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基于故障模式与影响分析法和故障树的全光纤电流互感器故障诊断专家系统 被引量:17
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作者 陈浩敏 王军龙 +2 位作者 李俊一 于文鹏 蒋愈勇 《电力系统及其自动化学报》 CSCD 北大核心 2019年第2期1-8,共8页
全光纤电流互感器FOCT(fiber optical current transducer)被广泛应用于电力系统,对其进行故障诊断和分析,能够提高其运行可靠性。基于全光纤电流互感器故障数据构建故障模式与影响分析FMEA(fault mode and effect analysis)表格,建立... 全光纤电流互感器FOCT(fiber optical current transducer)被广泛应用于电力系统,对其进行故障诊断和分析,能够提高其运行可靠性。基于全光纤电流互感器故障数据构建故障模式与影响分析FMEA(fault mode and effect analysis)表格,建立故障树,构造故障特征空间。利用FMEA表格、故障树和故障特征空间聚类中心构造故障诊断专家系统,从而实现对故障类型、模式和部件的准确诊断。利用某区域电网中全光纤电流互感器故障数据和故障案例对所提方法进行验证,结果表明:基于故障诊断专家系统对故障全光纤电流互感器进行诊断的结果与现场实际结果一致,验证了本方法准确性和可靠性。 展开更多
关键词 全光纤电流互感器 故障模式与影响分析法 故障树 专家系统 故障诊断
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植入式光纤光栅应变传感器的湿度影响(英文) 被引量:6
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作者 阚宝玺 杨超 +6 位作者 卞贺明 唐才杰 黄建业 王学锋 孟庆平 孙维 高行素 《红外与激光工程》 EI CSCD 北大核心 2018年第S1期100-106,共7页
植入复合材料的光纤光栅应变传感器通常涂覆了工作温度高、抗拉强度大的聚酰亚胺。然而,聚酰亚胺涂覆层的体积受湿度影响。采用理论分析、有限元仿真和实验的方法,研究了湿度对植入碳纤维复合材料的光纤光栅应变传感器的影响。优化网格... 植入复合材料的光纤光栅应变传感器通常涂覆了工作温度高、抗拉强度大的聚酰亚胺。然而,聚酰亚胺涂覆层的体积受湿度影响。采用理论分析、有限元仿真和实验的方法,研究了湿度对植入碳纤维复合材料的光纤光栅应变传感器的影响。优化网格划分以提高仿真精度,湿度变化导致的光纤光栅应变传感器应变变化的仿真值小于4με。湿度实验进行了10天连续测量,经过温度补偿后,植入复合材料的光纤光栅应变传感器测量值变化小于8με。分析和实验结果表明,湿度变化对聚酰亚胺涂覆的植入式光纤光栅应变传感器没有显著影响。通过拉伸试验对植入式光纤光栅应变传感器的重复性、线性度等指标进行了测试和分析,结果表明传感器具有良好的重复性和线性度。 展开更多
关键词 光纤BRAGG光栅 应变传感器 湿度 复合材料 植入式
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基于光纤光栅传感器的复合材料气瓶应变检测 被引量:3
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作者 阚宝玺 杨超 +3 位作者 王学锋 唐才杰 崔留住 王俊锋 《宇航材料工艺》 CAS CSCD 北大核心 2023年第2期111-116,共6页
针对复合材料气瓶应变检测的需求,提出了一种光纤光栅传感器植入碳纤维缠绕铝合金内衬的复合材料气瓶的方法,首先在室温下将光纤光栅传感器粘接在经过喷砂处理的铝合金内衬外表面,然后对粘接了光纤光栅传感器的铝合金内衬进行高温老炼,... 针对复合材料气瓶应变检测的需求,提出了一种光纤光栅传感器植入碳纤维缠绕铝合金内衬的复合材料气瓶的方法,首先在室温下将光纤光栅传感器粘接在经过喷砂处理的铝合金内衬外表面,然后对粘接了光纤光栅传感器的铝合金内衬进行高温老炼,最后进行碳纤维缠绕和固化。开展了8只光纤光栅应变传感器植入复合材料气瓶的试验,其中6只传感器在复合材料气瓶150℃/1.5 h固化后保持存活,实现了复合材料气瓶固化、水压疲劳、高温试验等过程中的应变检测。结果表明,所提出的方法可以减小内衬的粗糙外表面导致的光纤光栅信号衰减,验证了光纤光栅传感器植入复合材料气瓶进行应变检测的可行性。 展开更多
关键词 复合材料 气瓶 应变 光纤传感器 光纤光栅
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植入式光纤光栅应变传感器的湿度影响 被引量:2
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作者 阚宝玺 杨超 +6 位作者 卞贺明 唐才杰 黄建业 王学锋 孟庆平 孙维 高行素 《红外与激光工程》 EI CSCD 北大核心 2018年第A01期92-98,共7页
植入复合材料的光纤光栅应变传感器通常涂覆了工作温度高、抗拉强度大的聚酰亚胺。然而,聚酰亚胺涂覆层的体积受湿度影响。采用理论分析、有限元仿真和实验的方法,研究了湿度对植入碳纤维复合材料的光纤光栅应变传感器的影响。优化网... 植入复合材料的光纤光栅应变传感器通常涂覆了工作温度高、抗拉强度大的聚酰亚胺。然而,聚酰亚胺涂覆层的体积受湿度影响。采用理论分析、有限元仿真和实验的方法,研究了湿度对植入碳纤维复合材料的光纤光栅应变传感器的影响。优化网格划分以提高仿真精度,湿度变化导致的光纤光栅应变传感器应变变化的仿真值小于4μs。湿度实验进行了10天连续测量,经过温度补偿后,植入复合材料的光纤光栅应变传感器测量值变化小于8μs。分析和实验结果表明,湿度变化对聚酰亚胺涂覆的植入式光纤光栅应变传感器没有显著影响。通过拉伸试验对植入式光纤光栅应变传感器的重复性、线性度等指标进行了测试和分析,结果表明传感器具有良好的重复性和线性度。 展开更多
关键词 光纤BRAGG光栅 应变传感器 湿度 复合材料 植入式
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用于煤矿热动力灾害监测的一氧化碳传感器 被引量:6
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作者 姜萌 冯文彬 +2 位作者 高慧 张蒙 孟祥宁 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第S02期793-799,共7页
煤矿热动力灾害主要分为瓦斯爆炸和煤自燃2种情况,在采空区2种灾害并非单独存在。煤自燃产生的一氧化碳含量较低,需要高灵敏度在线监测,而瓦斯爆炸预警需要满足快速响应和大量程。可调谐激光吸收光谱技术(TDLAS)采用窄线宽激光器,选择... 煤矿热动力灾害主要分为瓦斯爆炸和煤自燃2种情况,在采空区2种灾害并非单独存在。煤自燃产生的一氧化碳含量较低,需要高灵敏度在线监测,而瓦斯爆炸预警需要满足快速响应和大量程。可调谐激光吸收光谱技术(TDLAS)采用窄线宽激光器,选择性更好,因此适用于复杂的井下环境。但面对复合灾害监测,一氧化碳的特征吸收峰在近红外波段线强较弱,容易被其他井下背景气体(乙烷、乙烯、二氧化碳、水汽)谱线覆盖,造成误报警。因此选择2330 nm波段的一氧化碳吸收峰,该波段一氧化碳吸收峰强度高,可以实现高灵敏度检测,其次水汽在该波段的吸收峰较弱,只要识别甲烷和一氧化碳即可避免干扰。根据高分辨率分子透射吸收数据库HITRAN,可查询并计算该波段一氧化碳特征峰的吸收系数,及相邻的甲烷特征峰的吸收系数。基于可调谐激光吸收光谱技术TDLAS,采用2330 nm激光器,相应波段小型气室和锁相模块研制一氧化碳传感器。测试该传感器性能,结果表明,一氧化碳的1σ检测限为2.14×10_(-7),3σ检测限为6.4×10_(-7)。测试0~5×10_(-4)内的线性度优于2%。充入不同谐波信号气体,控制流速为10 mL/min,刷新时间2 s,测试响应时间T_(90)为6 s。为实现井下复杂背景下的一氧化碳准确检测,笔者提出一种组分智能识别方法。增加激光器波长扫描范围,扫描一氧化碳和其相邻的甲烷谱线,同时获得背景气的组分和谐波信号信息,甲烷检测限为1×10_(-6),与HITRAN数据库计算结果相符。充入混合气进行验证,测试结果表明,该方法可以实现一氧化碳和甲烷组分识别,避免井下复杂气体作为背景的交叉干扰,同时可以实现对一氧化碳气体的快速、高灵敏度测量,满足复合灾害监测的需求。 展开更多
关键词 煤矿热动力灾害监测 一氧化碳传感器 可调谐激光吸收光谱技术(TDLAS) 组分识别 混合气检测
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低温管路动应变光纤光栅测量的光谱畸变抑制
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作者 唐才杰 高红春 +3 位作者 王学锋 杨勇 蓝天 杨飒 《火箭推进》 北大核心 2024年第6期154-160,共7页
动应变是分析和治理火箭发动机管路振动问题的重要测量参数。针对低温管路动应变光纤光栅测量面临的光谱畸变问题,开展了抑制光纤光栅应变传感器光谱畸变的方法研究。选择了3种适用于直径≤30 mm的小管路应变测量的光纤光栅应变传感器... 动应变是分析和治理火箭发动机管路振动问题的重要测量参数。针对低温管路动应变光纤光栅测量面临的光谱畸变问题,开展了抑制光纤光栅应变传感器光谱畸变的方法研究。选择了3种适用于直径≤30 mm的小管路应变测量的光纤光栅应变传感器封装和安装方法并开展了试验验证。第一种方法是拉伸光纤光栅并将光纤光栅及其两侧光纤整体粘接到管路表面;第二种方法是拉伸光纤光栅并将光纤光栅之外的两侧光纤粘接到管路表面;第三种方法是光纤光栅套毛细管拉伸并将毛细管及两侧光纤整体粘接到管路表面。在液氮试验中,套毛细管的4只光纤光栅未发生谱峰分裂,其中3只光纤光栅的反射谱半峰全宽相对变化≤5%、谱峰强度相对变化≤6%,光谱畸变得到了有效抑制;光纤光栅应变测量值与通过管件热膨胀施加的应变吻合。结果表明,光纤光栅套毛细管拉伸整体粘接方法可用于火箭发动机低温小直径管路动应变测量。 展开更多
关键词 动应变 光纤光栅 光谱畸变抑制 低温 管路
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高精度光学电压互感器技术及应用 被引量:3
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作者 陈波 李俊一 +2 位作者 王军龙 于文鹏 魏晓邢 《电网与清洁能源》 北大核心 2017年第6期7-13,共7页
主要介绍了0.05级高精度光学电压互感器的技术方案、关键技术以及装置的实现。目前,该装置已经通过了国家高压电器质量监督检验中心的精度试验,准确级达到0.05/3P;光学电压互感器作为标准源已在广西钦州排岭220 k V智能变电站挂网应用,... 主要介绍了0.05级高精度光学电压互感器的技术方案、关键技术以及装置的实现。目前,该装置已经通过了国家高压电器质量监督检验中心的精度试验,准确级达到0.05/3P;光学电压互感器作为标准源已在广西钦州排岭220 k V智能变电站挂网应用,实现了对榄坪II线A相电子式电压互感器的在线校验,校验数据通过MMS网络向后台发布,结果表明,被校电子式电压互感器与标准光学电压互感器比值误差小于0.2%,相位误差小于10′,满足0.2级准确度要求。 展开更多
关键词 光学电压互感器 泡克尔斯效应 数据预处理算法 在线校验 MMS网络
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用于光纤激光器光谱组束的外腔反馈研究
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作者 刘小溪 王学锋 +3 位作者 阚宝玺 王军龙 朱占达 郑也 《激光技术》 CAS CSCD 北大核心 2018年第6期835-839,共5页
为了解决光纤激光器外腔光谱组束中存在像差以及发光单元反馈不足等问题,采用将组束系统中单个传输透镜准直和聚焦功能分离的方法,搭建了光纤激光外腔反馈系统,实现了激光波长的锁定。结果表明,该系统光光转换效率为91. 5%,反馈输出线宽... 为了解决光纤激光器外腔光谱组束中存在像差以及发光单元反馈不足等问题,采用将组束系统中单个传输透镜准直和聚焦功能分离的方法,搭建了光纤激光外腔反馈系统,实现了激光波长的锁定。结果表明,该系统光光转换效率为91. 5%,反馈输出线宽为0. 16nm,输出功率为29. 7W,组束方向M^2=1. 241,非组束方向M^2=1. 171,实验结果同理论分析相符。该外腔反馈方案可以应用于光纤激光器光谱组束。 展开更多
关键词 激光器 光纤激光器 外腔反馈 光谱组束
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白光干涉型光纤加速度计的误差分析 被引量:3
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作者 王明超 王学锋 +2 位作者 王钊 唐才杰 黄建业 《光子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第6期41-47,共7页
针对所研制的一种能够测量加速度直流信号的光纤加速度计,建立了影响该加速度计测量准确度的光学原理误差、交叉灵敏度误差以及温度引起的误差模型,并对该模型进行了仿真和实验分析.结果表明:随着信噪比增加以及光谱采样间隔减小,解调... 针对所研制的一种能够测量加速度直流信号的光纤加速度计,建立了影响该加速度计测量准确度的光学原理误差、交叉灵敏度误差以及温度引起的误差模型,并对该模型进行了仿真和实验分析.结果表明:随着信噪比增加以及光谱采样间隔减小,解调算法的测量误差水平降低,测量准确度可达到4.5×10-5g;在1倍重力加速度下交叉灵敏度误差为1.8mg;当环境温度20℃时,温度每升高(降低)1℃,会使标度因数增加(减小)0.79‰. 展开更多
关键词 光纤光学 光纤加速度计 白光干涉 误差分析 交叉灵敏度 标度因数
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封装对超细型DFB光纤激光水听器性能的影响(特邀) 被引量:6
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作者 张海岩 李振 +1 位作者 赵晨 王学锋 《红外与激光工程》 EI CSCD 北大核心 2018年第9期9-15,共7页
对超细型DFB光纤激光水听器探头封装进行了研究。通过有限元方法建立了封装结构理论模型,探讨了影响超细型光纤激光水听器频率响应与灵敏度起伏之间的因素,在灵敏度、频响一致性等指标间找到了平衡点。最后,制作了光纤激光水听器,直径6 ... 对超细型DFB光纤激光水听器探头封装进行了研究。通过有限元方法建立了封装结构理论模型,探讨了影响超细型光纤激光水听器频率响应与灵敏度起伏之间的因素,在灵敏度、频响一致性等指标间找到了平衡点。最后,制作了光纤激光水听器,直径6 mm,长度55 mm,灵敏度-130 d B,100 Hz^2 k Hz灵敏度响应起伏4 d B,通过测试验证了理论分析和仿真的符合性。 展开更多
关键词 光纤激光水听器 DFB 仿真 封装
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植入FBG的碳纤维复合材料全寿命周期结构状态研究 被引量:3
11
作者 孟庆平 孙维 +2 位作者 王亚龙 高峰 卞贺明 《宇航材料工艺》 CAS CSCD 北大核心 2018年第4期46-50,共5页
将光纤光栅传感器与碳纤维复合材料进行一体化集成设计,在碳纤维复合材料内部植入光纤光栅传感器,验证了埋置工艺的可行性,确认了其可实时监测环境温度值,研究了植入光纤光栅传感器后碳纤维复合材料的结构强度变化及光纤光栅的信号传递... 将光纤光栅传感器与碳纤维复合材料进行一体化集成设计,在碳纤维复合材料内部植入光纤光栅传感器,验证了埋置工艺的可行性,确认了其可实时监测环境温度值,研究了植入光纤光栅传感器后碳纤维复合材料的结构强度变化及光纤光栅的信号传递率。试验结果表明:碳纤维复合材料埋入光纤光栅传感器前后结构强度变化率小于10%,光纤应变信号传递率高于90%,光纤光栅传感器可以作为碳纤维复合材料结构进行从加工固化、使用过程直至破坏的全寿命周期的结构强度监测的有效手段。 展开更多
关键词 光纤光栅 碳纤维复合材料 温度补偿 拉伸 强度 信号传递效率
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基于激光吸收光谱的SF6/N2混合气分解产物同时检测 被引量:2
12
作者 张爽 江翼 +4 位作者 姜萌 张静 黄勤清 杨旭 周文 《仪表技术与传感器》 CSCD 北大核心 2020年第9期69-72,共4页
针对SF6分解气中H2S、CO、HF等3种气体进行在线监测,研制基于激光吸收光谱的SF6分解气在线监测装置,提出采用时分复用的方案实现多组分气体同时测量,对激光器的波长参数进行分析并测试。针对近红外波段CO和H2S气体吸收谱线弱的问题,提... 针对SF6分解气中H2S、CO、HF等3种气体进行在线监测,研制基于激光吸收光谱的SF6分解气在线监测装置,提出采用时分复用的方案实现多组分气体同时测量,对激光器的波长参数进行分析并测试。针对近红外波段CO和H2S气体吸收谱线弱的问题,提出独立放大电路方案,研制样机并通入混合组分气体进行验证。根据获得二次谐波曲线和浓度随时间变化曲线表明,该系统目前可以实现的检测限为CO 10 ppm,H2S 4 ppm,HF 1 ppm,可以满足高灵敏度SF6分解气在线监测和故障预警需求。 展开更多
关键词 SF6分解气 激光吸收光谱 H2S CO HF 检测限
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热管反应器内毛细燃烧的建模仿真 被引量:1
13
作者 杜瑞 李代金 +1 位作者 李艳霞 李华容 《南京理工大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第4期484-490,共7页
为了更合理地设计热管反应器,该文对热管反应器稳定运行时内部的毛细燃烧反应进行了研究。该文在燃烧边界层模型的基础上,结合自然对流扩散理论建立了毛细燃烧的数学模型,通过对比分析模型仿真结果与公开文献中的试验数据,得到了系统压... 为了更合理地设计热管反应器,该文对热管反应器稳定运行时内部的毛细燃烧反应进行了研究。该文在燃烧边界层模型的基础上,结合自然对流扩散理论建立了毛细燃烧的数学模型,通过对比分析模型仿真结果与公开文献中的试验数据,得到了系统压力与吸液芯长度对毛细燃烧反应速率的影响规律。结果表明:毛细燃烧的反应速率随系统压力增加而增大,并与吸液芯高度的-1/4次方成正比,同时该模型可以较好地预测低压环境下的毛细燃烧反应速率。 展开更多
关键词 热管反应器 毛细燃烧 自然对流扩散 燃烧速率
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多松弛时间格子Boltzmann方法的黏滞吸收边界
14
作者 姜春涛 周辉 +2 位作者 夏木明 唐瑾璇 王颖 《石油地球物理勘探》 EI CSCD 北大核心 2021年第5期1030-1038,I0010,I0011,共11页
当介质的几何结构复杂或者内部存在强物性界面时,传统的地震波正演模拟方法的计算结果往往难以满足实际精细波场计算的要求。多松弛时间格子Boltzmann方法(MRT-LBM)是一种新兴数值模拟方法,具有稳定性好、计算精度高、边界处理灵活等优... 当介质的几何结构复杂或者内部存在强物性界面时,传统的地震波正演模拟方法的计算结果往往难以满足实际精细波场计算的要求。多松弛时间格子Boltzmann方法(MRT-LBM)是一种新兴数值模拟方法,具有稳定性好、计算精度高、边界处理灵活等优点。针对MRT-LBM数值模拟时面临的人工截断边界,提出了一种基于多松弛参数的黏滞吸收边界方案。由于边界反射的压制效果对衰减参数很敏感,因此通过大量数值模拟实验选择了最优参数组合,获得了适用性强的吸收边界条件。该吸收边界条件的算法简单,且可扩展性强。最后应用均匀模型和简单非均质模型验证了其吸收效果,并用复杂的BP模型验证了其适用性。 展开更多
关键词 波场模拟 多松弛时间格子Boltzmann方法(MRT-LBM) 衰减参数 组合优化 多松弛参数 黏滞吸收边界
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