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Industrial utilization of arsenic-containing gold dressing tailings as pellet prepared by straight grate process
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作者 LIU Wei GUO Zheng-qi +5 位作者 ZHU De-qing PAN Jian ZHANG Wu-ju WANG Jin ZHANG Ying-qun YIN Fu-xing 《Journal of Central South University》 SCIE EI CAS CSCD 2024年第6期1888-1899,共12页
The utilization of arsenic-containing gold dressing tailings is an urgent issue faced by gold production companies worldwide.The thermodynamic analysis results indicate that ferrous arsenate(FeAsO_(4)),pyrite(FeS_(2))... The utilization of arsenic-containing gold dressing tailings is an urgent issue faced by gold production companies worldwide.The thermodynamic analysis results indicate that ferrous arsenate(FeAsO_(4)),pyrite(FeS_(2))and sodium cyanide(NaCN)in the arsenic-containing gold metallurgical tailings can be effectively removed using straight grate process,and the removal of pyrite and sodium cyanide is basically completed during the preheating stage,while the removal of ferrous arsenate requires the roasting stage.The pellets undergo a transformation from magnetite to hematite during the preheating process,and are solidified through micro-crystalline bonding and high-temperature recrystallization of hematite(Fe_(2)O_(3))during the roasting process.Ultimately,pellets with removal rates of 80.77% for arsenic,88.78% for sulfur,and 99.88% for cyanide are obtained,as well as the iron content is 61.1% and the compressive strength is 3071 N,meeting the requirements for blast furnace burden.This study provides an industrially feasible method for treating arsenic-containing gold smelting tailings,benefiting gold production enterprises. 展开更多
关键词 arsenic-containing gold dressing tailings pelletizing straight grate process recycling
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基于物联网和弱反射光栅阵列的地质灾害监测系统设计与应用 被引量:4
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作者 张晓飞 吕中虎 +1 位作者 孟庆佳 王晨辉 《现代电子技术》 北大核心 2025年第1期144-150,共7页
我国是世界上地质灾害类型最多、地质灾害最严重的国家之一,而雨量监测和形变监测在地质灾害监测中发挥着越来越重要的作用,因此确保地质灾害监测系统的长期运行以及在降雨期间的稳定运行尤为重要。文中基于STM32微控制器、LORA模块、4... 我国是世界上地质灾害类型最多、地质灾害最严重的国家之一,而雨量监测和形变监测在地质灾害监测中发挥着越来越重要的作用,因此确保地质灾害监测系统的长期运行以及在降雨期间的稳定运行尤为重要。文中基于STM32微控制器、LORA模块、4G模块设计了一款物联网数据采集控制板,并结合压电式雨量传感器、拉绳位移传感器研制了雨量智能监测仪、裂缝位移智能监测仪;结合物联网数据采集控制板和弱反射光栅阵列传感技术构建了基于物联网的弱反射光栅地质灾害监测系统,实现了对地质灾害体的定时监测和降雨期间的自动监测;最后将雨量智能监测仪、裂缝位移智能监测仪和弱反射光栅地质灾害监测系统应用于桐梓县大河镇新场火车站新场滑坡、崩塌的监测实验中。监测数据表明,弱反射光栅监测系统测得传感光缆41#弱反射光栅传感段的位移变化达5 mm,在其附近的位移监测仪也测到有位移变化,可有效实现对地质灾害的定时监测和降雨期间的自动监测。 展开更多
关键词 弱反射光栅 地质灾害 物联网 雨量监测 位移监测 光纤传感 光栅传感器 滑坡监测
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隧道施工期实时自动监测技术应用研究进展 被引量:5
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作者 乔雄 扈士静 田正 《隧道建设(中英文)》 北大核心 2025年第1期46-56,共11页
梳理近年来国内外施工隧道自动监测相关文献,探讨测量机器人、数字图像处理监测技术、雷达监测技术、光纤传感监测技术等在实际工程中的应用研究现状及优势。结果表明,测量机器人、数字图像处理监测技术、雷达监测技术、光纤传感监测技... 梳理近年来国内外施工隧道自动监测相关文献,探讨测量机器人、数字图像处理监测技术、雷达监测技术、光纤传感监测技术等在实际工程中的应用研究现状及优势。结果表明,测量机器人、数字图像处理监测技术、雷达监测技术、光纤传感监测技术能够有效捕获隧道位移变形和结构受力的动态变化,在提高监测数据的精确度、保证实时性方面具有显著优势,但存在设备成本高、技术单一、自动化程度低、监测空间受限以及监测数据处理和分析复杂等问题,限制了自动监测技术在施工隧道中的广泛应用,距真正实现施工全程自动化、智能化监测仍有较大差距。而物联网技术在监测数据的智能传输与集中处理方面展现出巨大潜力,机器学习算法和数字孪生技术在处理大量复杂监测数据和提高预警准确性方面也具有显著优势,但仍需克服预测模型的依赖性、计算成本等问题。展望未来,隧道施工自动监测技术的发展趋势将集中于数字化、精准化和集成化,向更高层次的智能化方向发展。 展开更多
关键词 隧道工程 施工监测 测量机器人 机器视觉 毫米波雷达 光纤光栅 物联网
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基于铰链杠杆结构光纤光栅温度压力传感器 被引量:1
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作者 刘强 马超 +5 位作者 魏淑辉 刘伟 王建鑫 吕靖薇 吕婷婷 刘超 《中国光学(中英文)》 北大核心 2025年第1期63-69,共7页
本文设计了一种高灵敏度温度和压力传感器。该传感结构利用膜片将压力传递给双铰链杠杆结构,采用光纤布拉格光栅(FBG1)作为应变传感器实现压力的测量。此外,双铰链杠杆的引入有效提升了传感器的压力测量灵敏度。仿真和实验测量结果证实... 本文设计了一种高灵敏度温度和压力传感器。该传感结构利用膜片将压力传递给双铰链杠杆结构,采用光纤布拉格光栅(FBG1)作为应变传感器实现压力的测量。此外,双铰链杠杆的引入有效提升了传感器的压力测量灵敏度。仿真和实验测量结果证实,该传感器在0~18 MPa的测量范围内,灵敏度达到453.16 pm/MPa。同时,将另外一支光纤布拉格光栅(FBG2)粘贴在杠杆上,以消除压力测量过程中的温度交叉敏感问题,从而实现温度和压力的同时测量。在25~65℃测量范围内,温度灵敏度为10.41 pm/℃。由于光纤传感器的抗电磁干扰特性,该类传感器可用于苛刻环境中的温度和压力测量。 展开更多
关键词 压力传感器 光纤布拉格光栅 铰链杠杆结构 温度传感器
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基于FBG传感器的带式输送机故障监测研究 被引量:2
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作者 方新秋 吴洋 +5 位作者 宋扬 陈宁宁 丰宇龙 冯豪天 贺德幸 乔富康 《煤炭科学技术》 北大核心 2025年第1期326-340,共15页
带式输送机的故障监测有助于预防安全事故、提高生产效率以及实现设备智能化运行。从带式输送机常见故障分析、综合保护系统组成、光纤型传感器阵列设计与分析、核心敏感元件设计与选材等方面,对基于FBG传感器的带式输送机故障监测进行... 带式输送机的故障监测有助于预防安全事故、提高生产效率以及实现设备智能化运行。从带式输送机常见故障分析、综合保护系统组成、光纤型传感器阵列设计与分析、核心敏感元件设计与选材等方面,对基于FBG传感器的带式输送机故障监测进行了深入研究。首先针对传统监测手段无法定量感知、实时性不足、数据融合能力薄弱等问题,提出了一种基于光纤光栅(FBG)的带式输送机综合保护系统,明确了光纤型传感器阵列的设计是系统搭建的重要前提。其次,在分析带式输送机常见故障形成原因和表现形式的基础上,以FBG-等强度悬臂梁为核心敏感元件设计了一系列故障监测传感器,组成了带式输送机综合保护系统的光纤型传感器阵列,实现了故障的实时定量监测。接着,通过理论分析和Ansys有限元仿真,对FBG-等强度悬臂梁的尺寸结构设计和材料选择进行了深入研究,在传感模型中分析了灵敏度和精度的影响因素,并据此确定了敏感元件的结构尺寸,优选了尼龙6作为制作材料。最后,通过试验对FBG-等强度悬臂梁的结构有效性、灵敏度和稳定性进行了验证。在灵敏度试验中,敏感元件表现出良好的线性响应特性,理论灵敏度S=52.9780Nnm,实际灵敏度S^(*)=38.1157 Nnm;在重复性试验中,平均重复性误差仅为1.002%,表现出良好的重复性和稳定性;温度敏感性试验和温度补偿试验则验证了光纤光栅在温度测量中的线性相关性,从而进一步揭示了温度补偿对提升传感灵敏度的必要性,即便在微小温度变化环境下,补偿机制仍能有效提高灵敏度0.6%。所设计的光纤型传感器阵列解决了现有带式输送机运行故障无法实时定量感知的问题,为实现设备智能化感知与控制提供了坚实的数据基础。研究成果不仅能有效降低带式输送机故障率,提高生产效率,更推动了煤矿行业向自动化、智能化方向的发展。 展开更多
关键词 光纤光栅 等强度悬臂梁 温度补偿 光纤型传感器阵列 带式输送机综合保护
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基于分布式FBG传感测量的旋翼动载荷工程建模与试飞验证 被引量:1
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作者 张宏林 程卫真 夏品奇 《应用力学学报》 北大核心 2025年第3期542-551,共10页
为了应用分布式光纤布拉格光栅(fiber Bragg grating,FBG)传感网络飞行实测直升机旋翼动载荷,综合分析旋翼桨叶的载荷与应变,以及FBG传感器的使用要求,设计了桨叶表面的FBG传感网络布设方案。在此基础上,提出基于FBG应变测量的工程建模... 为了应用分布式光纤布拉格光栅(fiber Bragg grating,FBG)传感网络飞行实测直升机旋翼动载荷,综合分析旋翼桨叶的载荷与应变,以及FBG传感器的使用要求,设计了桨叶表面的FBG传感网络布设方案。在此基础上,提出基于FBG应变测量的工程建模方法和校准试验方法。以单项加载试验建立模型,复合加载试验验证模型,验证分析给出最大的载荷相对误差为3.83%,优于5%的飞行实测工程要求。使用FBG传感器和应变计等2种不同传感器,完成直升机旋翼动载荷对比试飞,测量结果在时域和频域都可以相互验证。试飞结果表明:FBG传感网络测量结果正确有效,基于分布式FBG传感测量的旋翼动载荷工程建模方法合理可行。 展开更多
关键词 分布式FBG传感测量 桨叶 动载荷 工程建模 飞行试验
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绝对式角位移传感器的研究综述 被引量:1
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作者 张天恒 彭东林 +2 位作者 王阳阳 郑永 段正南 《仪器仪表学报》 北大核心 2025年第6期1-16,共16页
在智能控制系统的核心部件中,绝对式角位移传感器占据着至关重要的地位。其测量精度与长期运行的可靠性,直接决定了整个控制系统的性能上限。综述了基于不同物理原理的绝对式角位移传感器(电感式、光电式、电场式、磁电式),深入探究其... 在智能控制系统的核心部件中,绝对式角位移传感器占据着至关重要的地位。其测量精度与长期运行的可靠性,直接决定了整个控制系统的性能上限。综述了基于不同物理原理的绝对式角位移传感器(电感式、光电式、电场式、磁电式),深入探究其核心传感机理。阐述了各类绝对式角位移传感器的工作原理、感知电极的形状(特殊编码、环形、扇形、正弦形、花瓣形等)来适应不同的传感机理、感知单元(从栅线到栅面再到阵列)的构型特征来提高感知精度、传感媒介向多媒介耦合转变增强复杂环境的适应性、典型的绝对测量的结构特征以及当前的研究现状。在分析各自优势的同时,也明确指出其固有的局限性,同时对比分析了当前市场上主流产品的性能指标及其典型应用领域,为工程选型提供参考。剖析了在不同传感机理下,融合时空调制技术,通过在空间上周期性分布感知单元并在时间维度上进行信号扫描与解调,具备高精度与抗干扰特性的绝对式时栅角位移传感器。最后,对绝对式角位移传感器未来发展趋势进行展望。在提升传感器精度与分辨率的同时,增强在极端环境下的鲁棒性与可靠性,深化多传感器信息融合技术以满足复杂智能控制系统对多维信息感知的更高需求。 展开更多
关键词 绝对测量 传感机理 传感结构 感知电极的形状 绝对式时栅角位移传感器
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基于球阵列的磁阻式时栅位移传感机理和测量模型研究 被引量:1
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作者 陈自然 秦莉莉 +3 位作者 王伟 熊昕 刘振越 郑永海 《光学精密工程》 北大核心 2025年第8期1212-1227,共16页
针对传统位移传感器无法兼顾大量程和高精度的测量难题,提出一种基于球阵列的磁阻式时栅位移测量新方法。利用空间正交激励绕组构建正交变化的磁场,通过空间周期性传感结构精确实现磁场约束控制。采用感应绕组拾取磁场变化,建立磁阻与... 针对传统位移传感器无法兼顾大量程和高精度的测量难题,提出一种基于球阵列的磁阻式时栅位移测量新方法。利用空间正交激励绕组构建正交变化的磁场,通过空间周期性传感结构精确实现磁场约束控制。采用感应绕组拾取磁场变化,建立磁阻与位移的映射关系,揭示了位移传感机理。通过电磁仿真对模型参数进行优化,研制了传感器,搭建了实验平台,开展了传感器测量误差实验研究。实验结果表明,传感器在512 mm测量范围内,测量误差为±9.4μm,分辨力为0.1μm。采用毫米级传感单元实现微米级测量精度,大大降低了传感器的制造难度,量程可按需扩展,无需借助细分技术实现高分辨力位移测量,可用于强油污等恶劣环境下位移测量,具有重要的学术价值和工程应用价值。 展开更多
关键词 球阵列 时栅传感器 磁场约束 直线位移
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炉排焚烧炉生活垃圾掺烧渗滤液污泥的数值模拟 被引量:1
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作者 彭丹 高天宇 +3 位作者 姜华伟 景玉博 曹海 吴玉新 《洁净煤技术》 北大核心 2025年第1期68-77,共10页
随着城市生活垃圾产量不断提升,在垃圾分类和技术进步的驱动下,垃圾焚烧发电作为一种兼具环境效益和社会效益的发电方式已成为清洁能源发电的重要发展方向。目前,机械炉排焚烧炉因其高效性和稳定性,在垃圾焚烧发电厂中的占比已超过90%... 随着城市生活垃圾产量不断提升,在垃圾分类和技术进步的驱动下,垃圾焚烧发电作为一种兼具环境效益和社会效益的发电方式已成为清洁能源发电的重要发展方向。目前,机械炉排焚烧炉因其高效性和稳定性,在垃圾焚烧发电厂中的占比已超过90%。然而,在生活垃圾掺烧渗滤液污泥对焚烧炉运行的影响方面,国内外尚缺乏深入的研究。通过数值模拟,研究掺烧城市生活垃圾和渗滤液污泥条件下炉排焚烧炉内的燃烧状态对实现焚烧炉的高效稳定运行具有重要意义。以郑州某700 t/d逆推式垃圾焚烧炉为对象,利用FLIC软件和FLUENT软件分别对炉排床层燃料燃烧和燃烧室气相燃烧过程进行模拟,得到炉内温度场、速度场和气体组分浓度场。通过与现场运行数据对比,模拟结果与实测结果最大误差不超过10%,验证了模拟的准确性,并在此基础上对炉排移动速度和污泥质量分数进行了优化,以获得更好的空气动力场和温度场。研究发现,降低炉排移动速度可以改善燃烧状态,提高燃烧效率,而适量的污泥掺烧可以降低炉内局部高温,减轻后墙二次风喷口处由于烟温过高而造成的结焦。然而过量的污泥掺烧会导致干燥段延长,使燃烧室高温区域向后墙靠近,反而不利于焚烧炉的稳定运行。因此,建议炉排移动速度控制在3.56 m/h,污泥质量分数在2%~4%。 展开更多
关键词 垃圾焚烧发电 炉排炉 城市生活垃圾 渗滤液污泥 数值模拟
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内嵌式光纤布拉格光栅传感器智能钢绞线有效预应力监测技术的工程应用 被引量:1
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作者 贾俊峰 侯智献 +3 位作者 杜瑞民 王蕾 白石 李小龙 《济南大学学报(自然科学版)》 北大核心 2025年第2期228-237,244,共11页
为了解决实际工程中预应力混凝土结构体内有效预应力无法监测的问题,根据光纤布拉格光栅传感器在结构健康监测中具有精度高、实时性强等优点,探讨内嵌式光纤布拉格光栅传感器智能钢绞线有效预应力监测技术的工程应用;通过对该智能钢绞... 为了解决实际工程中预应力混凝土结构体内有效预应力无法监测的问题,根据光纤布拉格光栅传感器在结构健康监测中具有精度高、实时性强等优点,探讨内嵌式光纤布拉格光栅传感器智能钢绞线有效预应力监测技术的工程应用;通过对该智能钢绞线开展拉伸试验,检验智能钢绞线的拉伸强度、线性度等参数;以云南省某高速公路预应力混凝土T梁桥示范工程为例,同时监测预应力混凝土T梁桥正、负弯矩区智能钢绞线张拉过程中智能钢绞线内的有效预应力,得到正弯矩区混凝土弹性压缩、智能钢绞线与孔道间摩擦、锚具变形和智能钢绞线内缩造成的预应力损失,并与千斤顶张拉应力及预应力损失的规范理论计算值对比。结果表明:该智能钢绞线力学性能和线性度良好,并且应变灵敏度系数即每微应变波长的变化值为1.22~1.26 pm,与应变灵敏度系数的理论值1.21 pm相差较小;相对于千斤顶张拉应力及有效预应力的规范理论计算值,预应力混凝土T梁桥正、负弯矩区智能钢绞线张拉过程中各测点处光纤布拉格光栅传感器监测应力的最大误差不超过3.86%,并且与预应力损失的规范理论计算值相比,该智能钢绞线在各测点处的预应力损失监测值误差较小;该智能钢绞线表现出良好的可靠性和稳定性,能满足实际工程需求。 展开更多
关键词 结构健康监测 有效预应力 智能钢绞线 光纤布拉格光栅传感器 工程应用
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基于PS-FBG的坦克火炮高精度加速度传感研究
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作者 陆锋 张俊生 +1 位作者 刘青芳 王建国 《火力与指挥控制》 北大核心 2025年第1期169-174,共6页
坦克火炮微振动信号对于火炮的射击精度具有重要影响。针对传统光纤光栅(fiber Bragg grating,FBG)加速度传感器精度低、灵敏度小等问题,提出一种基于相移光栅(phase shift-fiber Bragg grating,PS-FBG)的高精度坦克火炮加速度传感器。P... 坦克火炮微振动信号对于火炮的射击精度具有重要影响。针对传统光纤光栅(fiber Bragg grating,FBG)加速度传感器精度低、灵敏度小等问题,提出一种基于相移光栅(phase shift-fiber Bragg grating,PS-FBG)的高精度坦克火炮加速度传感器。PS-FBG和普通FBG串联形成级联光栅,并与振子相连组成弹簧质量系统。PS-FBG相移点的存在显著降低了级联光栅反射光谱的3 dB带宽,进而大幅提高了光谱测量精度。实验结果显示,在0.01~0.07 g的加速度激励下,PS-FBG级联光栅传感器可有效识别并还原微振动信号,而传统FBG传感器在加速度小于0.03 g时已经无法识别。坦克车载测试结果显示,所提出的传感器有效提取了发动机怠速状态和正常行驶状态下的微振动信号。传感器在瞬态冲击响应下体现出良好的动态性能,并通过并联匹配FBG,有效减弱了环境温度变化导致的测量误差。 展开更多
关键词 加速度 传感器 相移光栅 火炮 精度
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基于CEEMD-GF-EMD的光栅位移信号正弦性修正
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作者 任东旭 马百川 +1 位作者 王刚 李彬 《工具技术》 北大核心 2025年第9期136-140,共5页
光栅位移传感器在复杂工作环境时,输出的正余弦信号会有直流偏置、高次谐波以及噪声的干扰。为解决匀变速状态下光栅位移传感器的信号失真问题,提出基于互补集合经验模态分解的复合滤波算法。对采集到的光栅信号进行互补集合经验模态分... 光栅位移传感器在复杂工作环境时,输出的正余弦信号会有直流偏置、高次谐波以及噪声的干扰。为解决匀变速状态下光栅位移传感器的信号失真问题,提出基于互补集合经验模态分解的复合滤波算法。对采集到的光栅信号进行互补集合经验模态分解,将信号分解成若干分量,剔除掉噪声分量后,对有效信号分量进行高斯滤波,再进行重构,对重构信号做经验模态分解,得到修正后的信号。将该算法移植到FPGA上,实验结果表明,所提算法可以有效剔除噪声、高次谐波以及直流分量。修正后的信号与理想信号的互相关系数至少能达到0.995以上。 展开更多
关键词 光栅信号 高次谐波 互补集合经验模态分解 高斯滤波 FPGA
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基于光栅+傅里叶光谱的宽波段大角度光谱椭偏技术研究
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作者 张瑞 白沁 +4 位作者 徐承雨 王赛飞 孔泉慧子 薛鹏 王志斌 《光谱学与光谱分析》 北大核心 2025年第10期2930-2934,共5页
随着半导体、光电子技术的快速发展,紫外到中红外不同波段的薄膜材料被广泛应用,而薄膜厚度、折射率、消光系数等参数的高精度测量是上述器件质量和性能提高的关键。而光谱椭偏技术是其检测的最佳手段。但现有光谱椭偏测量技术无法同时... 随着半导体、光电子技术的快速发展,紫外到中红外不同波段的薄膜材料被广泛应用,而薄膜厚度、折射率、消光系数等参数的高精度测量是上述器件质量和性能提高的关键。而光谱椭偏技术是其检测的最佳手段。但现有光谱椭偏测量技术无法同时实现紫外-可见-短波红外宽波段透反射多角度测量,为此提出一种基于光栅+傅里叶光谱的宽波段大角度光谱椭偏测量技术。紫外-短波红外波段UV-SWIR(192~2100 nm)采用光栅光谱椭偏技术,短波红外-中红外波段SWIR-MIR(2000~3200 nm)采用傅里叶光谱椭偏技术,两个波段核心是探测光谱方式和位置不同,UV-SWIR波段的光栅光谱测量在检偏臂后端,SWIR-MIR波段的傅里叶干涉在起偏臂前端。为实现大角度测量,整个系统采用卧式旋转方式,两个波段起偏固定不动,检偏臂和样品台可大角度旋转,实现192~3200 nm宽波段、15°~90°大角度光谱椭偏系统集成。搭建原理样机,对Si基底上不同薄膜材料、不同厚度、不同膜层样片进行测量,其中用SiO_(2)-Si(薄膜为电介质)、ZnO-Si(薄膜为半导体)、PI-Si(薄膜为聚合物)、Si_(3)N_(4)-Al_(2)O_(3)-Si(电介质双层膜)、Au-SiO_(2)-Si(金属电介质双层膜)进行实验验证,并分别对样片穆勒矩阵M_(S)中的N=cos2Ψ、C=sin2ΨcosΔ和S=sin2ΨsinΔ与波长的关系进行测量,进而获得光谱椭偏参数Ψ和Δ,结合光谱椭偏理论拟合反演得到样片薄膜厚度。为验证该方法和系统的重复测量精度,对上述样片各进行30次重复测量实验。实验结果表明,该宽波段光谱椭偏系统的薄膜厚度测量精度优于0.7 nm,厚度重复性测量精度可达0.04 nm。该光谱椭偏测量技术可根据不同材料选择最优的光谱波段,进而提高其对更广泛材料类参数的测量精度,因此在高精度、宽波段、大角度薄膜椭偏测量领域具有重要的应用前景。 展开更多
关键词 光谱椭偏 宽波段 大视场 光栅及傅里叶光谱
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复实验模态下相控阵天线阵面变形的虚拟感知
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作者 周金柱 赵征 +2 位作者 王林 徐文华 成东明 《振动工程学报》 北大核心 2025年第4期663-676,共14页
相控阵天线阵面变形对电磁性能的影响较大,如何用稀疏光纤光栅应变传感器的应变测量信息实时感知天线阵面变形是实现结构健康监测和电磁性能调控的关键。本文提出了复实验模态下结构变形的虚拟感知方法。在该方法中,利用复模态转化方法... 相控阵天线阵面变形对电磁性能的影响较大,如何用稀疏光纤光栅应变传感器的应变测量信息实时感知天线阵面变形是实现结构健康监测和电磁性能调控的关键。本文提出了复实验模态下结构变形的虚拟感知方法。在该方法中,利用复模态转化方法处理模态测试获得的复模态数据以获得对应的实位移模态;利用模态扩展实现有限量实位移模态的全场扩展;结合扩展的实位移模态和有限元模态数据,推导了两个表征稀疏应变测量信息与全场位移映射关系的变形虚拟感知方程CMT⁃SEREP(complex mode transformation⁃system equivalent reduction expansion process)和CMT⁃LC(complex mode transforma⁃tion⁃local correspondence),以实现利用稀疏应变测量信息来估计变形阵面结构形状。研制了大型相控阵天线阵面变形实验平台,并开展了三种工况下不同感知方法的对比实验。实验结果表明,所提方法能利用稀疏应变测试信息重构出天线阵面结构的全场位移,并且CMT⁃LC法比CMT⁃SEREP法的感知精度高;对比传统的模态法,CMT⁃LC变形虚拟感知的相对百分比误差至少降低了6.105%。该方法不仅适用于非比例阻尼天线结构的变形感知,也适用于其他复杂工程结构的健康监测。 展开更多
关键词 相控阵天线 模态扩展 光纤布拉格光栅应变传感器 结构变形 虚拟感知
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基于频率合成技术的时栅增量式测量方法研究
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作者 高忠华 张倩倩 +2 位作者 周进 杨鑫龙 付敏 《仪表技术与传感器》 北大核心 2025年第7期17-22,共6页
针对时栅无法直接实现增量式测量并输出按位置等分的增量信号的问题,提出了一种基于频率合成技术的时栅增量式测量方法。该方法通过分析微小时间段的角度增量,采用直接频率合成技术(DDS)将角度增量转化为对应频率的增量信号并实现输出,... 针对时栅无法直接实现增量式测量并输出按位置等分的增量信号的问题,提出了一种基于频率合成技术的时栅增量式测量方法。该方法通过分析微小时间段的角度增量,采用直接频率合成技术(DDS)将角度增量转化为对应频率的增量信号并实现输出,从而实现增量式测量。通过理论推导和仿真实验,分析了增量式测量方法的输出信号频率和分辨率等关键特性,完成了算法推导并搭建了实验平台。实验结果表明:时栅增量式测量方法引入的误差在±1.5″以内,通过在电机上实测,电机转速分别为5 r/min和250 r/min,时栅增量式测量的角度动态误差在±10.5″以内,该精度满足了工业现场的应用要求。 展开更多
关键词 绝对式时栅 增量式时栅 增量式测量方法 直接频率合成技术
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分布式弱反射光纤光栅水听器线列阵指向性分析与测试
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作者 顾宏灿 王佳蓓 +4 位作者 王鹏 祝苗 姚高飞 黄俊斌 吕加庆 《兵工学报》 北大核心 2025年第9期299-309,共11页
为提高光纤水听器线阵列的目标探测性能,设计一种连续螺旋缠绕增敏的柔顺型分布式弱反射光纤光栅水听器线列阵。分析远场平面波的水声作用机理,根据弹性力学理论建立水听器声压相位灵敏度模型;光纤连续螺旋缠绕于高密度聚乙烯材料中空柱... 为提高光纤水听器线阵列的目标探测性能,设计一种连续螺旋缠绕增敏的柔顺型分布式弱反射光纤光栅水听器线列阵。分析远场平面波的水声作用机理,根据弹性力学理论建立水听器声压相位灵敏度模型;光纤连续螺旋缠绕于高密度聚乙烯材料中空柱体,若光栅间光纤长度为10 m,水听器单元的灵敏度为-133.99 dB(re 1 rad/μPa),搭建6元分布式弱反射光纤光栅水听器线列阵消声水池实验系统。实验结果表明,水听器平均声压灵敏度为-136.00 dB,单元指向性测试曲线与理论曲线整体趋势一致,波束响应测试曲线与理论曲线在最大值对应方位、波束宽度方面完全吻合。 展开更多
关键词 弱反射光纤光栅水听器 分布式 波束形成 声压灵敏度 单元指向性
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基于SSA-SVR算法的光纤光栅波长解调方法
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作者 刘颖刚 李飞 +3 位作者 袁宇博 李瑞 周蕊 徐心怡 《光子学报》 北大核心 2025年第1期18-28,共11页
针对可调谐光纤法布里-珀罗滤波器在光纤光栅解调中受到迟滞和温漂特性影响导致解调误差增大的问题,提出一种基于麻雀搜索算法优化支持向量回归的光纤光栅波长解调方法。采用滑动窗口与支持向量回归结合的方法构建可调谐光纤法布里-珀... 针对可调谐光纤法布里-珀罗滤波器在光纤光栅解调中受到迟滞和温漂特性影响导致解调误差增大的问题,提出一种基于麻雀搜索算法优化支持向量回归的光纤光栅波长解调方法。采用滑动窗口与支持向量回归结合的方法构建可调谐光纤法布里-珀罗滤波器的波长补偿模型。实验结果表明,当锯齿波调谐频率为0.5 Hz时,该模型补偿后的漂移波长平均绝对误差和均方误差分别降低至18.47 pm和1.21 pm。稳定性测试中,该方法解调波长值与sm125解调值之间的平均绝对误差为7.28 pm;40~90℃降温实验中,该解调方法的平均绝对误差为7.44 pm。此方法验证了光纤光栅解调系统在不借助硬件参考的情况下,可以有效降低光栅波长解调误差。 展开更多
关键词 光纤光栅 波长解调 机器学习 可调谐法布里-珀罗滤波器 波长漂移补偿
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基于FBGs的复合材料桨叶承载与损伤监测
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作者 刘勇 胡海晓 +2 位作者 夏俊康 曹东风 李书欣 《振动.测试与诊断》 北大核心 2025年第4期751-757,846,共8页
针对复合材料桨叶在运行过程中的结构健康监测问题,提出了一种基于光纤光栅传感器(fiber Bragg grating sensor,简称FBGs)的桨叶实时监测方法。首先,采用内埋FBGs的方式对复合材料桨叶运转过程中的结构动态响应进行实时监测,分别采集不... 针对复合材料桨叶在运行过程中的结构健康监测问题,提出了一种基于光纤光栅传感器(fiber Bragg grating sensor,简称FBGs)的桨叶实时监测方法。首先,采用内埋FBGs的方式对复合材料桨叶运转过程中的结构动态响应进行实时监测,分别采集不同叶偏角、转速以及测点位置的动态应变;然后,借助三维数字图像相关技术(digital image correlation,简称DIC-3D)对桨叶表面位移场进行同步监测;最后,在复合材料叶片内引入冲击损伤,对比完整结构和含损伤结构的FBGs监测信号,确定适用于复合材料桨叶结构的损伤指标。结果表明∶FBGs监测的桨叶结构内部动态应变信号周期与DIC测得的表面位移场变化周期一致,且叶根处的FBGs动态应变信号的趋势量随着叶偏角和转速的增大而增大,验证了FBGs实时监测技术的可行性。对比不同实验工况下引入损伤前后监测信号的频率信息可知,叶根处的FBGs的第1阶主频是轴频,与转速对应;第2阶主频(叶频)所对应的振幅对桨叶的损伤较为敏感,可作为一种桨叶结构局部损伤的识别指标。 展开更多
关键词 光纤光栅传感器 复合材料桨叶 实时监测 损伤识别 数字图像相关
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基于细化相位编码的阶梯级次修正方法
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作者 严飞 文杰 +2 位作者 路长秋 肖雨倩 刘佳 《中国测试》 北大核心 2025年第4期46-53,共8页
传统相位编码在测量物体时,由于系统内外噪声的影响,导致截断处的相位和级次错误映射,引入相位跳变。为解决上述误差的问题,文章提出一种基于细化相位编码的阶梯级次修正方法用于三维测量。首先将2倍条纹周期的阶梯嵌入相位域中以获取... 传统相位编码在测量物体时,由于系统内外噪声的影响,导致截断处的相位和级次错误映射,引入相位跳变。为解决上述误差的问题,文章提出一种基于细化相位编码的阶梯级次修正方法用于三维测量。首先将2倍条纹周期的阶梯嵌入相位域中以获取细化相位编码条纹,再通过相位解码获取细化的阶梯级次,然后利用上下舍入解码对细化的阶梯级次进行错位取整,获取两组错位半个条纹周期的正常阶梯级次,最后通过两组码字在相位截断处错位互补,从而消除相位误差。实验结果表明,在不增加投影幅数情况下,文章拟合标准球半径均方根误差为0.1465 mm,相较于传统相位编码降低82.2%;同时,在精度相同的情况下,该文相位展开的时间成本为0.5215 s,相比于附加二值条纹的相位编码降低59.3%。 展开更多
关键词 相位编码 互补光栅 相位误差 阶梯级次
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基于NLMS滤波算法的光栅谐波补偿方法
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作者 任东旭 王刚 +1 位作者 马百川 李彬 《工具技术》 北大核心 2025年第2期145-150,共6页
光栅信号谐波失真问题是制约光栅位移传感器测量精度的重要因素之一,对此本文提出将NLMS滤波应用在光栅信号处理中。阐述NLMS自适应滤波迭代的基本原理,优化设计NLMS滤波器的步长因子,并进行仿真试验。仿真结果表明:两路光栅信号经NLMS... 光栅信号谐波失真问题是制约光栅位移传感器测量精度的重要因素之一,对此本文提出将NLMS滤波应用在光栅信号处理中。阐述NLMS自适应滤波迭代的基本原理,优化设计NLMS滤波器的步长因子,并进行仿真试验。仿真结果表明:两路光栅信号经NLMS滤波后,二次谐波的幅值分别降低约95%和89%,四次谐波的幅值分别降低约85%和82%,六次谐波的幅值分别降低约75%和95%。仿真结果表明,NLMS滤波是一种有效的光栅谐波补偿方法。 展开更多
关键词 光栅信号 NLMS滤波 谐波失真 谐波补偿
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