为满足当下电力通信运维需求, 提出一种基于光功率的智能化光纤在线动态监测系统。在系统主站端架设有监测中心与前置机模块, 链路经自动保护单元光功率监测器(OLP)使各子站端点连接站点的成套终端, 再使用光功率监测器(OPU)经IP网络捕获在线光功率值与预设阈值进行比对, 实现系统智能在线动态监测。实践结果表明: 该系统在40 ms内能完成故障链路的快速保护倒换, 并准确定位。

为了解决恒温条件下光学部件粘接用微厚胶层凝固应力无法定量获知的难题, 设计了一种微厚胶层恒温固化状态动态监测系统。首先通过微厚胶层恒温凝固应力产生机理及影响因素分析, 确定了微厚胶层恒温固化状态动态监测系统的工作原理, 制定了胶层固化状态监测系统的总体方案; 然后设计了各功能模块的关键部件结构, 对其支撑结构的刚度、挠度和形变进行详细计算与有限元分析, 并建立基于装配方向图的整机装配模型; 最后对所设计系统的性能进行实验验证。结果表明: 经过优化后的监测系统设计合理, 带45°支撑角的U型结构整体刚度较初选7型结构提高了84%, 使用该系统监测并获得了两种胶层固化阶段的状态特征和应力方向及数值, 应用效果良好。该研究为微厚胶层的固化原理提供了理论参考, 使恒温状态下微厚胶层固化状态实测成为可能。

目前，绝大部分应用于各类医疗场景的无线解决方案是基于传统射频的技术范式，因而必须要面对电磁干扰及医疗数据泄露等诸多潜在风险。另一方面，无线光技术具有频谱资源丰富、保密性强、抗电磁干扰、免频谱授权等诸多天然优势。因此，为充分发挥上述技术潜能，学术界和产业界正积极地从多个维度将多样的无线光技术引入到电磁敏感医疗场景。为清晰地阐述无线光技术在医疗场景应用的研究进展，分别从医疗无线光有源链路、医疗无线光无源链路、医疗无线光中继链路、医疗无线光原型实验等方面进行了梳理。此外，初步提出了医疗无线光技术进一步发展所要应对的主要技术挑战，给出了潜在解决方案。

在LabVIEW环境下设计了一套焊接过程监测系统，该系统可以采集激光-MIG复合焊接等离子体的光学信号以及焊接电流、电压这两种电信号，并以TDMS格式输出。焊接前使用最大类间方差法对焊丝与工件的图像进行二值化处理，然后对二值化图像使用形态学滤波器进行降噪滤波并细化，接着采用一种基于路径追踪的分叉去除算法去除细化结果中的分叉，最后使用HUBER线性拟合法确定激光束的入射位置。对焊接时的等离子体高速摄像照片进行图像处理，获得了激光在等离子体中的传输距离(DLTP)。将DLTP的计算值与实测值进行对比，可知所设计系统的计算准确度为96.5%。

针对激光熔覆过程由于热输入难以准确控制, 导致成型精度及质量难以达到预期的问题, 通过搭建激光熔覆熔池监控系统, 准确测量熔池尺寸, 得出熔覆参数与熔池形貌之间的关系。利用彩色CCD比色测温方法, 获取能显示温度场分布的温度伪彩图。结果表明：随着激光功率的变化, 熔池形貌会产生较大的变化, 而送粉率的变化对熔池形貌的影响表现并不明显。由于热累积, 熔池的“拖尾现象”始终存在于熔池的整个熔覆过程中, 并会随功率的增加愈加明显, 使CCD相机测得的熔池的面积并不能准确反映出熔池在熔覆过程中的变化情况。因此, 在后续的激光熔覆闭环控制系统的设计之中, 应优先选用熔池宽度信息作为变量, 以达到高质量熔覆的目的。

为了解决由于检测技术原因而导致的医用蒸汽灭菌器温度监测执行率低、设备合格率低等问题, 设计了基于光纤布拉格光栅的医用蒸汽灭菌器温度监测系统, 对整个灭菌过程中温度监测的可行性、精准性和可靠性进行了研究。根据医用蒸汽灭菌器温度监测的相关标准, 运用波分复用技术设计了光纤光栅串传感器件。接着, 基于光纤光栅串传感器件搭建了相应的温度监测系统, 并对整个灭菌过程进行了实时温度监测。最后, 通过分析灭菌过程中各阶段温度随时间的变化, 有效灭菌温度下的灭菌时间, 灭菌器空载、半载及满载腔内各点之间的最大温度差, 来验证该检测系统的性能。监测结果准确地给出了灭菌器灭菌过程中各阶段温度随时间的变化, 所测灭菌器的有效灭菌时间为7.8 min, 空载时腔内各点的最大温差在2 ℃以内, 而满载时可达4.5 ℃。此系统的温度测量范围、分辨率及精度, 时间记录精度及数据存贮能力均达到国家及行业标准要求, 并具备多点监测成本低及可进入狭小区域监测等突出优势。