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光纤捷联罗经工作原理

光纤捷联罗经工作原理
光纤捷联罗经工作原理

光纤捷联罗经工作原理

1地球自转角速度分解

如图1所示,地球自转角速度矢量Ω(≈15o/h )在地理坐标系中的分量为:

0cos sin Xn Yn Zn

ωωφωφ=??

=Ω??=Ω?

(1)

图1 地球自转角速度Ω分解

2陀螺主轴视运动

如果对陀螺不加任何控制,则Yn ω使当地水平面“西升东降”,而Zn ω使当地水平面自西向东旋转。这样一来,陀螺的视运动为“如果陀螺主轴偏西,主轴向下运动”,“如果陀螺主轴偏东,主轴向上运动”。这就是所谓的“东升西降”现象。

图2罗经的结构示意图

3罗经的无阻尼运动

在老的摆式罗经中,陀螺内框的下方加一重物,使陀螺相对X轴具有摆性,从而使陀螺能够找北,变成罗经。由于摆性,陀螺主轴在偏离水平面时产生进动(图3),进动方向为“主轴抬高,向西进动”,“主轴偏低,向东进动”,即“上西下东”现象。

图3 摆性力矩

由于上述地球自转产生的“东升西降”视运动和摆性力矩产生的“上西下东”进动,合成产生了主轴围绕水平指北点的无阻尼运动(图4)。

图4 陀螺主轴的无阻尼运动

4捷联罗经系统

捷联罗经系统是通过构造数学平台代替平台罗经系统的真实平台,因此可以将平台系统的罗经对准方法移植到捷联系统中,也就是说将平台罗经对准中用于控制平台运动的信号流,使用数学方法实现。数学平台构造原理如图5所示。

图5 捷联罗经系统数学平台构造

图1中?n b C 为计算的捷联矩阵,b ib

ω、b f 分别为陀螺和加速度计的测量值,b

ib Ω为b ib ω的反对称阵,?n ie Ω为地球自转角速率在计算导航系下的投影?n

ie ω的反对称阵,

其中?n c Ω为数学平台修正角速率c ω在计算导航系下投影的反对称阵。?n f 为b f 经过计算捷联矩阵?n b C 变换后的输出。捷联罗经工作原理如图6所示,北向水平通

道与东向类似。

图6(a) 捷联罗经东向通道水平对准原理图

图6(b) 捷联罗经系统方位对准原理图

5捷联航姿基准系统

对惯性测量单元(IMU)输出的加速度和角速度信息进行采集与补偿后,根据姿态更新算法完成载体航向、纵摇、横摇等信息的解算,其机械编排如图7所示。

图7 光纤捷联航姿工作原理框图

H3C以太环网解决方案技术白皮书

以太环网解决方案技术白皮书 关键词:RRPP 摘要:以太环网解决方案主要以RRPP为核心的成本低高可靠性的解决方案。 缩略语清单: 1介绍 在数据通信的二层网络中,一般采用生成树(STP)协议来对网络的拓扑进行保护。STP协议族是由IEEE实现了标准化,主要包括STP、RSTP和MSTP等几种协议。STP最初发明的是目的是为了避免网络中形成环路,出现广播风暴而导致网络不可用,并没有对网络出现拓扑变化时候的业务收敛时间做出很高的要求。实践经验表明,采用STP协议作为拓扑保护的网络,业务收敛时间在几十秒的数量级;后来的RSTP对STP机制进行了改进,业务收敛时间在理想情况下可以控制在秒级左右;MSTP主要是RSTP的多实例化,网络收敛时间与RSTP基本相同。 近几年,随着以太网技术在企业LAN网络里面得到广泛应用的同时,以太网技术开始在运营商城域网络发展;特别是在数据,语音,视频等业务向IP融合的趋势下,增强以太网本身的可靠性,缩短网络的故障收敛时间,对语音业务,视频等业务提供满意的用户体验,无论对运营商客户,还是对于广大的企业用户,都是一个根本的需求。 为了缩短网络故障收敛时间,H3C推出了革新性的以太环网技术——RRPP(Rapid Ring Protection Protocol,快速环网保护协议)。RRPP技术是一种专门应用于以太网环的链路层协议,它在以太网环中能够防止数据环路引起的广播风暴,当以太网环上链路或设备故障时,能迅速切换到备份链路,保证业务快速恢复。与STP协议相比,RRPP协议具有算法简单、拓扑收敛速度快和收敛时间与环网上节点数无关等显著优势。 H3C基于RRPP的以太环网解决方案可对数据,语音,视频等业务做出快速的保护倒换,协同高中低端交换机推出整体的环网解决方案,为不同的应用场景提供不同的解决方案。 2技术应用背景 当前多数现有网络中采用星形或双归属组网模型,多会存在缺乏有效保护和浪费网络资源等诸多问题,如下图所示:

常用的五类光纤传感器基本原理解析

常用的五类光纤传感器基本原理解析 根据被调制的光波的性质参数不同,这两类光纤传感器都可再分为强度调制光纤传感器、相位调制光纤传感器、频率调制光纤传感器、偏振态调制光纤传感器和波长调制光纤传感器。 1)强度调制型光纤传感器 基本原理是待测物理量引起光纤中传输光光强的变化,通过检测光强的变化实现对待测量的测量。恒定光源发出的强度为I的光注入传感头,在传感头内,光在被测信号的作用下其强度发生了变化,即受到了外场的调制,使得输出光强的包络线与被测信号的形状一样,光电探测器测出的输出电流也作同样的调制,信号处理电路再检测出调制信号,就得到了被测信号。 这类传感器的优点是结构简单、成本低、容易实现,因此开发应用的比较早,现在已经成功的应用在位移、压力、表面粗糙度、加速度、间隙、力、液位、振动、辐射等的测量。强度调制的方式很多,大致可分为反射式强度调制、透射式强度调制、光模式强度调制以及折射率和吸收系数强度调制等等。一般反射式强度调制、透射式强度调制、折射率强度调制称为外调制式,光模式称为内调制式。但是由于原理的限制,它易受光源波动和连接器损耗变化等的影响,因此这种传感器只能用于干扰源较小的场合。 2)相位调制型光纤传感器 基本原理是:在被测能量场的作用下,光纤内的光波的相位发生变化,再用干涉测量技术将相位的变化转换成光强的变化,从而检测到待测的物理量。相位调制型光纤传感器的优点是具有极高的灵敏度,动态测量范围大,同时响应速度也快,其缺点是对光源要求比较高同时对检测系统的精密度要求也比较高,因此成本相应较高。 目前主要的应用领域为:利用光弹效应的声、压力或振动传感器;利用磁致伸缩效应的电流、磁场传感器;利用电致伸缩的电场、电压传感器;利用赛格纳克效应的旋转角速度传感器(光纤陀螺)等。

环网自愈型RS485转光纤使用方法

环网自愈型RS485转光纤_光猫使用说明书(工业级) 一、概述 天津三格电子的MS-F155-C工业级双环光纤自愈RS485转光纤。工业现场总线光通讯中光纤双环网自愈是一种有效的高可靠通讯方式。双环自愈光纤Modem采用光纤传输技术,专为工业自动化、SCADA(数据采集及监控)等工业环境的远程数据通讯而设计,该产品主用实现232/485设备,在一对光纤环网(主环\备环)上互相通讯,正常通讯时,备环处于备份状态;当主环光纤故障时,备环立即启动工作,当主环故障消失时,备环立即切换,恢复备份状态,而主环恢复工作状态。光纤故障检测、主环、备环均由双环自愈光纤Modem自动完成,无需人工干预。级联方式支持0-500Kbps的任意速率,环网方式速率低于115200bps。光纤接口FC\SC\ST任选,由于采用光纤传输介质,可以在雷电、浪涌、电磁干扰等恶劣的工业环境下安全、高速、长距离 通讯。同时省去原来使用铜线时的雷电浪涌保护 设备的投资; 二、规格与特性 电源:宽电源供电,7-24V直流电源。 接口:RS232/ RS485。可以同时传输1路RS232, 或者1路485。 传输速率:RS232、RS485可以达到115200bps;。 通信方式:RS232RS422为全双工/ RS485为半双 工。 通信距离:多模可以达到2000米,单模可以达 到20-40公里。 光纤:SC口,单模双纤/单模单纤。 M/S拨码开关:主站拨到M,从站拨到S。 保护:15KV静电保护,1600W浪涌保护 环境温度:-40---60°C 存储温、湿度:-40---80°C 5%---90% 三、LED指示灯 RS485_1_LED:闪烁表示RS485_1有数据收发; RS485_2_LED:闪烁表示RS485_2有数据收发; M/S_LED:灯灭设备为从站,灯亮设备为主站; PWR_LED:灯亮表示电源工作; Linker1_LED:灯亮表示光纤模块1工作正常; Linker2_LED:灯亮表示光纤模块2工作正常; NC:亮表示为环路工作状态,灭为总线状态 RS232_1_LED:232有数据则闪烁; 四、光纤参数 单模、SC口(可选择其他接口,LC FC等)、双 纤可选,波长1310nm。 五、装修清单 AC220V/DC 9V电源适配器一个,使用说明书一 份(销售日期,作为保修的依据),光猫一台。 六、注意事项 光纤与光模块不用时候应该用注意防潮、防尘。 安装方法:必须一个主站,多个从站。可以一直往下串接从站,多个从站。链接方式有如下两种:(1)级联总线式;(2)环网方式。

光纤式传感器

光纤式传感器 传感技术与计算机技术、通讯技术被称为信息产业三大支柱技术, 是组成现代信息化技术的基础。世界各大强国均将传感器技术视为国家科技发展战略中的重要组成部分, 作为国家重点发展的领域之一。光纤传感器主要有传感型和传光型两大类, 两类传感器在传感原理上均可分为光强调制、相位调制、偏振态调制及波长调制不同形式, 由此构成不同的传感器。迄今业已证实, 被光纤传感器敏感的物理量有 70多种, 与传统的传感器相比, 光纤传感器有灵敏度高、重量轻和体积小、多用途、对介质影响小、抗电磁干扰和耐腐蚀且本质安全、易于组网等特点, 使其近年来在航天航空、国防、能源电力、医疗和环保、石油化工、食品加工、土木工程等领域的应用得到了迅速发展。表 1 为光纤传感器对参数测定的原理及主要方式。 一、光纤传感器的基本原理及组成 光纤传感器由光源、敏感元件、光探测器、信号处理器系统以及光纤等组成。光纤传感器的基本原理是将来自光源的光经过光纤送入调制器,使待测量参数与进入调制区的光相互作用后,导致光的光学性质(如光的强度、波长频率、相位偏振态等)发生变化,成为被调制的信号光,再经过光纤送入光探测器,经解调器解调后,获得被测参数。 1.1强度调制光纤传感器 强度调制光纤传感器的基本原理是:待测物理量引起光纤中传输光的光强变化,通过检测光强的变化实现对待测量的测量。待测量作用于光纤敏感元件,使通过光纤的光强发生变化。设输入光强为恒量Iin,输出光强为Iout,即待测量对光纤中的光强度产生调制。可

直接连接光探测器变成电信号(即调制的强度包括电信号)。 1.2相位调制光纤传感器 相位调制光纤传感器的基本原理是:通过被测能量场的作用,使光纤内传输的光波相位发生变化,再用干涉测量技术把相位变化转换为光强变化,从而检测出待测的物理量。所有能够影响光纤长度、折射率和内部应力的被测量都会引起相位变化,如应力应变温度和磁场等外界物理量。但是,目前的各类光探测器都不能探测敏感光的相位变化,必须采用干涉测量技术,才能实现对外界物理量的检测。与其他调制方式相比,相位调制技术由于采用干涉技术而具有很高的检测灵敏度。常用的干涉仪有四种:迈克尔逊、马赫-琴特、法布里-珀罗和萨格耐克。它们的共同点是:光源发出的光都要分成两束或更多束的光,沿不同的路径传播后,分离的光束又重新汇合,产生干涉现象。

光纤SDH自愈环网的组建

光纤SDH自愈环网的组建

光纤SDH自愈环网的组建 北极星电力网技术频道作者:3 2007-12-21 13:39:23 (阅2840次)

调度自动化的通信需要。所以在该地区组建SDH 光纤自愈环网代表着正确的发展方向。1洋浦开发区用电大户及通信网络在洋浦开发区,洋浦电厂是海南省最大的气电发电厂,装机总容量为2×140MW 2×80MW;中海油公司的炼化厂是年产值过百亿的工厂,占全海南GDP总产值的七分之一,该厂是海南电网最大的用电专户,变压器本期设计总容量为2×150MVA;而金海浆纸厂则是全亚州最大的浆纸厂,变压器本期设计容量为1×80MVA,它的自备发电厂正在考虑并网方案设计,总装机容量为420MW,部分机组已投运,部分机组正在建设中。 炼化厂及浆纸厂这两个工厂都是省内极其重要的工厂,是海南电网的用电大户,建设了专门的220kV用户变电站来进行供电,对用电的要求非常的高;洋浦电厂作为海南省内最大的气电发电厂,接入海南220kV电网主网架,也是对海南电网的极其重要的一个电厂,原有的通信通道只是单通道,没有形成一个网络。如何解决它们的生产调度通信网络,保证电网的安全、经济、稳定运行,给用户提供高质量的服务成了摆在面前的问题。2用户电力通信方式选择近年来,计算机

技术和通信技术的结合,开创了信息时代的新纪元。无线通信、光纤通信、交换和路由等新技术和新设备层出不穷,创建了通信技术新时代。光纤通信由于其容量大、保密性好、不易受电磁干扰等优点,被广泛应用于电力系统通信中,在要求越来越高的电力系统通信里发挥着重要的作用。光纤通信以光导纤维为传输媒质、光波为载波的光纤信道,具有损耗低、频带宽、高速、安全等诸多其他通信方式所不具备的优点。 海南电网以往的通信方式多采用了载波通信、扩频通信等通信方式,随着电网改造和建设,旧电网更新,新电网大量建立,电力调度显得更为重要,因此对电力通信提出了更高的要求,以前的载波通信等通信方式已很难满足更高的通信要求。而鉴于洋浦电厂、炼化厂、浆纸厂及其自备发电厂即将并网,采用光纤通信方式,是非常必要的。3用户通信网络组网方案3.1光纤通信传输制式光纤大容量数字传输目前大都采用同步分时复用(TDM)技术,随着以微处理器支持智能网络单元的出现,高速大容量光纤传输技术和高度灵活、便于管理控制的智能网络技术的有机结合,形成了较为完善的传输体制——同步数字系

工业以太环网技术方案

碾沟煤矿工业以太环网技术方案

工业以太网系统技术方案 一、前言 近年来,随着世界科技的发展与全球化,我国提出了两花融合的战略目标,两华融合是信息化和工业化的高层的深度结合,是指以信息化带动工业化、一工业化促进信息化,走新型工业化道路;两化融合的核心就是信息化支撑,追求可持续发展模式,两化融合在煤炭产业就是煤矿生产过程监控,全矿井安全生产安全环境监测,生产过程信息综合利用等方面的自动化、智能化和网络化。通过建立以工业以太网维基础平台,实现各自动化控制系统的集中监控,形成完整的管制一体化综合应用系统。 以太网视一种计算机局域网组网技术。IEEE制定的IEEE802.3标准给出了以太网的技术标准。它规定了包括物理层的连线、电信号和介质访问协议的内容。以太网视当前应用最普遍的局域网技术。它很大程度上取代了其他局域网标准,如令牌环网、FDDI和ARCNET. 以太网的标准拓扑结构为总线型拓扑,但目前的快速以太网为了最大程度的减少冲突,最大程度的提高网络速度和使用效率,使用交换机来进行网络连接和组织,这样,一台瓦那个的拓扑结构就成了星型,但在逻辑上,以太网仍然使用总线型拓扑和CSMA/CD(即带冲突检测的载波监听多路访问)的总线争用技术。 二、系统实施细则 作为减少数字化矿井,必须站在煤矿企业的高度去整体规划和设计,其最终的效益要体现在煤矿企业整体效益上,而非在某个生产局部环节,因此作为数字化矿井构架必须充分考虑影响企业最终效益的方方面面,必须涵盖煤矿企业经营管理、安全监控、生产控制、设备监控等各个层面。 2.1系统设计原则 考虑到阳泉煤业集团和顺新大地煤矿综合自动化系统工程的实际需要和将来的发展趋势,各系统的实际需求及具体的使用特性,同时兼顾技术新旧更替不断加快的特点,项目是设计原则为:“先进性、成熟性、使用性、安全性、实时性、易操作性、完整性、可查性、互联性和可扩展性、经济性”。为了使所设计的方案尽可能满足矿方实际的需求,使系统正常、高效地运转,整体方案设计遵循以下设计原则: 先进性、成熟性 使用先进、成熟、实用和具有良好发展前景的技术,使得各个子系统具有较长的生命周期,不盲目追求高档次,既满足当前的需求,又适应未来的发展。 实用性 由于现代煤矿企业的安全、生产监控及调度任务、各职能部门之间业务的联系在很大程度上是以网络为基础,而安全、生产监控则对数据的实时性要求很高。因此,在设计上应保证网络的处理能力和宽带。 可靠性 高效稳定的系统,能提供全年365天,一天24小时的不停顿运作,对于安装的服务器、终端设备、网络设备、控制设备与布线系统,必须能适应严格的工作环境,特别考虑要适应煤矿井下高温、高湿、高瓦斯的客观环境,以确保系统稳定,实时监控的不可间断性决定了在网络设计中(尤其是网络主干)必须考虑提高网络运行的可靠性,保证系统在一个节点出现意外时,整个系统仍能运行。因此,在硬件选型、线路、支撑环境及结构上都必须高质量,并保证核心网络设备具备冗余。同时,采用先进的防火墙+网闸技术保证系统的安全。 安全性 网络的各个环节要尽可能多的提供安全保密措施,来保证网络的性能。安全措施应包括:防病毒,防黑客、防止非法或越权访问、传输加密、安全策略控制等。

煤矿监测监控光纤环网的应用及故障处理

煤矿监测监控光纤环网的应用及常见故障分析 为了保障煤矿安全生产,作业人员人身安全,我国大部分煤矿安装了煤矿安全监测监控系统。随着计算机技术、通信技术、控制技术和电子技术的迅速发展,越来越多的信号传输方式在监测监控系统中被使用,以便把井下信息迅、准确、可靠地传输到地面指挥中心,以保证矿井生产指挥、安全管理、抢险救灾等安全生产的需要。本文对KJ335监测监控系统在信息传输方面的功能、特点进行了探讨,初步分析了监控环网常见问题及处理方法。 徐州矿务集团各矿井按照国家对煤矿企业安全生产要求和企业自身发展的需要,在2007年均安装了KJ335煤矿安全监控系统。该系统是集环境安全、生产监控、信息管理和多种子系统为一体的分布式全网络化新型煤矿综合监控系统,实现了对井下瓦斯、一氧化碳、风速、风压、温度、风机开停、风门开关的自动、连续、集中监测和瓦斯超限报警断电、风电闭锁等功能,大大提高了矿井安全生产水平和安全生产管理效率。系统采用光纤以太环网+CAN 总线传输方式。光纤以太环网作为井下主干网络,传输介质采用矿用阻燃光缆,负责监测监控系统、人员定位系统和煤矿地压监测预报系统的信息传输。光纤环网通过本安型传输接口进行连接,传输接口的交换板具有光信号的收发、光电信号互相转换、接口转换、信号处理等功能,板上以太网光纤综合复用设备将多种设备接口输出信号转换复用到两条冗余光纤链路中,四个电口可用来整合监测监控系统、人员定位系统等,徐矿集团各矿井2009年安装的人员定位系统就是用同一个光纤环网进行数据传输的,交换板示意图如图一所示。CAN 总线用来连接传输接口与监控分站,监控分站之间、监控分站与传感器之间也采用CAN 总线方式进行数据传输。这种传输 方式解决了煤矿复杂巷道环境和电磁辐射、浪涌冲击、脉冲干扰环境下的数据传输问题,有良好的可靠性和抗干扰能力,有效地整合了监测监控系统和人员定位系统,保障了 煤矿安全监控系统数据传输实时性和稳定性。 KJ335煤矿安全监控系主要由地面和井下两大部分组成,地面部分包括中心站 主备服务器、主传输接口、网络交换机、中心站运行软件、UPS 电源及附属设备 组成;井下主要由KJ335-J 传输接口、 KJ335-F 通用分站、隔爆兼本安电源、 断电执行器以及各种传感器等组成,系 统结构框图如图二所示。 该系统采用的光纤环网属于自愈环网,环网采用FDDI 简化协议,采用这种协议的环网只能有一个为主站。当两条光纤链路都正常时,数据可以在链路上选择任一方向传输,环网双网运行,业务流量方向相反,图三为环网正常运行 时示意图。当单根光纤故障时,另一环图一 传输接口的交换板示意图 交换板 以太网光纤 综合复用接口 电口1 电口2 电口3 电口4 环网光口1-1 环网光口1-2 环网光口2-1 环网光口2-2 图二 KJ335煤矿安全监控系统结构框图 光 纤 环 网 传输 接口 传输 接口 传输 接口 通用分站 通用分站 传感器 执行器 矿用电缆 通用分站 通用分站 传感器 执行器 矿用电缆 备用主机 主用主机 打印机 主 传 输 接 口

光纤传感器的基本原理及在医学上的应用

2008年9月中国医学物理学杂志Sep .,2008 第25卷第5期 ChineseJournalofMedicalPhysics Vol.25.No.5 光纤传感器的基本原理及在医学上的应用 孙素梅1,陈洪耀2,3,尹国盛2(1.漯河医学高等专科学校,河南漯河462000;2.河南大学物理与电子学院,河南开封 475004;3.中国科学院安徽光学精密机械研究所,安徽合肥230031) 摘要:目的:本文的目的简要介绍光纤传感器的基本原理和简单分类,重点阐述传光型光纤传感器在医学的压力、流速、pH值等五方面的应用。方法:光纤传感器基本原理是将光源发出的光经光纤送入调制区,在调制区内,外界被测参数与进入调制区的光相互作用,使光的强度、频率、相位、偏振等发生变化成为被调制的信号光,再经光纤送入光探测器、解调器而获得被测物理量。光纤传感器按其传感原理可分为两大类:一类是传光型传感器,另一类是传感型传感器。结果:目前在医学上应用的主要是传光型光纤传感器。光纤传感器主要优点:小巧、绝缘、不受射频和微波干扰、测量精度高。医疗上的图象传输是传输型光纤传感器应用中很有特色的一部分。只需将许多光纤组成光纤束,就可以做成能有效地使图象空间量子化的传感器。自从光导纤维引入到内窥镜以后,扩大了内窥镜的应用范围。光导纤维柔软、自由度大、传输图象失真小、直径细等优点使得各种内窥镜检查人体的各个部位几乎都是可行的,且操作中不会引起病人的痛苦与不适。其中光纤血管镜已应用于人类的心导管检查中。在进行激光血管成形术时,血管镜可提供很多重要的信息,用以引导激光辐射的方向,选择激光的能量和持续时间,并可了解在成形术后的治疗效果。光纤内窥镜不仅用于诊断,也正进入治疗领域中,例如用于做息肉切除手术等。微波加温治疗技术是当前治疗癌症的有效途径,但微波加温治疗癌症技术的温度难以控制,而光纤温度传感器恰可以对微波加温治疗癌症的有效温度进行监测,从而使温度不致于过高杀死人体的正常细胞,也不会过低达不到治疗目的,使癌细胞进一步扩散。光纤温度传感器在癌症治疗方面的研究和开发正日益兴起。结论:光纤传感器作为一种优势明显的新型传感器在医学领域得到应用,为治疗疾病提供了一种崭新的方法。可以预见随着制作技术的日益成熟和器件性能的不断提高,不久的将来光纤传感器必将会进一步推动医学的飞速发展。 关键词:光纤传感器;测量;医学;应用中图分类号:R312 文献标识码:A 文章编号:1005-202X (2008)05-0846-05 The Basic Principle and Applications on Medical of Fiber Optic Sensors SUNSu-mei1,CHENHong-yao2,3,YINGuo-sheng2 (1.LuoheMedicalCollege,LuoheHe'nan462000,China;2.ChinaPhysicsandElectronicsCollege,He'nanUniversity,KaifengHe'nan475004,China;3.TheAn'huiInstituteofOpticsandPrecisionMechanics,TheChineseAcademyofSciences,HefeiAnhui230031,China) Abstract:Objective:Thisarticlesimplyintroducedthebasicprincipleoffiberopticsensoranditsapplicationespeciallyonmedicalinbloodpressure,thespeedofflow,thepHvalueetc.Method:Thefiberopticsensorbasicprincipleisthelightwhichsendsoutthephotosourcesendsinafterthefiberopticthemodulationarea,inthemodulationarea,theoutsidewasmeasuredtheparameterwithentersthemodulationareathelighttoaffectmutually,causesthelighttheintensity,thefrequency,thephase,thepolarizationtooccurchangesintothesignallightwhichmodulates,againpassesthroughthefiberoptictosendinthelightdetector,thedemodulatorobtainsismeasuredthephysicalquantity.Thefiberopticsensormaydivideintotwokindsaccordingtoitssensingprinciple:onekindisthelight-passingsensor;theotheristhesensingsensor.Result:Atpresent,themainapplicationinthemedicineisthelight-passingfiberopticsensor.Themainadvantagesoffiberoptic sensorare:exquisite,insulation,notinfluencedbytheradiofrequencyandthemicrowave.Themeasuringaccuracyish igh.Theimagetransmissioninmedicalisthespecialpartof theapplicationonthetransmissionmodesfiberopticsensor.Onlytieaplentyoffiberoptictocompositionfiberoptics,wecouldmakethesensorwhichcancausetheimagespace 收稿日期:2008-03-10 作者简介:孙素梅(1954-),女,漯河医学高等专科学校物理教研室 副教授。Tel :0395-296452713939575106;E -mail : sunsumei2007@https://www.sodocs.net/doc/8118344320.html, 。 846--

工业以太环网系统

工业以太环网系统 建设方案 建设单位: 供货单位:####################### 日期:2019年1月

目录

1) 本技术方案广泛适用于煤矿综合自动化系统。 2) 我方保证提供设备符合国家标准、规和本规格书的优质产品及其相应的优质服务。 3) 本技术方案为综合自动化系统初步设计方案,井下子系统接入综合自动化系统时需结合实际情况制定子系统接入实施方案。 系统实施原则及建设容规划 1) 系统设计、实施始终遵循煤矿安全综合自动化系统等相关标准。 2) 系统建设采用“统筹规划,统一组织,分步实施,急用先建,突出重点,慎重投入”的指导思想。 3) 结合煤矿实际情况进行综合设计。 4) 为建设一个稳定、高效的1000M环网平台,能可靠传输数据、语音、图像等信息以满足日益复杂的安全生产管理需要,提高安全生产管理水平。 5) 提供多种子系统接入方式以满足现场各种异构设备接入,保护已有投资。 系统设计原则 考虑到综合自动化系统工程的实际需要和将来的发展趋势,各系统的实际需求及具体的使用特性,同时兼顾技术新旧更替不断加快的特点,项目的设计原则为:“先进性、成熟性、实用性、安全性、实时性、易操作性、完整性、可查询性、互联性和可扩展性、经济性”。为了使所设计的方案尽可能满足矿方实际的需求,使系统正常、高效地运转,整体方案设计遵循以下设计原则: ? 先进性、成熟性 使用先进、成熟、实用和具有良好发展前景的技术,使得各个子系统具有较长的生命周期,不盲目追求高档次,既能满足当前的需求,又能适应未来的发展。 ? 实用性 由于现代煤矿企业的安全、生产监控及调度任务、各职能部门之间业务的联系在很大程度上是以网络为基础,而安全、生产监控则对数据的实时性要求很高。因此,在设计上应保证网络的处理能力和带宽。 ? 可靠性 高效稳定的系统,能提供全年365 天,一天24 小时的不停顿运作。对于安装的服务器、终端设备、网络设备、控制设备与布线系统,必须能适应严格的工作环境,特别考虑要适应煤矿井下高温、高湿、高瓦斯的客观环境,以确保系统稳定。实时监控的不可间断性决定了在网络设计中(尤其是网络主干)必须考虑提高网络运行的可靠性,保证系统在一个节点出现意外时整个系统仍能运行。因此,在硬件选型、线路、支撑环境及结构上都必须高质量,并保证核心网络设备具备冗余。同时,采用先进的防火墙+网闸技术保证系统的安全。 ? 安全性

光纤传感器的位移特性

光纤传感器的位移特性实验报告 一、实验目的 了解光纤位移传感器的工作原理和性能。 二、基本原理 本实验采用的是传光型光纤,它由两束光纤混合后,组成Y型光纤,半园分布即双D型一束光纤端部与光源相接发射光束,另一束端部与光电转换器相接接收光束。两光束混合后的端部是工作端亦称探头,它与被测体相距X,由光源发出的光纤传到端部出射后再经被测体反射回来,另一束光纤接收光信号由光电转换器转换成电量,而光电转换器转换的电量大小与间距X有关,因此可用于测量位移。 三、需用器件与单元 光纤传感器、光纤传感器实验模板、数显单元、测微头、直流源、反射面。 四、实验步骤 1、根据图1-6安装光纤位移传感器,二束光纤插入实验板上的座孔上。其内部已和发光管D及光电转换管T 相接。 图1-6光纤传感器安装示意图

2、将光纤实验模板输出端V O1与数显单元相连,见图1-7。 图1-7光纤传感器位移实验接线图 2、调节测微头,使探头与反射面圆平板接触。 3、实验模板接入±15V电源,合上主控箱电源开关,调R W、使 数显表显示为零。 4、旋转测微头,被测体离开探头,每隔0.1mm读出数显表值, 将其填入表1-4。 表1-4光纤位移传感器输出电压与位移数据 X(mm) V(v) 5、根据表9-1数据,作光纤位移传感器的位移特性,计算在量 程1mm时灵敏度和非线性误差。 五、实验数据处理 1、实验数据: X(mm) 0.00 0.10 0.20 0.30 0.40 0.50 0.60 0.70 0.80 0.90 V(v)0.00 0.08 0.19 0.32 0.45 0.59 0.76 0.92 1.13 1.27 X(mm) 1.00 1.10 1.20 1.30 1.40 1.50 1.60 1.70 1.80 1.90 V(v) 1.39 1.50 1.59 1.65 1.70 1.78 1.84 1.88 1.91 1.91

光纤传感器结构原理及分类

光纤温度传感器 1、光纤传感器结构原理 以电为基础的传统传感器是一种把测量的状态转变为可测的电信号的装置。它的电源、敏感元件、信号接收和处理系统以及信息传输均用金属导线连接,见图(a)。光纤传感器则是一种把被测量的状态转变为可测的光信号的装置。由光发送器、敏感元件(光纤或非光纤的)、光接收器、信号处理系统以及光纤构成,见图(b)。 由光发送器发出的光经源光纤引导至敏感元件。这时,光的某一性质受到被测量的调制,已调光经接收光纤耦合到光接收器,使光信号变为电信号,最后经信号处理得到所期待的被测量。 可见,光纤传感器与以电为基础的传统传感器相比较,在测量原理上有本质的差别。传统传感器是以机—电测量为基础,而光纤传感器则以光学测量为基础。

光是一种电磁波,其波长从极远红外的lmm到极远紫外线的10nm。它的物理作用和生物化学作用主要因其中的电场而引起。因此,讨论光的敏感测量必须考虑光的电矢量E的振动,即 A——电场E的振幅矢量;ω——光波的振动频率; φ——光相位;t——光的传播时间。 可见,只要使光的强度、偏振态(矢量A的方向)、频率和相位等参量之一随被测量状态的变化而变化,或受被测量调制,那么,通过对光的强度调制、偏振调制、频率调制或相位调制等进行解调,获得所需要的被测量的信息。 2、光纤传感器的分类

注:MM多模;SM单模;PM偏振保持;a,b,c功能型、非功能型、拾光型 (1)根据光纤在传感器中的作用 光纤传感器分为功能型、非功能型和拾光型三大类。 1)功能型(全光纤型)光纤传感器 利用对外界信息具有敏感能力和检测能力的光纤(或特殊光纤) 作传感元件,将“传”和“感”合为一体的传感器。光纤不仅起传光作用,而且还利用光纤在外界因素(弯曲、相变)的作用下,其光学特性(光强、相位、偏振态等)的变化来实现“传”和“感” 的功能。因此,传感器中光纤是连续的。由于光纤连续,增加其长度,可提高灵敏度。 2)非功能型(或称传光型)光纤传感器 光纤仅起导光作用,只“传”不“感”,对外界信息的“感觉”功能依靠其他物理性质的功能元件完成。光纤不连续。此类光纤传感器无需特殊光纤及其他特殊技术,比较容易实现,成本低。但灵敏度也较低,用于对灵敏度要求不太高的场合。

光纤环网交换机-说明书

1 概述 GJHJ-12/12型本安型光纤环网交换机是为了在工作面形成一个环网,将工作面的设备接入这个环网上,再通过光纤将信号接到井上,实现对井下设备的监测。 GJHJ-12/12型本安型光纤环网交换机符合煤矿国家安全标准,适用于煤矿井下的工作环境。 1.1防爆型式 本安输出型 ExibⅠ 1.2工作环境条件 a)环境温度:0℃~40℃; b)空气相对湿度:<95%(+25℃); c)大气压力:80kPa~110kPa; d)无显著振动和冲击的场合; e)煤矿井下有瓦斯、煤尘等爆炸性混合物,但无破坏绝缘的腐蚀性气体的场合。 1.3工作方式 连续工作。 2 主要技术指标 防爆标志: Exib I 工作电压: 12VDC/12VDC 工作电流: 1A/600mA 防护等级: IP54 配接设备: GJHJ-12/12型本安型光纤环网交换机 关联设备: NTZ/D 1A5*2型矿用隔爆兼本安型稳压电源 3 主要结构特征 外型尺寸(长×宽×高): 738mm×200mm×354mm 。 重量: 48Kg 图1 4 工作原理 GJHJ-12/12型本安型光纤环网交换机由盒体、电路板、LED和连接电缆组成。LED用来

2 指示交换机电源和通信状态。电路板固定在盒内,是交换机的核心部分,负责处理相关数据。 交换机与交换机之间通过单模光纤连接,通信模块提供两个用于组成环网的光纤接口,两个接口处于同等级别,当其中一个光纤接口用于和另一台交换机的环网接口相连,可将这个接口定义为上端口,那么另一个光纤环网接口可定义为下端口,可和第三台交换机的其中一个环网接口相连,那么如果将另外两台的光纤环网接口再相连,就组成了一个最小的光纤环网系统。其中任何两台交换机之间的光纤断路,或是出现故障,信号同样可以从另一个通路达到链路中的所有交换机,不会因为光纤的断路导致整个网络的瘫痪。结构示意如下图: 3#交换机

反射式光纤传感器原理操作步骤

五、注意事项 1.不得随意摇动和插拔面板上的各种元器件,以免造成实验仪不能正常工作。 2.光纤传感器弯曲半径不得小于5㎝,以免折断。 3.旋动螺旋测微丝杆尾帽中出现咔咔声表示不能继续前进,不能超过其量程。 4.在使用过程中,出现任何异常情况,必须立即关机断电以确保安全。 5.不得用手触摸反射面,以免影响实验结果。 六、实验操作 1)光路与机械系统组装调试实验 1.按照图3安装光纤传感器,把输入光纤、输出光纤分别插入实验板上的光源座孔和探测器PD座孔上,把光纤传感器探头安装在光纤卡架上。 图3 光纤传感器安装示意图 2.将发射和接收部分接入电路,探测器输出信号处理电路不接调零电路,输出端U0接入电路板上电压表。 3.调节光纤传感器探头,使探头与反射面接触。 4.选择智能可调档位200mv或者2v档位。 5.打开电源开关,调节螺旋测微丝杆使光纤传感器离开反射面,观察电压表显示变化,并分析。 6.关闭电源。 2)发光二极管驱动实验1.按照图3安装光纤传感器,把输入光纤、输出光纤分别插入实验板上的光源座孔和探测器PD座孔上,把光纤传感器探头安装在光纤卡架上。 2.仅仅把发射部分接入电路。 3.调节光纤传感器探头,使探头与反射面接触。 4.打开电源开关,调节螺旋测微丝杆使光纤传感器离开反射面,观察电压表显示变化,并分析。 5.关闭电源。 3)光电探测器PD接收实验 1.按照图3安装光纤传感器,把输入光纤、输出光纤分别插入实验板上的光源座孔和探测器PD座孔上,把光纤传感器探头安装在光纤卡架上。 2.仅仅把接收部分接入电路。 3.调节光纤传感器探头,使探头与反射面接触。 4.打开电源开关,调节螺旋测微丝杆使光纤传感器离开反射面,观察电压表显示变化,并分析。 5.关闭电源。 4)光纤位移传感器输出信号放大处理实验 1.按照图3安装光纤传感器,把输入光纤、输出光纤分别插入实验板上的光源座孔和探测器PD座孔上,把光纤传感器探头安装在光纤卡架上。 2.将发射和接收部分接入电路,探测器输出信号处理电路接调零电路,输出端U0接入电压表。 3.调节光纤传感器探头,使探头与反射面接触。 4.打开电源开关,调节螺旋测微丝杆使光纤传感器离开反射面某一距离后维持不动,调节增益旋钮,观察电压表显示变化,并分析。 5.关闭电源。 5) 光纤位移传感器输出信号误差补偿电路 1.按照图3安装光纤传感器,把输入光纤、输出光纤分别插入实验板上的光源座 7

光纤环网建设项目施工方案

国网公司重庆开县公司光纤环网建设项目 施工方案 批准:年月日 审核:年月日 编制:年月日 国网重庆开县供电有限责任公司 2016年06月08日

目录 一、编制依据 (3) 二、原因分析......................................................................................... 错误!未定义书签。 三、施工内容 (4) 四、组织机构组织措施 (4) 五、施工准备 (5) 六、施工计划 (6) 七、施工工艺 (6) 八、质量措施 (7) 九、安全措施 (8) 十、环境保护措施 (11)

施工方案 为国网公司重庆开县公司光纤环网建设项目编此施工方案: 一、编制依据 1、《建筑结构荷载规范》(GB50009-2006) 2、《地基基础设计规范》(GB50007-2011) 3、《混凝土结构设计规范》(GB50010-2010) 4、《砌体工程质量验收评定标准》 5、《装修工程质量验收评定标准 6、《建筑工程质量验收评定标准》G BJ301-88 7、《屋面工程质量验收评定标准》 8、《地面工程质量验收评定标准》 9、电力部主编国家标准1999版《电力建设施工、验收及质量验评标准汇编(下册)》 10、电力行业标准DL/T5161、4-2002《电气装置安装工程质量检验及评定规程》 11、电力行业标准DL5009、9、1-2002《电力建设安全工作规程-变电站部分》 12、《重庆市万州长江电力实业发展有限公司的安全质量环境管理体系文件》

13、国网公司重庆开县公司光纤环网建设项目设计施工图 14、国家电网公司电力安全工作规程 15、电气装置安装工程施工及验收规范 16、电力建设安全施工管理规定 17、电力建设安全工作规程 二、施工内容 1.由110kV新城变电站沿35kV竹新线架设1条24芯ADSS光纤至110kV竹溪变电站,线路路径长度15445m; 2.由35kV郭家变电站沿35kV郭温线架设1条24芯ADSS光纤至35kV 温泉变电站,线路路径长度5739m,在原8#-9#杆之间新立1基12m 水泥杆; 3.由110kV中集变电站沿35kV中赵线架设1条24芯ADSS光纤至110kV赵家变电站,线路路径长度13368m; 三、组织机构组织措施 1、组织机构设置 根据本工作特点和实际情况,为了加强施工现场的管理,确保工作顺利完成,本项目设项目经理、技术负责人和质检员、安全员等施工管理人员职位,项目经理负责对本工作的质量、安全、工期和文明施工等项目全面负责。根据工作实际情况,项目经理下设两个职能小组配备相应的技术管理人员,明确分工,各负其责,确保各项工作顺利有效进展。 组织机构图

光纤传感器结构原理及分类[图]

光纤传感器结构原理及分类[图] 1、光纤传感器结构原理 以电为基础的传统传感器是一种把测量的状态转变为可测的电信号的装置。它的电源、敏感元件、信号接收和处理系统以及信息传输均用金属导线连接,见图(a)。光纤传感器则是一种把被测量的状态转变为可测的光信号的装置。由光发送器、敏感元件(光纤或非光纤的)、光接收器、信号处理系统以及光纤构成,见图(b)。 由光发送器发出的光经源光纤引导至敏感元件。这时,光的某一性质受到被测量的调制,已调光经接收光纤耦合到光接收器,使光信号变为电信号,最后经信号处理得到所期待的被测量。 可见,光纤传感器与以电为基础的传统传感器相比较,在测量原理上有本质的差别。传统传感器是以机—电测量为基础,而光纤传感器则以光学测量为基础。 光是一种电磁波,其波长从极远红外的lmm到极远紫外线的10nm。它的物理作用和生物化学作用主要因其中的电场而引起。因此,讨论光的敏感测量必须考虑光的电矢量E的振动,即 A——电场E的振幅矢量;ω——光波的振动频率;φ——光相位;t——光的传播时间。 可见,只要使光的强度、偏振态(矢量A的方向)、频率和相位等参量之一随被测量状态的变化而变化,或受被测量调制,那么,通过对光的强度调制、偏振调制、频率调制或相位调制等进行解调,获得所需要的被测量的信息。 2、光纤传感器的分类 注:MM多模;SM单模;PM偏振保持;a,b,c功能型、非功能型、拾光型 (1)根据光纤在传感器中的作用 光纤传感器分为功能型、非功能型和拾光型三大类。 1)功能型(全光纤型)光纤传感器 利用对外界信息具有敏感能力和检测能力的光纤(或特殊光纤)作传感元件,将“传”和“感”合为一体的传感器。光纤不仅起传光作用,而且还利用光纤在外界因素(弯曲、相变)的作用下,其光学特性(光强、相位、偏振态等)的变化来实现“传”和“感”的功能。因此,传感器中光纤是连续的。由于光纤连续,增加其长度,可提高灵敏度。 2)非功能型(或称传光型)光纤传感器 光纤仅起导光作用,只“传”不“感”,对外界信息的“感觉”功能依靠其他物理性质的功能元件完成。光纤不连续。此类光纤传感器无需特殊光纤及其他特殊技术,比较容易实现,成本低。但灵敏度也较低,用于对灵敏度要求不太高的场合。 3)拾光型光纤传感器 用光纤作为探头,接收由被测对象辐射的光或被其反射、散射的光。其典型例子如光纤激光多普勒速度计、辐射式光纤温度传感器等。 (2)根据光受被测对象的调制形式 形式:强度调制型、偏振调制、频率调制、相位调制。

光纤传感器的基本原理及在医学上的应用.

2008年 9月中国医学物理学杂志 Sep .,2008 第 25卷第 5期 Vol. 25. No. 5 光纤传感器的基本原理及在医学上的应用 孙素梅 1, 陈洪耀 2, 3, 尹国盛 2(1. 漯河医学高等专科学校 , 河南漯河 462000; 2. 河南大学物理与电子学院 , 河南开封 475004; 3. 中国科学院安徽光学精密机械研究所 , 安徽合肥 230031 摘要 :目的 :本文的目的简要介绍光纤传感器的基本原理和简单分类 , 重点阐述传光型光纤传感器在医学的压力、流速、 pH 值等五方面的应用。方法 :光纤传感器基本原理是将光源发出的光经光纤送入调制区 , 在调制区内 , 外界被测参数与进入调制区的光相互作用 , 使光的强度、频率、相位、偏振等发生变化成为被 调制的信号光 , 再经光纤送入光探测器、解调器而获得被测物理量。光纤传感器按其传感原理可分为两大类 :一类是传光型传感器 , 另一类是传感型传感器。结 果 :目前在医学上应用的主要是传光型光纤传感器。光纤传感器主要优点 :小巧、绝缘、不受射频和微波干扰、测量精度高。医疗上的图象传输是传输型光纤传感器应用中很有特色的一部分。只需将许多光纤组成光纤束 , 就可以做成能有效地使图象空间量子化的传感器。自从光导纤维引入到内窥镜以后 , 扩大了内窥镜 的应用范围。光导纤维柔软、自由度大、传输图象失真小、直径细等优点使得各种内窥镜检查人体的各个部位几乎都是可行的 , 且操作中不会引起病人的痛苦与不适。其中光纤血管镜已应用于人类的心导管检查中。在进行激光血管成形术 时 , 血管镜可提供很多重要的信息 , 用以引导激光辐射的方向 , 选择激光的能量和持续时间 , 并可了解在成形术后的治疗效果。光纤内窥镜不仅用于诊断 , 也正进 入治疗领域中 , 例如用于做息肉切除手术等。微波加温治疗技术是当前治疗癌症 的有效途径 , 但微波加温治疗癌症技术的温度难以控制 , 而光纤温度传感器恰可以对微波加温治疗癌症的有效温度进行监测 , 从而使温度不致于过高杀死人体的正常

光纤环网模块

光纤环网模块 一、模块功能简介802Module可以将多个站点的以太网信号复合到环形光纤链路中传输。支持对光纤环路的自动检测和自愈合,倒换时间<50ms;支持2个环路光口和1个支路光口,可组建链形、环形、T形等各种光纤网络;MAC 口速率100Mbit/s,支持VLAN帧传输,可连接RTL8305SB等交换芯片;带内网管通道支持全局网管,并有自动的数据链路测试和故障复位功能。整个模块电路由大规模FPGA和通用芯片组成。模块单5V供电,支持电源冗余,符合工业级设计要求。可应用于双光口环网光纤收发器、工业级光纤冗余环网交换机、以太网自愈光端机、以太口光纤综合复用设备等产品中。二、模块特点总结◎环网采用FDDI简化协议,各个接口均兼容IEEE802.3标准;◎支持广播风暴抑制,自动对数据包进行过滤和MAC地址记忆;◎MAC地址存储,环路光口缓存64Kbit、其余接口缓存16Kbit;◎支持光纤环路的检测和自愈合,故障倒换时间<50ms;◎可通过带内网管通道传输12bit外部开关量数据;◎光口可组建链形、环形、T形、复合形等各种光纤网络;◎环路、支路光接口协议均兼容IEEE802.3U-100M-FX;◎支持自动数据链路测试,实现模块死机等故障自动复位恢复;◎光口外围电路简单可直接在电阻匹配下连接PECL光器件;◎支持2个光纤环路同时传输,每站最高带宽196Mbit/s。三、模块工作原理(1)环路光口原理系统环路光口采用简化的FDDI光纤分布数据接口协议,实现了高速以太网的环形链路传输和冗余保护。由光纤构成的FDDI,其基本结构为逆向双环,如图P1所示。当两个环路都正常时,数据帧可以在环路上选择任一方向传输。当环上的设备失效或光缆发生故障时,失效方向的数据会被倒换到另一方向继续传输。完成这种故障容错能力是其它网络所没有的。模块光路示意图P1模块FDDI

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