热应力和残余气压的F-P腔长变化模型,进行了热应力和残余气压对传感器温度性能影响的理论分析。分析表明,热应力和残余气压的引入使F-P腔长改变量与温度的线性关系发生了变化,在外界施加100 k Pa压力,当腔内残余气压小于0.87 k Pa时,热应力起主要影响作用;当腔内残余气压大于0.87 k Pa时,残余气压起主要影响作用。制作了三种不同残余气压的光纤F-P压力传感器,在-20℃~70℃温度范围进行了实验研究,结果显示测量的腔长及其温度灵敏度随温度变化关系与理论分析基本一致。; 吴振海刘铁根江俊峰刘琨王双尹金德邹盛亮秦尊琪吴凡; 关键词：传感器光纤压力传感器热应力

基于相干光时域反射型的光纤分布式声增敏传感研究被引量：1: 2017年; 开展了基于相干光时域反射型的光纤分布式声增敏传感研究,提出了单端固定开口波纹薄筒光纤声增敏方法,建立了光纤声增敏装置波节间距、单波节轴向刚度、光纤长度等参数对光纤相位灵敏度的影响理论模型.制作了3种规格的光纤声增敏传感装置进行声传感实验.实验结果表明,声增敏传感装置相位灵敏度达到2.975 rad/Pa,最小声探测信号达到60.1 dB,3种规格的声增敏传感装置的灵敏度测试值与理论分析基本一致.研究结果为高灵敏度的光纤分布式声传感的进一步发展提供了理论和实验基础.; 陈文杰江俊峰刘琨王双马喆张晚琛刘铁根; 关键词：相干探测光时域反射增敏

蓝宝石光纤法布里-珀罗高温传感的实验研究被引量：3: 2017年; 进行了基于蓝宝石光纤及晶片的光纤法布里-珀罗(F-P)高温传感器研究。理论仿真分析了传感器温度传感灵敏度及干涉光谱信号质量随蓝宝石晶片厚度变化趋势。结果表明,在信噪比(SNR)为30dB、晶片厚为75μm时,可避免干涉光谱信号波峰干涉级次跳变问题,同时获得3.114nm/℃(1 080℃)的温度传感灵敏度。建立了高温传感器系统,并基于干涉光谱相位分析算法进行解调,实现了130~1 080℃测温范围,测温误差小于±2.45℃,1 080℃下温度传感灵敏度测试值为2.973nm/℃,与理论温度传感灵敏度基本吻合。; 江俊峰吴凡王双刘琨张伟航张学智刘铁根; 关键词：光纤光学蓝宝石光纤解调算法

用于相干反斯托克斯拉曼散射激发源的快速宽范围斯托克斯光波长调谐被引量：6: 2017年; 提出了基于液晶相位延迟的用于相干反斯托克斯拉曼散射(CARS)激发源的斯托克斯光的快速宽范围波长电调谐方法。数值仿真分析了脉冲的峰值功率和光子晶体光纤(PCF)长度对光孤子自频移(SSFS)频移量的影响,计算结果表明对2m长的PCF,注入光脉冲的峰值功率为2.7kW时,可探测波数为3509cm-1。基于液晶相位延迟器构建了快速波长调谐装置并搭建了实验系统,实验结果表明波长切换响应时间可达0.165ms,对1.98m长的PCF注入峰值功率范围为0.108~2.517kW的光脉冲时,基阶孤子中心波长调谐范围为807~1064nm,理论可探测波数范围为432~3422cm-1。; 江俊峰吴航刘琨王双黄灿张学智于哲陈文杰马喆惠荣庆贾文娟刘铁根; 关键词：激光器波长调谐光子晶体光纤

空间扫描型多通道光纤F-P解调系统中LED光功率自适应方法: 2017年; 针对空间扫描型多通道光纤Fabry-Perot(F-P)解调系统中LED输出光功率变化及通道间光功率损耗差异引起解调系统信噪比(SNR)下降进而影响解调精度的现象,提出一种基于差分滤波法评价SNR水平的快速LED输出光功率自适应调节方法,通过模拟调光方式使低相干干涉信号维持较高的SNR水平。搭建四通道光纤F-P压力解调系统进行实验研究,结果表明,本文方法可在0.36s之内恢复链路损耗突变造成的SNR波动;在5~150kPa压力范围内,最大压力解调误差为0.038kPa,解调精度优于0.03%(F.S.)(F.S.表示全量程),与以往固定光源功率方法相比,精度提高2.28倍以上;在102kPa下采用本文方法调节后的各通道SNR均优于26.5dB,有效提高了光功率变化情况下光纤F-P系统SNR及解调精度的稳定性。; 周翔桑梅王双江俊峰杨会甲刘铁根; 关键词：LED 自适应

基于LED调制和光纤阵列的多通道光纤法布里-珀罗传感解调系统研究被引量：2: 2015年; 提出了一种基于发光二极管(LED)脉冲调制和光纤阵列的多通道光纤法布里-珀罗(F-P)压力传感解调系统。在建立的多通道光程差分布理论模型基础上,通过采用光纤阵列实现了多通道并行光路的复用,并采用LED脉冲调制的方法实现了多个通道的切换,该方法能够有效地抑制耗尽层(PN结)温度升高,减小因PN结温度升高对解调的影响。实验研究了LED脉冲调制的占空比和频率的影响,表明在占空比低于60%、调制频率大于35 Hz时具有最优的解调效果。采用脉冲调制频率为50 Hz、占空比为12.5%的8通道解调系统实验表明,各通道解调一致性很好,并且在全量程范围(F.S.)所有通道的误差均在0.045%以内。; 江俊峰秦尊琪王双刘铁根刘琨尹金德邹盛亮石俊锋曹潇

基于复合波长参考的温度稳定光纤光栅传感解调研究被引量：22: 2015年; 为实现温度稳定的光纤光栅传感解调,提出了综合使用法布里-珀罗（F-P）标准具和乙炔气室进行实时复合波长参考的校正方法。分析了F-P标准具透射光谱和乙炔气室吸收光谱的温度漂移特性。建立实验系统,测试了F-P标准具透射光谱的温度漂移特性,实验显示F-P标准具谱线平均温度灵敏度为1.16 pm/℃,谱线温度重复性误差可达13.0 pm。进行了基于F-P标准具单独参考和基于复合波长参考的解调温度稳定性实验,实验结果表明0℃~55℃的高低温循环,基于F-P标准具单独参考的解调值变化范围为±32.7 pm,标准差为20.7 pm,基于复合波长参考的解调值变化范围为±1.2 pm,标准差为0.39 pm,解调值变化范围温度稳定性提高了27倍。; 江俊峰何盼刘铁根刘琨王双潘玉恒俞琳闫金玲; 关键词：光纤光学光纤传感光纤光栅标准具

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国家自然科学基金(61227011)

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