基于线型光纤光栅阵列传感的引气管道泄漏监测研究

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作者 曾川 童杏林 +2 位作者 李泽恺 黄文种 史学锋 《激光技术》 北大核心 2025年第2期271-277,共7页

飞机引气管泄漏监测系统主要采用共晶盐电类过热探测器作为其温度传感单元,为了克服该系统现存的电磁兼容性差、测量精度低、响应时间慢等技术瓶颈,对飞机引气管道泄漏探测的线型阵列光纤传感探头进行了研究,采用数学建模与模拟仿真的... 飞机引气管泄漏监测系统主要采用共晶盐电类过热探测器作为其温度传感单元,为了克服该系统现存的电磁兼容性差、测量精度低、响应时间慢等技术瓶颈,对飞机引气管道泄漏探测的线型阵列光纤传感探头进行了研究,采用数学建模与模拟仿真的方法设计了光纤光栅阵列参数及封装结构体等,并进行了实验验证与数学分析。结果表明,该传感探头具备一定的应变免疫与振动抵抗能力,感温分辨率0.1 m,定位精度1.0 m,温度测量精度±3℃,工作温度0℃~180℃。此研究结果可替代共晶盐类泄漏探测传感器,为实现远程分布式轻型飞机的引气泄漏温度测量提供了一种新思路。 展开更多

关键词 光纤光学 飞机引气 光纤布喇格光栅 温度传感 分布式阵列传感器 大量程

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多芯光纤光栅形状传感性能与重构误差研究 被引量：4

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作者 周勇 胡文彬 +3 位作者 程普 叶泓蕤 郭东来 杨明红 《红外与激光工程》 EI CSCD 北大核心 2023年第3期273-281,共9页

多芯光纤光栅形状传感技术利用空分复用以及应变监测的优势,结合不同的栅点布设方案,实现待测对象的连续曲率和形状传感。首先介绍了多芯光纤光栅曲率和挠率传感原理,提出采用齐次矩阵变换的三维重构算法实现光纤的三维形状重构。为了... 多芯光纤光栅形状传感技术利用空分复用以及应变监测的优势,结合不同的栅点布设方案,实现待测对象的连续曲率和形状传感。首先介绍了多芯光纤光栅曲率和挠率传感原理,提出采用齐次矩阵变换的三维重构算法实现光纤的三维形状重构。为了探究不同光栅密度对实验精度的影响,利用算法编程模拟了不同光栅间距下的三维形状重构精度,依据模拟仿真的结果,建立了不同光栅间距与三维重构误差之间的关系。三维形状传感实验使用光栅间距为10 cm和5 cm的七芯光纤光栅串。实验结果表明,最大误差出现在尾点处,分别为2.56 cm和1.15 cm,占全长的3.2%和1.4%,平均误差为1.32 cm和0.62 cm,占全长的1.7%和0.8%。实验结果与仿真值比较接近,说明可以依据仿真结果对不同光栅间距下的三维形状误差进行预测。结合具体的应用场景合理配置测点资源,在较低的成本范围内实现高性能的检测。 展开更多

关键词 光纤形状传感 多芯光纤 布拉格光栅 数值模拟 光栅间距

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少模光纤倾斜光栅制备及扭转传感研究 被引量：1

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作者 余海湖 刘芳 +2 位作者 高文静 王鑫 郑羽 《仪器仪表学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第6期101-108,共8页

设计了一种基于少模光纤倾斜布拉格光栅的反射型扭转传感器,小角度倾斜光栅中的纤芯基模与二阶模在光栅处发生互耦,通过测量该过程形成的反射峰强度变化实现扭转测量。分析了光栅倾斜角度对模式耦合效率的影响,采用相位掩模板法在线刻... 设计了一种基于少模光纤倾斜布拉格光栅的反射型扭转传感器,小角度倾斜光栅中的纤芯基模与二阶模在光栅处发生互耦,通过测量该过程形成的反射峰强度变化实现扭转测量。分析了光栅倾斜角度对模式耦合效率的影响,采用相位掩模板法在线刻写光栅技术,在少模光纤上刻写了不同的小角度倾斜光栅;在此基础上选择倾斜角度为1°的光栅进行了单点、双点扭转传感实验,实验表明其反射光谱中基模与二阶模的互耦合峰(LP-LP)对光纤扭转敏感,可以实现对扭转角度大小的测量。在-50°~-150°逆时针扭转过程中,扭转灵敏度为0.52 dB/(rad·m),而在40°~190°顺时针扭转的角度范围内,扭转灵敏度为0.34 dB/(rad·m)。这种传感器具有在单根光纤上实现多点扭转传感的潜力,在多点扭转监测方面具有应用前景。 展开更多

关键词 少模光纤 倾斜光栅 扭转传感 谱型调控

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基于钽基氢气传感薄膜的新型光纤传感技术 被引量：1

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作者 胡文彬 彭冲 +4 位作者 阮宏博 叶壮 胡向阳 代吉祥 杨明红 《光子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第6期168-174,共7页

设计基于钽基氢气传感薄膜的新型光纤氢气传感系统,采用本征具有3~4 nm平坦区域的放大自发辐射光源作为传感光源,利用相位掩模法在单模光纤中刻写中心波长位于光源平坦区域的高反射率光栅,采用磁控溅射方法在单模光纤端面沉积40 nm Ta_(... 设计基于钽基氢气传感薄膜的新型光纤氢气传感系统,采用本征具有3~4 nm平坦区域的放大自发辐射光源作为传感光源,利用相位掩模法在单模光纤中刻写中心波长位于光源平坦区域的高反射率光栅,采用磁控溅射方法在单模光纤端面沉积40 nm Ta_(0.88)Pd_(0.12)~10 nm Pd~6 nm Pt~40 nm PTFE多层纳米复合薄膜制备微反射镜型氢气传感探头。高反射光栅的反射峰强度(I_(1))几乎不受氢气传感薄膜反射率影响,其峰值作为参考信号;高反射光栅附近的背底强度(I_(2))受氢气传感薄膜反射率影响,其强度作为传感信号。通过高反射光栅的反射峰强度(I_(1))与背底光强度(I_(2))的比值监测氢气浓度,可以大幅提升系统信噪比。利用氮气作为载气对传感探头进行氢敏性能测试,实验结果表明传感探头具有较好的重复性和稳定性,并且在低浓度氢气下传感探头灵敏度较好。该传感探头具有在无氧环境下监测氢气浓度的潜力。 展开更多

关键词 光纤传感 氢气监测 TaPd复合膜 无氧环境 磁控溅射

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基于光栅阵列振动传感的道面车辆监测研究

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作者 宋珂 刘佳欣 +1 位作者 胡文宇 周爱 《应用科学学报》 CAS CSCD 北大核心 2024年第4期673-683,共11页

针对道面全时域监测手段的不足,提出了一种基于光栅阵列振动传感的道面车辆监测方法。该方法基于光栅阵列技术,通过将光栅阵列传感光缆布设道面底层,利用光栅阵列解调设备实现车辆振动行驶信息的获取。通过对车辆的行驶振动数据进行理... 针对道面全时域监测手段的不足,提出了一种基于光栅阵列振动传感的道面车辆监测方法。该方法基于光栅阵列技术,通过将光栅阵列传感光缆布设道面底层,利用光栅阵列解调设备实现车辆振动行驶信息的获取。通过对车辆的行驶振动数据进行理论分析和实验研究,在有效滤波的前提下,可准确获取车辆行驶的轨迹,并进一步测得车辆行驶的速度、位置等信息。此外,通过设计基于图像的车辆跟踪识别算法,极大地消除了恶劣环境的影响,可实现监测路段全时全域的跟踪监测,为公路的智能化探索了一条新的道路。 展开更多

关键词 振动传感 车辆跟踪 光栅阵列 道面

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面向石化生产的光纤传感技术进展 被引量：1

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作者 周超然 童杏林 +1 位作者 靳其兵 裴炳安 《激光杂志》 CAS 北大核心 2022年第8期13-18,共6页

石油化工与国家能源战略发展息息相关,是我国工业发展的重要保障和血脉,在经济发展中占据及其重要的地位。受限于现有电类传感技术的自身特性,难以准确获取恶劣环境下一些关键工艺参数和重要装备运行状况。光纤传感凭借其测量精度高、... 石油化工与国家能源战略发展息息相关,是我国工业发展的重要保障和血脉,在经济发展中占据及其重要的地位。受限于现有电类传感技术的自身特性,难以准确获取恶劣环境下一些关键工艺参数和重要装备运行状况。光纤传感凭借其测量精度高、动态范围大、本征防爆以及环境适应性强等优点在石化生产在线监测领域上有较好的应用前景。本文从石化生产监测的需求出发,综述了往复式压缩机十字瓦轴和石化反应器的在线监测光纤传感技术,详细介绍了各类光纤传感器的结构组成及性能指标,最后对石化生产高温环境的光纤传感技术发展现状进行总结,并对其未来发展趋势进行展望。 展开更多

关键词 石油化工 高温环境 光纤传感

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基于F型梁的光纤光栅加速度传感器 被引量：5

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作者 甘维兵 张艺璇 +3 位作者 张寅杰 王宇 刘念 张翠 《光子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第6期137-148,共12页

为满足悬臂梁式传感器测量带宽大、灵敏度高的需求,采用F型梁增敏结构设计了一种光纤光栅加速度传感器。首先推导出传感器的谐振频率和灵敏度公式,在此基础上使用MATLAB优化传感器参数,并利用ANSYS对传感器进行模态分析和谐响应分析,得... 为满足悬臂梁式传感器测量带宽大、灵敏度高的需求,采用F型梁增敏结构设计了一种光纤光栅加速度传感器。首先推导出传感器的谐振频率和灵敏度公式,在此基础上使用MATLAB优化传感器参数,并利用ANSYS对传感器进行模态分析和谐响应分析,得到了传感器的模态振型图以及两种不同阻尼比条件下的幅频响应,仿真结果与理论计算基本一致。制作了2个传感器实物,对直接封装的传感器1和填充硅油后封装的传感器2进行了幅频响应、灵敏度特性和横向抗干扰能力测试。实验结果表明:传感器1的谐振频率约为168 Hz,测量带宽为1.5~50 Hz,灵敏度系数为159.84 pm/g,横向抗干扰度为9.88%,谐振频率和灵敏度理论值与实际值误差分别为0.93%和3.29%;填充硅油后的传感器2的测量带宽为1.5~100 Hz,灵敏度系数为133.57 pm/g,横向抗干扰度为8.1%。实验证明在传感器内部填充硅油可以增大传感器工作带宽,提高横向抗干扰能力。 展开更多

关键词 光纤布拉格光栅 加速度传感器 优化设计 悬臂梁 振动加速度检测

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基于智能跑道光栅阵列传感器的机型辨识方法

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作者 李盛 刘安 郭金鼎 《应用光学》 CAS 北大核心 2024年第2期453-460,共8页

针对当前机型辨识方法易受环境影响的不足,提出了一种新的基于智能跑道光栅阵列传感器的机型辨识方法。利用光栅阵列横向布置光缆采集飞机滑跑通过时的分布式振动响应,通过分析多测区时程脉冲响应特征,确定主辅起落架通过光缆的时差。... 针对当前机型辨识方法易受环境影响的不足,提出了一种新的基于智能跑道光栅阵列传感器的机型辨识方法。利用光栅阵列横向布置光缆采集飞机滑跑通过时的分布式振动响应,通过分析多测区时程脉冲响应特征,确定主辅起落架通过光缆的时差。通过光栅阵列纵向布置光缆感知飞机的滑行轨迹,采用多项式拟合确定飞机滑行速度。基于飞机主辅起落架的测试值与理论值的匹配关系对飞机型号进行辨识,利用某机场试飞及开航2个月内的航班信息进行方法检验。结果显示,提出的机型辨识方法识别准确率可达98.44%,可以对B757、B738、A320和A321机型进行有效辨识。 展开更多

关键词 机型辨识 智能跑道 光栅阵列 机场

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深中大桥主缆智慧索股研制与工程应用

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作者 张鸿 杨建平 +2 位作者 范典 金芳 王蔚 《桥梁建设》 北大核心 2025年第2期1-9,共9页

深中通道深中大桥为主跨1 666 m的全飘浮钢箱梁双塔悬索桥,设2根主缆,单根主缆由199股预制平行钢丝索股组成,单根索股由127根φ6.0 mm高强锌铝镁多元合金镀层钢丝和锚具等组成。为实现该桥主缆全域范围内的温、湿度密集监测,提升主缆健... 深中通道深中大桥为主跨1 666 m的全飘浮钢箱梁双塔悬索桥,设2根主缆,单根主缆由199股预制平行钢丝索股组成,单根索股由127根φ6.0 mm高强锌铝镁多元合金镀层钢丝和锚具等组成。为实现该桥主缆全域范围内的温、湿度密集监测,提升主缆健康监测水平,提出通长内嵌温、湿度弱光栅阵列传感光纤的3 000米级智慧索股新结构,开展弱光栅阵列湿度传感光纤、光纤封装光缆结构及智慧索股研制,在该桥下游主缆中安装4根3 006 m长智慧索股,并对智慧索股服役状态进行了长达2年的跟踪监测。结果表明:研制的智慧索股新结构可保证其内传感光纤在制造和现场安装应用全过程的存活与工作,智慧索股实现了主缆全域温、湿度的密集监测,该结构为悬索桥主缆全域的温、湿度监测提供了全新的技术手段。 展开更多

关键词 悬索桥 弱光栅阵列传感光纤 温度 湿度 光缆 智慧索股 工程应用

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光加热光纤光栅阵列液位测量方法研究 被引量：1

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作者 戢雅典 范典 +1 位作者 王宇琦 周次明 《传感技术学报》 CAS CSCD 北大核心 2024年第6期959-966,共8页

安全可靠的液位测量是现代工业领域的重要技术需求之一,提出一种基于光加热光纤光栅阵列的液位测量方法,即利用泵浦光加热掺钴光纤,控制温度场,利用光栅阵列测量温度场分布,由于气液导热性能的差别,气液界面处温度突变,从而确定液位。... 安全可靠的液位测量是现代工业领域的重要技术需求之一,提出一种基于光加热光纤光栅阵列的液位测量方法,即利用泵浦光加热掺钴光纤,控制温度场,利用光栅阵列测量温度场分布,由于气液导热性能的差别,气液界面处温度突变,从而确定液位。实验中,将掺钴光纤与密集光栅阵列紧密固定在一起,将1.5 W的泵浦光输入衰减系数分别为0.71 dB/cm和0.28 dB/cm的掺钴光纤中,沿着光传播的方向,温度变化均呈指数函数衰减。液位测量的精度与范围由主要取决于泵浦光功率、掺钴光纤吸收系数,经对比最终选定0.28 dB/cm的掺钴光纤作为液位实验的加热光纤。实验测量了不同液位下的温度场分布,证明了利用测量温度分布来测量液位的可行性,液位变化范围0~88 mm以内的误差为2 mm。所提出的传感系统结构简单,成本低廉,在液位测量方面具有潜在的应用价值。 展开更多

关键词 光纤传感技术 液位测量 布拉格光栅阵列 光加热 温度调制 温度分布

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基于拉丝塔光纤光栅的准分布式温盐传感器 被引量：4

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作者 王宇琦 潘震 +2 位作者 戢雅典 范典 周次明 《光子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第4期33-43,共11页

提出了一种基于拉丝塔光纤光栅(DTG)的准分布式温盐传感器,可以同时测量海水的温度和盐度。该传感器由多个聚酰亚胺(PI)涂敷DTG和无涂敷DTG串联构成,PI涂敷DTG作为盐度传感组件,盐度的变化会导致聚酰亚胺涂层吸收或释放水而产生膨胀或... 提出了一种基于拉丝塔光纤光栅(DTG)的准分布式温盐传感器,可以同时测量海水的温度和盐度。该传感器由多个聚酰亚胺(PI)涂敷DTG和无涂敷DTG串联构成,PI涂敷DTG作为盐度传感组件,盐度的变化会导致聚酰亚胺涂层吸收或释放水而产生膨胀或收缩作用,进而引起光纤光栅中心波长的漂移。温度串扰可以通过使用无涂敷光纤光栅中心波长的变化来补偿。实验结果表明,该传感器能实现温度和盐度的实时测量,对温度和盐度的变化表现出线性响应,且具有良好的重复性。其中,盐度灵敏度平均为−5.58 pm/(mol/L),温度灵敏度平均为10.02 pm/℃。由于拉丝塔光纤光栅的超弱反射特性,该方法可以实现大规模海水温度和盐度的准分布式测量,在海洋工程中有一定的应用前景。 展开更多

关键词 盐度测量 温度补偿 拉丝塔光纤光栅 聚酰亚胺 准分布式

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基于超弱光栅传感阵列的钻机违法入侵地铁线路识别定位方法 被引量：4

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作者 李盛 邱阳 +2 位作者 南秋明 甘维兵 蒋锦朋 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2022年第20期202-207,共6页

实时监测和及时报警地铁线路上方钻机的违法入侵对地铁安全管理十分重要。分布式光纤传感技术是一种满足长距离、远程实时监测需求的有效手段。为及时发现和定位地铁线路上方钻机违法入侵,超弱光栅传感阵列被用于采集钻机入侵事件引起... 实时监测和及时报警地铁线路上方钻机的违法入侵对地铁安全管理十分重要。分布式光纤传感技术是一种满足长距离、远程实时监测需求的有效手段。为及时发现和定位地铁线路上方钻机违法入侵,超弱光栅传感阵列被用于采集钻机入侵事件引起的分布式振动响应。基于钻机设备发动机的振动信号特征,提出了可实时识别并定位钻机违法入侵的方法。现场试验结果表明,提出方法具有抵抗地面及地下交通荷载干扰的能力,可以及时、准确地识别和定位模拟的钻机违法入侵事件。 展开更多

关键词 违法入侵 地铁隧道 超弱光纤布拉格光栅 分布式振动 钻机

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基于FBG储能锂离子电池的温度与应变监测技术的研究进展 被引量：4

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作者 谭玲玲 张文龙 +4 位作者 黄晓华 徐翀 曾凡超 刘力伟 童杏林 《激光杂志》 CAS 北大核心 2023年第12期8-14,共7页

锂离子电池因其高能量密度、环保性和长循环寿命等优点,近年来已广泛用于各种储能应用。然而,储能电池运行安全问题频繁发生,稳定性和可靠性等方面仍需改进。目前,检测锂离子电池温度和应变的方法主要包括热电偶温度传感器、电阻温度传... 锂离子电池因其高能量密度、环保性和长循环寿命等优点,近年来已广泛用于各种储能应用。然而,储能电池运行安全问题频繁发生,稳定性和可靠性等方面仍需改进。目前,检测锂离子电池温度和应变的方法主要包括热电偶温度传感器、电阻温度传感器和电阻应变计等。然而,这些方法存在一些限制,例如不能全面测量电池整体温度,以及传感器尺寸较大,难以嵌入电池内部。在此基础上介绍了几种基于FBG的储能锂离子电池温度与应变监测技术,同时比较了它们之间的优点和缺点,最后总结并展望了FBG在锂离子电池温度与应变监测中的发展前景。 展开更多

关键词 光纤布拉格光栅 锂离子电池 温度与应变监测

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基于光纤法布里珀罗干涉的扭矩测量方法研究 被引量：3

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作者 余鑫宇 范典 +2 位作者 周次明 陈希 汪立雄 《仪器仪表学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第3期202-209,共8页

在动态条件下,获取准确的传动轴扭矩测量数据是评估传动轴健康状况和运行状态的重要手段之一。传动轴扭矩测量经常伴随着震动、高温高湿以及强电磁等恶劣环境,考虑到电类传感器有漏电、电火花以及难以在强电磁干扰环境下工作等问题,本... 在动态条件下,获取准确的传动轴扭矩测量数据是评估传动轴健康状况和运行状态的重要手段之一。传动轴扭矩测量经常伴随着震动、高温高湿以及强电磁等恶劣环境,考虑到电类传感器有漏电、电火花以及难以在强电磁干扰环境下工作等问题,本文提出了一种基于非本征光纤法布里珀罗干涉技术的扭矩测量方法。阐述了光纤传感器的工作原理,给出了传感器的安装方式,搭建了扭矩测量平台并对传感器的性能进行了实验验证。实验结果表明,传感器灵敏度为(0.224±0.06)μm/Nm,与理论具有很好的一致性。本文提出的测量方法在传动轴扭矩测量中具有测量动态范围大、测量精度高和实时快速的优势。 展开更多

关键词 光纤法布里珀罗腔 传动轴 动态扭矩测量 扭矩传感器

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基于半导体光放大器的明暗激光脉冲研究

15

作者 冒燕 童杏林 +1 位作者 史一凡 徐小强 《光通信技术》 北大核心 2024年第5期102-107,共6页

为了解决激光明脉冲在光通信和光纤传感等领域的应用瓶颈,设计了一种基于半导体光放大器(SOA)的锁模光纤环形激光器,该激光器由SOA、偏振控制器、滤波器和起偏器等构成。分析了横电/横磁(TE/TM)模式光场经历SOA时的增益比值和相位差的... 为了解决激光明脉冲在光通信和光纤传感等领域的应用瓶颈,设计了一种基于半导体光放大器(SOA)的锁模光纤环形激光器,该激光器由SOA、偏振控制器、滤波器和起偏器等构成。分析了横电/横磁(TE/TM)模式光场经历SOA时的增益比值和相位差的变化机理,研究了环腔内总色散管理与SOA动态增益的关系,获得了稳定输出的明脉冲和暗脉冲,以及2种类型脉冲的动态演变过程。实验结果表明:当SOA的工作电流为242 mA时,成功获得脉冲重复频率均为14.83 MHz、脉宽为1.1ns的明脉冲和脉宽为0.95ns的暗脉冲,并验证了在相同工作电流时,暗脉冲的强度显著大于明脉冲的强度。 展开更多

关键词 半导体光放大器 明脉冲 暗脉冲 被动锁模 非线性极化旋转

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塑料废弃物的电催化升级回收技术

16

作者 鄢维 李渊 潘其云 《高分子材料科学与工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第7期181-190,共10页

废弃塑料已导致严重的生态环境问题,开发高效、环保和可持续的塑料升级回收技术是近年来备受关注的热点。与传统化学回收方法相比,电催化重整具有低能耗、无污染和高选择性等特点,能够在温和条件下将塑料氧化为小分子单体或高附加值化学... 废弃塑料已导致严重的生态环境问题,开发高效、环保和可持续的塑料升级回收技术是近年来备受关注的热点。与传统化学回收方法相比,电催化重整具有低能耗、无污染和高选择性等特点,能够在温和条件下将塑料氧化为小分子单体或高附加值化学品,在废弃物资源化利用等领域有着巨大的应用潜力。文中聚焦塑料电催化氧化技术的最新研究进展,系统总结了电催化重整技术在塑料升级回收方面的应用,着重探讨了各类电催化材料的性能与用途,并展望了塑料废弃物电催化回收技术的未来发展方向。 展开更多

关键词 塑料废弃物 电催化重整 高附加值化学品 升级回收

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高非线性光子晶体光纤中可见光至近红外超连续谱的产生 被引量：3

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作者 余海湖 吴建文 +2 位作者 马悦 杨小涛 郑羽 《光子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第9期147-155,共9页

基于光子晶体光纤的色散设计,制备了零色散点位于880 nm、泵浦波长处非线性系数为33.67 km^(-1)·W^(-1)的实芯光子晶体光纤。使用1030 nm,150 fs的超快光源,研究了在不同泵浦功率和不同光纤长度下,从可见光至近红外区的超连续谱的... 基于光子晶体光纤的色散设计,制备了零色散点位于880 nm、泵浦波长处非线性系数为33.67 km^(-1)·W^(-1)的实芯光子晶体光纤。使用1030 nm,150 fs的超快光源,研究了在不同泵浦功率和不同光纤长度下,从可见光至近红外区的超连续谱的产生过程。在1320 mW的平均泵浦功率下,使用1.5 m长的光子晶体光纤,实现了从450 nm到1900 nm的宽带超连续谱输出。光谱具有较好的平坦度和相干性。这类宽带超连续光源在光学相干层析成像、光谱学、通信、早期癌症检测和食品质量监测等领域具有应用价值。 展开更多

关键词 光子晶体光纤 超连续谱 高非线性 色散 飞秒脉冲

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超声气体射流辅助飞秒激光刻蚀石英微槽工艺研究 被引量：1

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作者 何魁魁 戴玉堂 严超凡 《光子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第11期142-152,共11页

针对飞秒激光加工硬脆材料过程中存在重凝、微裂纹、崩边等物理缺陷,为获得高质量加工面,提出超声气体射流辅助飞秒激光加工方法。以刻蚀石英微槽为研究对象,探讨了超声气体射流辅助飞秒激光加工机理,探究了超声频率、超声功率及气体入... 针对飞秒激光加工硬脆材料过程中存在重凝、微裂纹、崩边等物理缺陷,为获得高质量加工面,提出超声气体射流辅助飞秒激光加工方法。以刻蚀石英微槽为研究对象,探讨了超声气体射流辅助飞秒激光加工机理,探究了超声频率、超声功率及气体入口压力对飞秒激光刻蚀石英微槽深度及深宽比的影响规律,对比分析了有无超声气体射流辅助下飞秒激光刻蚀石英微槽形貌。实验结果表明,在飞秒激光重复频率20 kHz、单脉冲能量50μJ、离焦量0μm、扫描速度4 mm/s、单次扫描加工条件下,石英微槽深宽比从无超声气体射流辅助下的0.81提升至超声气体射流辅助下的1.23,槽深由27.16μm增加到48.82μm,此时超声气体射流参数为气体入口压力0.6 MPa、超声频率28 kHz、超声功率300 W。在超声气体射流辅助下石英微槽表面附着颗粒物减小,表面形貌显著提高。 展开更多

关键词 飞秒激光 气体射流辅助 石英微槽 形貌改善 超快光学

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基于尿素电合成反应的电催化剂研究进展 被引量：5

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作者 鄢维 李渊 《分子催化》 CAS CSCD 北大核心 2023年第2期187-201,共15页

尿素是一种重要的化工原料并作为氮源广泛应用于化肥生产.工业合成尿素由氮气加氢合成氨气以及氨气和二氧化碳转化为尿素两步实现,存在高能耗和高污染等问题.通过电催化碳氮偶联,将二氧化碳和氮源(氮气、硝酸根、亚硝酸根、一氧化氮等)... 尿素是一种重要的化工原料并作为氮源广泛应用于化肥生产.工业合成尿素由氮气加氢合成氨气以及氨气和二氧化碳转化为尿素两步实现,存在高能耗和高污染等问题.通过电催化碳氮偶联,将二氧化碳和氮源(氮气、硝酸根、亚硝酸根、一氧化氮等)转化为尿素,可直接跳过合成氨反应并在温和的反应条件下同时实现人工固氮和固碳.因此,尿素电合成技术不仅避免了高能耗和高污染,还能够实现惰性气体分子的高效利用,对于加快实现“碳达峰、碳中和”战略有着重要的意义.我们聚焦尿素电合成这一前沿研究热点,结合领域内最新研究进展,首先介绍了不同电催化剂的设计策略及其催化机制,随后总结了电催化碳氮偶联合成尿素的反应机理,并对尿素电合成的后续研究方向进行了展望. 展开更多

关键词 尿素 电合成 碳氮偶联

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电催化醇分子选择性氧化耦合制氢的研究进展

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作者 鄢维 李渊 《现代化工》 CAS CSCD 北大核心 2023年第10期63-68,共6页

以醇分子选择性电氧化为例,结合最新研究进展,重点总结了各类电催化剂的性能调控策略,并对电催化醇分子选择性氧化耦合制氢的后续发展方向进行了展望。

关键词 醇 电催化氧化 产氢

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