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光纤中拉曼散射回波超高灵敏度探测技术研究

光谱学与光谱分析 2009年第5期29卷 1300-1303页

作者：张悦张记龙李晓王志斌王鹏中北大学教育部仪器科学与动态测试重点实验室山西省光电信息与仪器工程技术研究中心山西太原030051

与布里渊散射不同,石英光纤中斯托克斯拉曼散射与光纤所受应力无关,只是绝对温度的函数,而且其拉曼频移为1.395×1013Hz,比布里渊散射易于提取,作为分布式光纤温度传感器的传感信号有一定的优势,但斯托克斯拉曼散射信号比布里渊弱,其峰... 详细信息

与布里渊散射不同,石英光纤中斯托克斯拉曼散射与光纤所受应力无关,只是绝对温度的函数,而且其拉曼频移为1.395×1013Hz,比布里渊散射易于提取,作为分布式光纤温度传感器的传感信号有一定的优势,但斯托克斯拉曼散射信号比布里渊弱,其峰值功率在APD中产生的光电流在nA级,低于APD的噪声电流,经光电转换后信号的信噪比小于1,傅里叶变换以及小波变换都无法有效地处理这类信号。通过对斯托克斯拉曼散射信号进行特征分析后,采用累加与小波降噪的综合方法提取该信号,实现在APD噪声电流以下的超灵敏度探测,达到每度0.104nA的温度灵敏度,低于本系统所有APD噪声电流2.3nA的1个数量级。

关键词：拉曼散射光纤噪声电流小波变换

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激光预警接收器的一种改进方案

应用基础与工程科学学报 2006年第2期14卷 302-307页

作者：王志斌何森张记龙中北大学仪器科学与动态测试技术教育部重点实验室山西太原030051 中北大学理学院山西太原030051

提出了一种新的激光预警接收器的设计方案.其中设计制作了一种小型实心迈克尔逊干涉装置,它能使进入该系统的除激光之外的所有杂散光不产生干涉,能对其干扰产生抑制作用;设计了一种信号光波面变换系统,使该系统形成的迈克尔逊等倾干涉... 详细信息

提出了一种新的激光预警接收器的设计方案.其中设计制作了一种小型实心迈克尔逊干涉装置,它能使进入该系统的除激光之外的所有杂散光不产生干涉,能对其干扰产生抑制作用;设计了一种信号光波面变换系统,使该系统形成的迈克尔逊等倾干涉图的结构变的极简单、信号光能量分布很集中,能有效地提高信噪比、简化光电转换接收系统;设计了一种基于瞬态峰值检测的光电转换集成电路,能显著提高测窄脉冲激光时的信噪比,使系统能有效地监测其波长在可见光区和近红外区的各种激光信号.

关键词：激光预警接收器可调谐激光器激光接收天线改型实心迈克尔逊干涉仪峰值检测光电二极管阵列

基于空分复用的矿井瓦斯浓度光纤检测网络研究

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光谱学与光谱分析 2010年第6期30卷 1722-1726页

作者：张记龙王鹏王志斌李晓王智文电子测试技术国家重点实验室山西太原030051 中北大学山西省光电信息与仪器工程技术研究中心山西太原030051

瓦斯爆炸事故频繁发生,对瓦斯浓度进行准确、实时检测和预警是治理瓦斯危害的有效手段。实验研究了基于气体光谱吸收原理,采用1.65μm波长的近红外可调谐DFB激光器,利用激光器的模式跃变特性设计了差分吸收式的双波长单光路光纤传感网... 详细信息

瓦斯爆炸事故频繁发生,对瓦斯浓度进行准确、实时检测和预警是治理瓦斯危害的有效手段。实验研究了基于气体光谱吸收原理,采用1.65μm波长的近红外可调谐DFB激光器,利用激光器的模式跃变特性设计了差分吸收式的双波长单光路光纤传感网络。使用光开关并结合空分复用技术复用了16个瓦斯传感器,传感气室部分研究了防煤尘等关键技术。经PCI数据采集卡采集各路信号后,利用虚拟仪器对各路信息进行分析并显示。研究表明,在不采用数字锁相放大器,且气体吸收光程只有10cm的条件下,探测灵敏度达到了0.05%,长时间的精确度和稳定性均可满足实际要求,各传感器切换响应时间小于1s。该网络只要更换激光器就可对其他气体进行实时检测。

关键词：光谱吸收原理模式跃变空分复用瓦斯传感器

基于半导体激光器模式跳变的甲烷浓度检测方法研究

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红外与毫米波学报 2009年第1期28卷 62-65页

作者：张悦张记龙李晓王志斌王鹏中北大学教育部仪器科学与动态测试重点实验室山西省光电信息与仪器工程技术研究中心山西太原030051

基于单模半导体激光器的模式跃变特性,用两个不同的驱动电流交替驱动激光器使其交替输出两个波长相近的激光,一个位于甲烷的一个窄带吸收峰处,被甲烷吸收;另一个错开稍许,不被甲烷吸收,用作参考光束.光束通过气体吸收室后,经光电转换输... 详细信息

基于单模半导体激光器的模式跃变特性,用两个不同的驱动电流交替驱动激光器使其交替输出两个波长相近的激光,一个位于甲烷的一个窄带吸收峰处,被甲烷吸收;另一个错开稍许,不被甲烷吸收,用作参考光束.光束通过气体吸收室后,经光电转换输出方波电信号,两个波长光的强度分别对应方波信号的顶部和底部,随甲烷浓度变化的光,与其相对应方波的顶部也将随着甲烷气体浓度的变化而变化;参考光束的光不被甲烷吸收,与其对应的方波的底部将不随甲烷气体浓度的变化而变化,于是方波的幅值与甲烷浓度成一一对应关系.由于二者的波长相近,当它们通过媒介气体时,尘埃引起的散射或者衰减基本相同,可以用数学方法将其消去.实验结果表明,该方法在不采用昂贵的数字锁相放大器,且气体吸收光程只有10 cm的条件下,达到了0.05%的探测灵敏度.

关键词：分子光谱学甲烷浓度检测窄带吸收半导体激光器跳模

基于气体特征光谱吸收和谐波检测的瓦斯浓度测量技术

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煤炭学报 2009年第1期34卷 24-27页

作者：张记龙王志斌李晓田二明王鹏阎鹤中北大学仪器科学与动态测试教育部重点实验室山西太原030051 中北大学山西省光电信息与仪器工程技术研究中心山西太原030051

基于瓦斯的光谱吸收特性，采用分布反馈式半导体（DFB）激光器和性能良好的气体吸收室，利用数字锁相放大器SR830，对不同瓦斯浓度的一次及二次谐波信号进行了测量，并用LabVIEW软件分析数据．通过对实验数据的分析验证了瓦斯浓度在0—... 详细信息

基于瓦斯的光谱吸收特性，采用分布反馈式半导体（DFB）激光器和性能良好的气体吸收室，利用数字锁相放大器SR830，对不同瓦斯浓度的一次及二次谐波信号进行了测量，并用LabVIEW软件分析数据．通过对实验数据的分析验证了瓦斯浓度在0—5％范围内与一、二次谐波比值有较好的线性关系，证实了二次谐波检测理论的优越性．

关键词：瓦斯光谱吸收谐波检测

基于X9241M数字电位器的程控滤波器设计

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中北大学学报（自然科学版） 2008年第1期29卷 84-87页

作者：周玲张记龙苏世栋运城学院物理与电子工程系山西运城044000 中北大学仪器科学与动态测试教育部重点实验室山西太原030051

以AT89S52单片机为控制核心,采用X9241M数字电位器,通过软件选择数字电位器中不同阻值的电阻设计截止频率可设置的程控滤波器.实验结果表明,程控滤波器的截止频率步进在6 kHz^20 kHz时,满足截止频率误差不大于10%的指标要求,该系统可用... 详细信息

以AT89S52单片机为控制核心,采用X9241M数字电位器,通过软件选择数字电位器中不同阻值的电阻设计截止频率可设置的程控滤波器.实验结果表明,程控滤波器的截止频率步进在6 kHz^20 kHz时,满足截止频率误差不大于10%的指标要求,该系统可用于采集系统信号的滤波处理.

关键词：滤波器数字电位器程控滤波器单片机

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密闭容器非接触式超声波液位测量仪的研究

压电与声光 2009年第3期31卷 366-369页

作者：张记龙陕云凌中北大学仪器科学与动态测试教育部重点实验室山西太原030051 中北大学山西省光电信息与仪器工程技术研究中心山西太原030051

基于超声波测距原理,设计了一种外置式超声波液位仪。用于对存储在密闭容器中易燃、易爆、易挥发、强腐蚀有毒液体的液位进行检测。该仪器可实现接触、非接触、定点和连续测量。

关键词：超声波液位测量自动增益密闭容器

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可燃药筒粘结质量声脉冲诊断技术与系统

兵工学报 2002年第4期23卷 529-532页

作者：张记龙王俊元华北工学院电子信息工程系山西太原030051

本文研究了可燃药筒粘结质量的声脉冲诊断技术与系统。利用Bayes方法构造分类判别函数模型。

关键词：可燃药筒粘结诊断贝叶斯声脉冲

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空拱形巷道中电磁波的传输特性

矿业研究与开发 2009年第6期29卷 62-65,97页

作者：张妍玮张记龙仪器科学与动态测试教育部重点实验室山西太原030051 山西省光电信息与仪器工程技术研究中心山西太原030051

拱形巷道是煤矿井下最常见的一种巷道。分析了电磁波在空拱形巷道中的传输特性。运用波导理论并结合数值计算法推导出巷道内电磁波的衰减率计算公式。对传输频率、巷道横截面以及围岩介质电参数对电磁波传输衰减率的影响进行了仿真。结... 详细信息

拱形巷道是煤矿井下最常见的一种巷道。分析了电磁波在空拱形巷道中的传输特性。运用波导理论并结合数值计算法推导出巷道内电磁波的衰减率计算公式。对传输频率、巷道横截面以及围岩介质电参数对电磁波传输衰减率的影响进行了仿真。结果表明,在300～3000MHz特高频段,工作频率越高衰减越小;巷道横截面积越大衰减率越小;围岩介质的相对介电常数越大,衰减越大,且介电常数的变化对垂直极化波的影响大于水平极化波;围岩介质的电导率对衰减的影响不大,可忽略不计。

关键词：拱形巷道电磁波传输特性衰减率