为了解决煤矿井下带式输送机测温仪存在准确性和可靠性差等问题, 本文提出了一种带式输送机本质安全型红外测温仪设计方案, 采用 MLX90614红外传感器和 STM32F103C8T6处理器设计了其硬件；在 Keil 5.14开发平台上, 采用 C语言设计了其软件。并进行了实验, 结果表明该红外测温仪测温范围－20℃～380℃, 分辨率高, 测温准确, 温度测量精度为 ±0.5℃, 可实现非接触测量, 且不易损坏、可靠性高, 可广泛应用于煤炭、矿山、港口、电力、冶金、化工等领域。

提出了一种基于微结构法布里-珀罗干涉仪(MS-FPI)的光纤光栅(FBG)脉搏波解调方法。所提出的MS-FPI由单模光纤和光子晶体光纤(PCF)熔接而成, 通过特殊的工艺在熔接端面形成微气泡构成布里-珀罗(F-P)腔, 其尺寸约为48 μm。该MS-FPI经再涂覆后具有较好的机械强度, 可作为纱线织入织物。其干涉谱在弯曲直径4 cm范围内, 基本保持不变, 且具有极低的温度灵敏度, 适合作为解调滤波器。对该波长解调方法进行理论分析和实验研究,结果表明,所设计的解调系统在FBG脉搏波范围内可实现线性解调, 具有较好的测量重复性, 解调灵敏度约为43 mV/pm; 所解调出的脉搏波与商用解调仪的结果一致, 通过与光电容积脉搏波的对比, 证明了所设计系统解调脉搏波的正确性。

提出了一种用于智能服装中脉搏检测的光纤布拉格光栅(FBG)波长解调方法。基于光子晶体光纤(PCF)制作了一种基于模间干涉的在线马赫-曾德尔干涉仪(In-line MZI)，将其作为边沿滤波器应用到FBG 波长解调系统中，其温度灵敏度不超过3.5 pm/℃(25 ℃~60 ℃范围内)。实验结果表明，本解调系统能够实现2 nm 范围内的线性解调，波长灵敏度为0.055 nm^-1，波长分辨率可达2.2 pm，对FBG 脉搏信号的解调结果与SM130波长解调仪的解调结果相一致。

对高速 X射线线阵探测器的噪声进行了分析, 将探测器噪声分为本底噪声、随机噪声、孤立噪点三种类型。通过实验, 研究了随着探测器扫描速度增加, 噪声的变化情况; 分析了扫描速度越快噪声对探测器探测结果影响越大的原因。提出了一种适用于高速 X射线线阵探测器的滤波方法: 采用差值法滤除本底噪声; 采用卡尔曼滤波器滤除随机噪声; 采用根据噪声特点改进的中值滤波法滤除孤立噪点。实验证明, 该方法既可以有效滤除探测器各类噪声, 又能很好的保持探测器探测图像的细节。

设计了一种结构简单的波长间隔双倍布里渊频移的可调谐多波长布里渊/铒光纤激光器。利用一个3 dB耦合器形成复合环形腔结构，使奇数阶斯托克斯信号被局限在一个腔内循环，仅有初始布里渊抽运信号和偶数阶的斯托克斯信号能够耦合输出，实现了波长间隔双倍布里渊频移的多波长输出。分析了不同布里渊抽运功率、不同980 nm抽运功率下激光器的输出特性。在布里渊抽运信号功率10 dBm，980 nm抽运功率110 mW的情况下，激光器在1555~1565 nm范围内获得了波长间隔0.176 nm的6个波长输出。

研究并实现了一种应用于智能服装中人体温度测量的阵列波导光栅解调系统。 分析了系统的解调原理, 搭建了光纤布拉格光栅解调实验平台, 采用了强度法解调出光纤光栅的布拉格波长, 完成了光纤光栅传感器串联前后解调的实验。 结果表明, 系统对光纤布拉格光栅的布拉格波长的解调具有高线性度, 波长测量精度可达0.001 nm, 光纤布拉格光栅传感器间串扰所造成的解调误差为0.000 5 nm, 人体温度的测量误差为±0.16 ℃。 该解调系统精度高、 串扰低, 可适用于智能服装中人体温度的测量。

根据热量传递机理建立了智能服装中光纤布拉格光栅人体测温的热传递物理模型, 对人体、空气层和服装之间的热传递进行了有限元建模和稳态热分析, 确定了智能服装中光纤布拉格光栅温度场的数学模型, 利用该数学模型对光纤布拉格光栅测量温度值进行了修正。在多点加权皮肤平均温度的基础上, 提出了由左右胸、左右腋和后背五处皮肤温度构成的智能服装人体温度加权模型。由克拉默法则得出了智能服装人体温度加权系数: 左前胸为0.0826, 左腋为0.3706, 右腋为0.3706, 后背为0.0936, 右前胸为0.0826。人体穿着智能服装的实验结果表明, 基于光纤布拉格光栅的智能服装温度检测动态范围为33~42℃, 人体温度测量误差为±0.2℃, 可应用于人体温度的高精度监测。

提出一种用于智能服装中体温与心音同步检测的光纤布拉格光栅(FBG)波长解调方法。基于可调谐法布里珀罗(F-P)滤波器实现了分布式多光纤光栅的高精度静态波长解调和单光纤光栅的高速动态波长解调。利用梳状滤波器实现F-P控制电压与输出波长关系的实时校准，提高了静态波长解调的精度。通过在控制电压中加入扰动信号，使F-P滤波器中心波长在工作点处保持稳定，实现长时间的动态解调。实验结果表明所设计的解调系统静态波长解调精度可达±5 pm，重复性在5 pm以内。动态波长解调范围理论值为225 pm，实测可达203 pm。系统频率响应3 dB带宽设计值为1 kHz，实测值为950 Hz左右。在心音信号主要集中的20~200 Hz频段内，频率响应基本一致。

采用X光线阵探测器研制了一种强力输送带无损检测仪。介绍了X光无损检测原理，使用准直器解决了X光无损检测的散射问题,设计了多路并行数据采集电路实现了数据的高速采集。对线阵探测器像元非均一性的原因进行了探讨，对校正算法进行了研究，基于响应模型运算量小，校正效果良好提出了的三点分段校正法。实验证明，研制的检测仪对宽度为2 m，运行速度为3 m/s的强力输送带在线监测得到的图像空间分辨率为1.0 mm×1.5 mm，图像非均匀度低于2.57%，图像灰度对比度良好，0.5 mm厚度钢板灰度差约为13。解决了传统的X光强力输送带无损检测仪无法实时在线监测的问题，与电磁感应原理设计的检测仪相比，监测结果具有直观、清晰等优点。