上海理工大学 光电信息与计算机工程学院, 上海 200093
光纤传感器以其耐水、耐高温、抗电磁干扰等优势备受青睐,通过介绍基于光纤环输出光斑旋转的位移传感器的原理与实验现象,提出了一种基于质心计算的图像处理方法,该方法能更加精确地测量光斑旋转角度。该方法通过以旋转轴为中心,对每一个光斑分别跟踪求取质心坐标,得到每个光斑对应的角度,并计算角度旋转变化的值,从而得出该位移传感器随位移线性变化的关系。实验结果表明,该方法更加准确且有效。
光纤传感 光斑旋转 图像处理 旋转角度计算 optical fiber sensing spot rotation image processing rotation angle calculation
上海理工大学 光电信息与计算机工程学院, 上海 200093
采用将传感光纤绕制在螺旋型调制器上的方法,设计了一种基于光斑旋转角度调制的新型光纤温度传感器。根据螺旋型调制器所处环境温度的变化会使传感光纤产生双折射效应,从而使出射光斑发生旋转变化的原理,通过CCD获得不同温度下的出射光斑图像的变化情况以及利用MATLAB对所得数据进行处理,可以探测出温度变化与出射光斑旋转角度的关系,达到对温度间接测量的目的。实验证明,光斑旋转角度与温度变化在一定范围内有很好的线性关系,而且该传感系统灵敏度也比较高。
光纤传感 双折射效应 温度变化 光斑旋转 fiber sensor birefringence effect temperature variation spot rotation
上海理工大学 光电信息与计算机工程学院,上海 200093
为了研究基于两光斑旋转的光纤传感器对温度变化的灵敏性,设计了一种基于光斑旋转角度调制的新型光纤传感系统。在一根光纤上绕制2个光纤环,通过改变光纤环1的直径使光纤发生宏弯损耗获得2个光斑,将光纤环2置于水温控制箱中,观察温度的变化与出射光斑发生旋转的关系。为了更好地对比,还观察了温度变化与三光斑角度旋转的关系。通过对光纤宏弯损耗及光纤环耦合原理的分析,利用MATLAB对实验数据进行处理,得出了两光斑光纤传感器具有温度稳定性的结论。
光纤传感器 宏弯损耗 温度变化 光斑旋转角度 optical fiber sensor bending loss temperature change facula rotation angle
上海理工大学 光电信息与计算机工程学院,上海 200093
为研究光纤微弯位移传感器，在单模光纤传输系统中设计了一个光纤圈和光纤微弯传感器。通过改变光纤圈的直径,以获得两个光斑，通过移动光纤微弯传感器,记录输出光斑旋转情况，并分析了传感器的移动位移和输出光斑的旋转角度之间的关系。实验表明,光斑转移角度与传感器位移在一定范围内存在良好的线性响应关系,因此可通过检测光斑图像的旋转来实现位移量的测量。
位移 微弯 光纤传感器 光斑旋转 displacement micro-bend fiber-optic sensor spot rotation
上海理工大学 光电信息与计算机工程学院, 上海 200093
实验设计了两个光纤环,减小光纤环1的半径使光纤发生宏弯损耗,获得两光斑.此时再压缩光纤环2,发现两光斑整体随光纤环2的受压位移在一定受压范围内表现出了很好的旋转性.通过两光斑旋转角度随光纤环2受压位移的一一对应关系,经实验数据处理获得了光斑角度与线圈受压位移存在一定范围的线性关系.同时实验分析了光纤环2的直径和光纤环2的紧绕圈数对压缩位移灵敏度的影响.
光纤传感 宏弯损耗 光斑旋转 光斑角度 受压位移 fiber sensor macro bending loss spot rotation spot angle compression displacement
上海理工大学 光电信息与计算机工程学院,上海200093
设计了一种基于光斑旋转的新型光纤温度传感器,采用在一根光纤上绕制2个光纤环的方法,通过对一个光纤环直径的调节使其发生宏弯损耗,以获得合适出射光斑数;对另一个光纤环置于水温控制箱中,观察温度的变化与出射光斑发生旋转的关系。利用MATLAB对实验数据进行处理,获知光斑角度与控制箱温度存在很好的线性关系,同时实验分析了光纤环的直径、光纤环的紧绕圈数对传感器灵敏度的影响。
光纤传感 宏弯损耗 温度变化 光斑旋转 光斑角度 fiber sensor macro bending loss temperature change spot rotation spot angle
浙江大学现代光学仪器国家重点实验室, 浙江 杭州 310027
设计并研制了一种基于LP21模式的新型光纤弯曲传感器。该传感器通过检测敷设于弹性基片上的光纤所传输的LP21模式光斑图像的旋转，实现对弯曲值的高精度测量。运用光纤耦合模理论和弹光效应求解LP21的模方程，证明该模式具有弯曲无关和扭转线性的特性，并检验了光纤弯曲传感器对不同结构参数和环境温度下的性能。实验结果与理论分析相吻合，证实该传感器具有较大的线性动态范围，温度稳定性高，且能辨识弯曲方向。
光纤光学 弯曲传感器 光纤LP21模式 光斑旋转 弹光效应 光学学报
2012, 32(11): 1128005
