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相移光栅磁场传感方案交叉敏感分析

光学学报 2010年第4期30卷 1020-1025页

作者：冯奎朱勇苏洋彭晖解放军理工大学通信工程学院江苏南京210007

通过相移光栅的偏振相关损耗(PDL)进行磁场测量是一种较为新颖的磁场测量方法,可用于对脉冲交变强磁场的测量。交叉敏感问题是光纤光栅传感中的关键问题。忽略光栅固有双折射,利用传输矩阵法对磁场传感原理进行了推导与仿真,理论分析了... 详细信息

通过相移光栅的偏振相关损耗(PDL)进行磁场测量是一种较为新颖的磁场测量方法,可用于对脉冲交变强磁场的测量。交叉敏感问题是光纤光栅传感中的关键问题。忽略光栅固有双折射,利用传输矩阵法对磁场传感原理进行了推导与仿真,理论分析了温度、轴向应力和压力等对相移光栅透射窗口的影响,并对相应的PDL峰值变化进行了数值仿真。理论和实验表明,透射窗口峰值的波长随温度和轴向应力呈线性变化,PDL谱线发生横向平移,磁场传感系统不受影响。压力的变化改变了光栅的折射率分布,产生应力双折射,PDL谱线发生不规则变化,对磁场测量结果产生严重影响。

关键词：磁场测量相移光栅偏振相关损耗交叉敏感

基于一种再生小波核的SVR在降低多传感器交叉敏感中的应用

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仪器仪表学报 2009年第12期30卷 2557-2561页

作者：李世维刘君华王群书西安交通大学电气工程学院西安710049 西北核技术研究所西安710024

在充分研究和比较多种降低多传感器交叉敏感方法的基础上,介绍一种用于消除或降低压阻式压力传感器交叉敏感的张量积再生小波核支持向量回归的方法。这种支持向量回归核函数的构建是基于一种算子理论构造的再生小波核Hilbert空间的方法... 详细信息

在充分研究和比较多种降低多传感器交叉敏感方法的基础上,介绍一种用于消除或降低压阻式压力传感器交叉敏感的张量积再生小波核支持向量回归的方法。这种支持向量回归核函数的构建是基于一种算子理论构造的再生小波核Hilbert空间的方法。实验结果表明,该方法可以明显地降低多传感器的交叉敏感。经其融合后,传感器的温度灵敏度系数αs和电流影响系数αI比融合前分别降低了近2个数量级,零位温度系数α0下降了约3/4。

关键词：多传感器交叉敏感再生核希尔伯特空间支持向量回归再生小波核

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布里渊散射光纤传感器的交叉敏感问题

光学学报 2007年第2期27卷 197-201页

作者：董玉明张旭苹路元刚刘跃辉王顺南京大学光通信工程研究中心南京210093

基于布里渊散射的全分布式光纤传感器的布里渊频移同时受应变和温度的影响,无法由单一的布里渊频移解析应变或温度的信息,这种交叉敏感问题制约了传感器的实用化。介绍了目前解决交叉敏感问题的主要方法及工作原理。研究了大有效面积非... 详细信息

基于布里渊散射的全分布式光纤传感器的布里渊频移同时受应变和温度的影响,无法由单一的布里渊频移解析应变或温度的信息,这种交叉敏感问题制约了传感器的实用化。介绍了目前解决交叉敏感问题的主要方法及工作原理。研究了大有效面积非零色散位移光纤(LEAF)的布里渊散射谱与应变和温度的关系,实验发现布里渊谱具有三个布里渊峰,三个峰的布里渊频移与应变和温度成线性关系,第一个峰和第三个峰的布里渊峰峰值功率的差值与温度无关,但与应变成线性关系。最后基于实验结果提出了一种解决交叉敏感问题的方案,获得了大约130με的应变测量精度和8℃的温度测量精度。

关键词：光纤传感交叉敏感全分布式布里渊散射应变温度

长周期光纤光栅温度传感器应变交叉敏感的研究

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红外与激光工程 2015年第3期44卷 1020-1023页

作者：梁丽丽刘明生李燕李国玉杨康河北工业大学信息工程学院天津300401 石家庄铁路职业技术学院河北石家庄050041 邯郸学院信息技术研究所河北邯郸056005

长周期光纤光栅是透射谱光栅,纤芯基模与同向各阶包层模发生耦合,谐振波长和幅值对外界环境的变化非常敏感,比传统布拉格光纤光栅具有更好的温度、应力、弯曲、扭曲、横向载荷、折射率等的传感特性。由于长周期光纤光栅对两个或者多个... 详细信息

长周期光纤光栅是透射谱光栅,纤芯基模与同向各阶包层模发生耦合,谐振波长和幅值对外界环境的变化非常敏感,比传统布拉格光纤光栅具有更好的温度、应力、弯曲、扭曲、横向载荷、折射率等的传感特性。由于长周期光纤光栅对两个或者多个参量都是敏感的,当光纤光栅用于传感测量时,很难分辨出各个参量分别引起的被测量的变化,交叉敏感问题比布拉格光纤光栅严重的多。交叉敏感是光纤光栅传感中的关键问题。分析了目前较为典型的解决策略和方案,在此基础上提出了联系的思想和解决方案,提出并实验验证了一种解决长周期光纤光栅温度传感测量中应力与温度的交叉敏感问题。充分利用了LPFG温度与应变交叉敏感的现象,利用联系的思想,将应变对温度的负面干扰转变为正面的增敏。

关键词：长周期光纤光栅(LPFG) 交叉敏感解决方案

利用NO_x传感器的NH_3交叉敏感实现SCR系统闭环控制

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内燃机学报 2015年第2期33卷 178-185页

作者：王天田颜伏伍胡杰侯洁龙浩武汉理工大学现代汽车零部件技术湖北省重点实验室湖北武汉430070 武汉理工大学汽车零部件技术湖北省协同创新中心湖北武汉430070

介绍了目前常用的氮氧化物(NOx)传感器的测量原理和特性,并以NOx传感器对氨(NH3)交叉敏感这一特性为出发点,设计了基于NOx传感器的氨泄漏量闭环控制器(FBC).比较了4种常见的前馈控制策略,然后针对闭环控制需求对传感器信号进行相应的数... 详细信息

介绍了目前常用的氮氧化物(NOx)传感器的测量原理和特性,并以NOx传感器对氨(NH3)交叉敏感这一特性为出发点,设计了基于NOx传感器的氨泄漏量闭环控制器(FBC).比较了4种常见的前馈控制策略,然后针对闭环控制需求对传感器信号进行相应的数值处理,使得信号具有更佳的线性特征,从而能够对排气中的NH3进行有效区分.建立了选择性催化还原(SCR)系统喷射量的闭环控制模型,通过奈奎斯特稳定性判据和试验确定了最终的控制参数,实现了闭环控制的稳定.SCR系统响应性能试验的结果表明:闭环控制策略能够在120,s内完成对干扰的调整.排放测试表明:该闭环控制方法在大多数试验条件下可行,应用此策略的SCR系统在ESC和ETC测试循环下的NOx平均转化效率分别能够达到82.4%和77.3%,NH3平均泄漏量在10×10-6以下.

关键词：柴油机选择性催化还原闭环控制 NOx传感器交叉敏感 NH3

基于纳米Zr3Y2O9交叉敏感的苯和三甲胺传感器

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分析化学 2014年第6期42卷 805-810页

作者：周考文杨宏伟谷春秀程艳玲李文宗北京联合大学生物化学工程学院

基于纳米Zr3Y2O9对苯和三甲胺的催化发光有交叉敏感现象,建立了同时测定空气中苯和三甲胺的新方法。在两个波长处分别确定苯和三甲胺的响应关系,再通过两个波长处的叠加发光信号准确获取苯和三甲胺的浓度。最佳实验条件为:两个分析波长... 详细信息

基于纳米Zr3Y2O9对苯和三甲胺的催化发光有交叉敏感现象,建立了同时测定空气中苯和三甲胺的新方法。在两个波长处分别确定苯和三甲胺的响应关系,再通过两个波长处的叠加发光信号准确获取苯和三甲胺的浓度。最佳实验条件为:两个分析波长分别为440和540 nm,敏感材料表面温度313℃,载气流速140 mL/min。方法的检出限(3σ)分别为苯(440 nm)0.30 mg/m3和三甲胺(540 nm)0.70 mg/m3,线性范围分别为苯(440 nm)0.8~105.0 mg/m3、苯(540 nm)3.0~130.0 mg/m3、三甲胺(440 nm)2.5~232.0 mg/m3和三甲胺(540 nm)1.2~156.0 mg/m3,回收率为苯96.8%~102.3%和三甲胺97.6%~103.4%。常见共存物(甲醛、乙醇、丙酮、氨、二氧化硫和二氧化碳等)不干扰测定。连续200 h通浓度均为50 mg/m3的苯和三甲胺混合气体,发光强度的相对标准偏差低于2.0%,表明此纳米级钇锆复合氧化物对苯和三甲胺的敏感性是长寿命的。本方法充分利用了交叉敏感现象,可以实现空气中苯和三甲胺的在线分析。

关键词：苯三甲胺交叉敏感纳米复合氧化物气体传感器

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降低多传感器交叉敏感的法方程组方法

西安交通大学学报 2009年第6期43卷 57-61页

作者：李世维刘君华王群书西安交通大学电气工程学院西安710049 西北核技术研究所西安710024

针对用线性回归分析法降低多传感器交叉敏感中存在的问题,利用最小二乘法和矩阵计算理论,提出用法方程组的方法求解多传感器逆模型的拟合曲面方程的系数.该方法的优点是简单、快捷,且易于编程实现多元高次拟合曲面方程的系数.实验结果表... 详细信息

针对用线性回归分析法降低多传感器交叉敏感中存在的问题,利用最小二乘法和矩阵计算理论,提出用法方程组的方法求解多传感器逆模型的拟合曲面方程的系数.该方法的优点是简单、快捷,且易于编程实现多元高次拟合曲面方程的系数.实验结果表明,用法方程组的方法也可以明显地改善多传感器的交叉敏感问题.融合后压力传感器的温度灵敏度系数sα降低近两个数量级,电流影响系数Iα降低一个数量级以上,而零位温度系数0α也下降了1/3,且拟合曲面方程次数越高,改善的效果越好.

关键词：交叉敏感线性回归法方程组最小二乘法

偏振光干涉法消除光纤光栅解调中的交叉敏感现象

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光学学报 2006年第1期26卷 19-24页

作者：李卫张小频张民叶培大北京邮电大学光通信中心北京100876

提出一种偏振光干涉的光纤光栅应变测量方法,该方法能解决光纤光栅应变和温度测量时的交叉敏感问题。对于钒酸钇晶体偏振光干涉仪,如果选择两个能使干涉仪产生180°相位差的不同中心波长的光纤光栅,一个用于应变测量,一个用于补偿温度,... 详细信息

提出一种偏振光干涉的光纤光栅应变测量方法,该方法能解决光纤光栅应变和温度测量时的交叉敏感问题。对于钒酸钇晶体偏振光干涉仪,如果选择两个能使干涉仪产生180°相位差的不同中心波长的光纤光栅,一个用于应变测量,一个用于补偿温度,就能很好地解决光纤光栅应变测量时的温度交叉敏感问题。分析了构成偏振光干涉仪的晶体的厚度对应变偏差的影响。理论计算和试验结果显示,当晶体厚度为0.5 mm时温度对应变测量的交叉敏感现象被压缩到了1.6%,相当于0.13με/℃。进一步的仿真分析发现当晶体厚度为0.1 mm时交叉敏感现象将被压缩到0.08%,相当于0.0067με/℃。小的晶体厚度有利于减小交叉敏感现象,但小厚度的晶体加工困难,为此分析了双晶体结构的方案。

关键词：光纤光学光纤传感应变测量偏振光干涉交叉敏感

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交叉敏感情况下多传感器系统的动态特性研究

中国科学（E辑） 2005年第1期35卷 85-105页

作者：汤晓君刘君华西安交通大学电气工程学院西安710049

讨论了具有交叉敏感的传感器组成的多传感器系统的动态特性及其对系统检测精度的影响. 提出了将该多传感器系统看作一个线性滤波器与一个无记忆非线性函数的串联系统, 即Wiener系统, 把后续的信息融合系统看作一个无记忆非线性函数与一... 详细信息

讨论了具有交叉敏感的传感器组成的多传感器系统的动态特性及其对系统检测精度的影响. 提出了将该多传感器系统看作一个线性滤波器与一个无记忆非线性函数的串联系统, 即Wiener系统, 把后续的信息融合系统看作一个无记忆非线性函数与一个线性滤波器的串连, 即Hammerstein系统. 在静态标定的基础上, 用盲解卷积技术求得Hammerstein的线性滤波器系数矩阵. 针对盲解卷积技术复现信号幅值不确定性的缺点, 提出了一种根据逆滤波器系数矩阵与静态标定的线性矩阵的同一性校正滤波器系数矩阵的方法, 以获得多传感器系统的近似逆向动态模型, 提高了多传感器系统在实际检测过程中的检测精度, 降低了动态检测结果失真度, 满足了实际情况的需要. 最后的仿真结果表明, 输入信号频率接近采样频率1/10时, 用盲解卷积技术获得的幅值复现误差是未经过动态补偿的幅值复现误差的1/20, 是各传感器单独动态补偿后幅值复现误差的1/2, 快速性提高了2倍. 金属氧化物半导体甲烷传感器的动态补偿结果表明, 在温度阶跃响应下, 补偿后的甲烷检测误差小于补偿前的1/2, 因此这种方法拓宽了多传感器系统的带宽.

关键词：多传感器系统交叉敏感动态补偿线性滤波线性矩阵仿真结果阶跃响应盲解卷积逆滤波器金属氧化物半导体