准确检测液位的光纤Bragg光栅弹性膜片传感器 被引量：1

1

作者 杜锋 姚建南 +3 位作者 陶奕霏 许愿 丁超 刘洋 《压电与声光》 CAS 北大核心 2024年第5期794-800,共7页

为了准确测量液位,研制了一种耦合光纤布喇格光栅和弹性膜片的液位传感器。该传感器由两个光纤光栅(FBG_1和FBG_2)、弹性膜片、弹性橡胶密封垫片、空心管(导气管)和光纤光栅固定装置组成。光纤光栅固定装置材料为聚甲基丙烯酸甲酯。FBG_... 为了准确测量液位,研制了一种耦合光纤布喇格光栅和弹性膜片的液位传感器。该传感器由两个光纤光栅(FBG_1和FBG_2)、弹性膜片、弹性橡胶密封垫片、空心管(导气管)和光纤光栅固定装置组成。光纤光栅固定装置材料为聚甲基丙烯酸甲酯。FBG_1和FBG_2固定在弹性膜片表面。FBG_1用于监测液位高度和温度。将FBG_2封装在不锈钢毛细管中进行温度检测,消除液相温度变化对液位测量的负面影响。为了提高传感器检测液位的线性度,实验研究了弹性膜片厚度对液位测量结果的影响,并在此基础上研究了液位变化率和外部振动对液位测量精度的影响。结果表明,当弹性膜片厚度为2 mm时,传感器检测液位的线性范围为0~380 cm,灵敏度为(19.65±6.3)pm/cm。该传感器可在0~100 cm/min液位变化速率和0~5.27 mm/s外部振动强度范围内准确监测液位,最大检测误差为7.2%。 展开更多

关键词 光纤布喇格光栅 液位传感器 测量范围 精度 灵敏度

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一种选择性检测4-氟苯酚浓度的光纤倏逝波传感器 被引量：1

2

作者 冯利民 刘洋 +4 位作者 钟用 巫涛江 李玉洁 贺媛媛 钟年丙 《激光杂志》 CAS 北大核心 2022年第6期80-84,共5页

为了实现对水体中4-氟苯酚(4-FP)选择性检测,利用塑料光纤、4-FP分子印迹聚合物、壳聚糖构建了4-FP高选择性敏感的D形塑料光纤倏逝波传感器。首先制备了4-FP分子印迹聚合物溶胶及D形光纤,并将分子印迹聚合物溶胶涂覆在D形塑料光纤传感... 为了实现对水体中4-氟苯酚(4-FP)选择性检测,利用塑料光纤、4-FP分子印迹聚合物、壳聚糖构建了4-FP高选择性敏感的D形塑料光纤倏逝波传感器。首先制备了4-FP分子印迹聚合物溶胶及D形光纤,并将分子印迹聚合物溶胶涂覆在D形塑料光纤传感器敏感区表面。然后建立了传感器测量理论模型。最后实验研究了4-FP分子印迹聚合物涂覆厚度对传感器灵敏度的影响,以及传感器的响应时间、检测下限及选择敏感性。研究表明:传感器对4-FP具有高选择敏感性;当聚合物膜厚度约为20μm时,传感器灵敏度达到-0.000 5 L/mg,检测下限达到180μg/L。 展开更多

关键词 4-氟苯酚 分子印迹聚合物 倏逝波 光纤传感器 选择敏感性 灵敏度

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准确检测偏二氯乙烯的红外光纤倏逝波传感器 被引量：1

3

作者 冯利民 刘洋 +3 位作者 钟用 巫涛江 李玉洁 贺媛媛 《压电与声光》 CAS 北大核心 2022年第2期304-309,共6页

利用中红外光纤构建了一种在线准确检测偏二氯乙烯的红外光纤倏逝波传感器,该传感器由U形中红外光纤传感探头、偏二氯乙烯选择性敏感膜和超疏水膜构成。四氟乙烯敏感膜涂覆在U形区表面,超疏水膜涂覆在偏二氯乙烯敏感膜表面。U形传感器... 利用中红外光纤构建了一种在线准确检测偏二氯乙烯的红外光纤倏逝波传感器,该传感器由U形中红外光纤传感探头、偏二氯乙烯选择性敏感膜和超疏水膜构成。四氟乙烯敏感膜涂覆在U形区表面,超疏水膜涂覆在偏二氯乙烯敏感膜表面。U形传感器可增强光纤表面倏逝波强度,从而提高传感器的灵敏度。敏感膜可实现对水体中偏二氯乙烯的选择性测量,提高传感器测量结果的准确性;超疏水膜可抑制水分子对测量结果产生的负面影响。实验研究了偏二氯乙烯的特征吸收光谱,以及传感器对偏二氯乙烯的响应灵敏度、响应时间和选择敏感性。从理论上建立了传感器测量偏二氯乙烯的理论模型。研究结果表明,传感器对偏二氯乙烯具有高选择敏感性,传感器灵敏度可达0.0021 abs/(mg·L^(-1)),响应时间为230 s。 展开更多

关键词 偏二氯乙烯 中红外光纤 倏逝波 传感器 选择性 灵敏度

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新型传感光纤光传输与折射率敏感特性研究 被引量：3

4

作者 杨国华 陶奕霏 +2 位作者 许愿 丁超 解泉华 《压电与声光》 CAS 北大核心 2023年第6期823-827,共5页

为了提高光纤倏逝波传感器的灵敏度,该文提出了一种新型结构传感光纤。传感光纤由传统塑料光纤+新型阶跃光纤(折射率由纤芯向包层阶跃增大)+传统塑料光纤级联而成。新型阶跃光纤为倏逝波传感器的敏感区,光纤纤芯由聚甲基丙烯酸甲酯构成... 为了提高光纤倏逝波传感器的灵敏度,该文提出了一种新型结构传感光纤。传感光纤由传统塑料光纤+新型阶跃光纤(折射率由纤芯向包层阶跃增大)+传统塑料光纤级联而成。新型阶跃光纤为倏逝波传感器的敏感区,光纤纤芯由聚甲基丙烯酸甲酯构成,包层由聚砜与GeO_(2)混合物构成。利用几何光学分析了光纤光传输特性,实验测试了光纤光传输特性及其对外界折射率敏感特性。结果表明,当新型阶跃光纤包层中GeO_(2)掺杂质量分数为1.5%,涂覆层厚为200μm时,传感光纤具有较好的光谱传输质量及高的折射率响应灵敏度。 展开更多

关键词 传感光纤 倏逝波 光传输 折射率 灵敏度

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基于近红外反射光谱的宣纸含水率无损检测研究 被引量：1

5

作者 王建旭 谭银雨 +6 位作者 覃丹 汤斌 唐欢 范文奇 杨玟 钟年丙 赵明富 《光谱学与光谱分析》 北大核心 2025年第6期1629-1638,共10页

含水率是影响纸质文物保存的重要因素之一,为了建立一种快速无损检测纸质文物本体含水率检测方法,以重庆中国三峡博物馆提供的棉料四尺单宣为研究对象,利用近红外光谱仪结合化学计量学的方法无损检测宣纸本体含水率。将7种不同的湿度盐... 含水率是影响纸质文物保存的重要因素之一,为了建立一种快速无损检测纸质文物本体含水率检测方法,以重庆中国三峡博物馆提供的棉料四尺单宣为研究对象,利用近红外光谱仪结合化学计量学的方法无损检测宣纸本体含水率。将7种不同的湿度盐放入封闭环境箱中,调整环境湿度范围至37%RH~97%RH,并将宣纸置于封闭环境箱内平衡7 d,利用烘干法测得宣纸含水率范围为6.35%~15.55%。近红外光谱采集的范围为900~1700 nm,原始光谱数据采用光谱-距离联合法(SPXY)以4∶1的比例将210条样本划分为168条训练集和42条验证集。原始光谱数据分别利用标准正态变量变换(SNV)、基线校正(BC)、归一化(Normalize)及其组合方法进行数据预处理。利用连续性投影算法(SPA)和竞争性自适应重加权算法(CARS)选择特征波段,并建立全波段的线性偏最小二乘回归模型(PLSR)、特征波段的PLSR模型以及非线性的双层BP神经网络(DL-BPNN)模型。结果表明,以全波段数据建立的模型中,最佳预测模型为SNV-PLSR,其验证集均方根误差(RMSEP)为0.6445,决定系数(R^(2)P)为0.9283。特征波段建立的模型中,线性最佳预测模型为未预处理-CARS-PLSR,其验证集的均方根误差(RMSEP)为0.5707,决定系数(R^(2)P)为0.9438。在非线性DL-BPNN模型中,WT+Normalize-CARS-DL-BPNN预测效果更优,其验证集为0.9424,RMSEP为0.5776。综合比较三种模型的预测效果,未预处理-CARS-PLSR模型具有最佳的预测能力,表明在宣纸的光谱数据信息中,CARS特征提取方法在保留重要特征和去除冗余信息方面具有显著优势。因此,该研究验证了近红外光谱无损检测宣纸含水率的可行性,建立了棉料四尺单宣近红外光谱与含水率之间的关系,为我国纸质文物含水率的测量提供了可靠的检测技术手段。 展开更多

关键词 近红外光谱 无损检测 含水率 纸质文物

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一种新型质量动态监测光纤传感器 被引量：2

6

作者 赵雅 钟用 +3 位作者 巫涛江 吴德操 李玉洁 赵杰 《压电与声光》 CAS 北大核心 2021年第2期174-177,共4页

为了实现车辆质量实时、动态、准确地监测,利用弹簧隔振器、塑料光纤及钢板构建了一种新型的质量实时监测光纤传感器。车辆质量信息采用光纤螺旋区域进行感知,隔振器通过螺丝对称地安装在高强度、高韧性钢板的4个角落,螺旋光纤传感器固... 为了实现车辆质量实时、动态、准确地监测,利用弹簧隔振器、塑料光纤及钢板构建了一种新型的质量实时监测光纤传感器。车辆质量信息采用光纤螺旋区域进行感知,隔振器通过螺丝对称地安装在高强度、高韧性钢板的4个角落,螺旋光纤传感器固定在钢板的中心位置。实验研究了光纤螺旋圈数、光纤直径及车辆行驶速度对光纤传感器测量结果产生的影响,以及传感器受车辆碾压后输出信号随时间的变化关系。研究发现,当传感器光纤直径为2 mm,传感器螺旋间距为20 mm,传感器螺旋圈数为3圈,车辆质量为1143~3279 kg,车速为5~130 km/h时,传感器输出信号与质量间具有线性关系,最大相对误差为9.2%。 展开更多

关键词 塑料光纤 弹簧隔振器 传感器 质量 实时动态监测

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真空老化对锲形塑料光纤传感器性能的影响研究

7

作者 龙洁 赵明富 +2 位作者 吴若华 辛鑫 岑艳艳 《激光杂志》 北大核心 2017年第5期23-26,共4页

为了研究真空老化处理对塑料光纤传感器性能的影响,首先将不同直径光纤部分区域保护层去除后的裸光纤加工为锲形作为传感器敏感区;其次对敏感区进行真空老化处理;然后研究不同直径锲形光纤经真空老化后光纤直径、宽度及重量的变化信息,... 为了研究真空老化处理对塑料光纤传感器性能的影响,首先将不同直径光纤部分区域保护层去除后的裸光纤加工为锲形作为传感器敏感区;其次对敏感区进行真空老化处理;然后研究不同直径锲形光纤经真空老化后光纤直径、宽度及重量的变化信息,以及老化处理对传感器光传输与灵敏度的影响。实验结果表明:在真空中105℃老化处理30 min后,当光纤直径不小于2 mm时,老化处后传感器对短波长光束传输能力增强,传感器灵敏度增加;当光纤直径小于2 mm时,老化处理后传感器光传输性能及灵敏度降低,且传感器灵敏度的衰减量随光纤直径的越小而越大。 展开更多

关键词 塑料光纤 锲形光纤 倏逝波传感器 灵敏度 光传输

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高灵敏度塑料光纤倏逝波传感器研究 被引量：4

8

作者 冯利民 钟用 +2 位作者 巫涛江 赵杰 吴德操 《激光杂志》 CAS 北大核心 2021年第5期22-26,共5页

为了提高塑料光纤倏逝波传感器的灵敏度,提出了一种新型结构的塑料光纤传感器,该传感器由光纤纤芯、包层和涂敷层三层构成。光纤包层和纤芯由标准塑料光纤的包层和纤芯材料构成,涂敷层由二甲苯稀释的加拿大树脂与TiO_(2)纳米掺杂剂组成... 为了提高塑料光纤倏逝波传感器的灵敏度,提出了一种新型结构的塑料光纤传感器,该传感器由光纤纤芯、包层和涂敷层三层构成。光纤包层和纤芯由标准塑料光纤的包层和纤芯材料构成,涂敷层由二甲苯稀释的加拿大树脂与TiO_(2)纳米掺杂剂组成;光纤包层、纤芯和涂敷层的折射率阶跃增大,用于提高光纤表面发光强与透射深度。实验分析了TiO_(2)及涂敷层的表面形貌,研究了TiO_(2)掺杂含量及涂敷层厚度对传感器灵敏度的影响。研究表明:当TiO_(2)掺杂含量为0.5%,涂敷层厚度为200μm时,传感器对葡萄糖溶液的灵敏度达到-0.008(mg/L)^(-1),是未涂敷的D形塑料光纤倏逝波传感器灵敏度的8.89倍。报道的光纤倏逝波传感器可广泛地应用于生物、化学及医学等检测领域。 展开更多

关键词 塑料光纤 倏逝波 传感器 灵敏度 加拿大树脂 TiO_(2)纳米材料

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非接触式测量制动器工作温度的光纤传感器 被引量：1

9

作者 巫涛江 钟用 +3 位作者 赵雅 吴德操 林文茂 斯芸芸 《压电与声光》 CAS 北大核心 2021年第1期130-133,共4页

为了非接触式测量提升系统制动器工作温度,研制了一种结构简单的反射式光纤温度传感器。传感器由氧化石墨烯和石英光纤构成。氧化石墨烯作为温敏材料被涂覆在被测器件表面。光纤采用6芯结构,位于中心的光纤(纤芯直径Φ400μm)为光输出光... 为了非接触式测量提升系统制动器工作温度,研制了一种结构简单的反射式光纤温度传感器。传感器由氧化石墨烯和石英光纤构成。氧化石墨烯作为温敏材料被涂覆在被测器件表面。光纤采用6芯结构,位于中心的光纤(纤芯直径Φ400μm)为光输出光纤,用于将光束入射到氧化石墨烯温敏薄膜表面;位于中心光纤外围的5根光纤(纤芯直径Φ192μm)为光接收光纤,用于接收从氧化石墨烯温敏薄膜表面反射回的光束。实验研究了氧化石墨烯温敏涂覆液浓度、氧化石墨烯温敏薄膜与光纤探头的间距及器件初始表面粗糙度对传感器灵敏度的影响。实验结果表明,当氧化石墨烯涂覆液质量浓度为0.15 g/mL,温敏薄膜与探头端面的间距为4 mm,金属表面初始粗糙度为3.4μm时,传感器灵敏度达到0.0005/℃。 展开更多

关键词 非接触测量 氧化石墨烯 光纤 温度传感器 灵敏度

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基于光纤光谱的羟基自由基浓度在线检测方法研究

10

作者 刘慧敏 吴永武 +5 位作者 向文浩 袁吉林 辛鑫 彭飞 陈俊琏 钟年丙 《激光杂志》 北大核心 2020年第5期62-66,共5页

为了快速、低成本、准确地检测羟基自由基(·OH)浓度,实验采用了性能稳定的亚甲基蓝(MB)作为·OH的捕获剂,搭建了紫外光激发双氧水(H_(2)O_(2))生产·OH及·OH浓度光纤光谱在线检测系统。实验测量了MB在不同浓度下的光... 为了快速、低成本、准确地检测羟基自由基(·OH)浓度,实验采用了性能稳定的亚甲基蓝(MB)作为·OH的捕获剂,搭建了紫外光激发双氧水(H_(2)O_(2))生产·OH及·OH浓度光纤光谱在线检测系统。实验测量了MB在不同浓度下的光谱响应曲线,并绘制了基于光纤光谱的MB标准曲线。在此基础上,实验研究了光照条件和初始H_(2)O_(2)浓度对·OH生产与检测性能的影响。实验研究发现,光纤光谱方法能准确检测MB浓度,在664 nm处,吸光度与MB浓度(1 mg/L~10 mg/L)具有线性关系,其线性拟合度达到0.9991。当采用可见LED光源作为H_(2)O_(2)生产·OH的激发光源时,难以检测到MB溶液吸光度的变化;当采用紫外LED光源(365 nm,50 W)作为激励源时,·OH浓度与MB溶液吸光度间具有线性关系,线性度达到0.9943。 展开更多

关键词 光纤光谱 羟基自由基 亚甲基蓝 双氧水 紫外光 在线检测

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基于光纤光谱的二恶烷浓度检测方法研究

11

作者 钟用 万彦卓 +1 位作者 杨泞珲 钟年丙 《激光杂志》 北大核心 2020年第2期60-63,共4页

为了准确、快速、低成本地检测二恶烷浓度,实验制备了二恶烷紫外光谱检测试剂——柠檬酸稳定银纳米粒子(Ci-AgNPs)试剂,搭建了光纤光谱测量系统。利用光纤光谱测量系统,实验研究了二恶烷检测试剂浓度、温度、p H对二恶烷浓度检测性能的... 为了准确、快速、低成本地检测二恶烷浓度,实验制备了二恶烷紫外光谱检测试剂——柠檬酸稳定银纳米粒子(Ci-AgNPs)试剂,搭建了光纤光谱测量系统。利用光纤光谱测量系统,实验研究了二恶烷检测试剂浓度、温度、p H对二恶烷浓度检测性能的影响。在此基础上,测试了检测剂对二恶烷的选择响应特性。实验研究发现,当Ci-AgNPs试剂浓度为15μmol/L,温度为55oC,p H为7时,Ci-AgNPs试剂对二恶烷的响应灵敏度达到0.0016 L/g,响应时间为10 min。该检测试剂对甲醇、无水乙醇、丙酮、乙腈、四氢呋喃、N-二甲基甲酰胺、三氯甲烷、二甲基亚砜均不响应,表明该检测试剂对二恶烷具有较好的选择敏感性。 展开更多

关键词 光纤光谱 二恶烷 柠檬酸盐 银纳米粒子 灵敏度 选择敏感性

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基于FBG传感器的新型重量动态监测装置

12

作者 赵雅 钟用 +3 位作者 巫涛江 吴德操 林文茂 斯芸芸 《激光杂志》 CAS 北大核心 2021年第12期72-76,共5页

为了保障车用电梯安全运行,利用弹簧隔振器、缓冲垫、液压缓冲器、光纤Bragg光栅(FBG)及钢板构建了一种新型的重量实时监测装置。车重信息采用FBG进行感知。隔振器对称的安装在高强度高韧性钢板表面,FBG固定在缓冲垫上。实验研究了传感... 为了保障车用电梯安全运行,利用弹簧隔振器、缓冲垫、液压缓冲器、光纤Bragg光栅(FBG)及钢板构建了一种新型的重量实时监测装置。车重信息采用FBG进行感知。隔振器对称的安装在高强度高韧性钢板表面,FBG固定在缓冲垫上。实验研究了传感装置对不同重量车辆的响应特性,传感器受车辆碾压后Bragg谐振中心波长漂移量随时间的变化关系,以及温度和车速对传感装置测量结果产生的影响。实验研究发现:在25~60 ℃温度范围内,传感装置测量结果不受温度影响;当车辆重量为1143~3279 kg,传感装置的Bragg中心波长漂移量与重量之间具有线性关系;车速为5~30 km/h时,最大测量相对误差为3.64%。 展开更多

关键词 FBG 弹簧隔振器 车用电梯 重量 实时动态监测

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基于注意力机制的高光谱图像降维在纸质文物霉斑识别的研究

13

作者 汤斌 贺渝龙 +6 位作者 唐欢 龙邹荣 王建旭 谭博文 覃丹 罗希玲 赵明富 《光谱学与光谱分析》 SCIE EI CAS 北大核心 2025年第1期246-255,共10页

纸质文物作为文物传承的重要工具,用于记录不同时期人类历史及人文风貌,其在保存过程中极易受到霉菌等微生物的侵害。霉菌会加速纤维素的降解,在纸张表面生成霉斑,并且散落的孢子会随空气流动大范围传播,增加其他纸质文物发生霉变的风... 纸质文物作为文物传承的重要工具,用于记录不同时期人类历史及人文风貌,其在保存过程中极易受到霉菌等微生物的侵害。霉菌会加速纤维素的降解,在纸张表面生成霉斑,并且散落的孢子会随空气流动大范围传播,增加其他纸质文物发生霉变的风险。因此,定期对纸质文物进行霉斑检测对了解纸质文物现状和纸质文物修复至关重要。高光谱成像技术是一种非接触性、非破坏性的检测技术,能同时获得空间数据和光谱数据,与计算机技术结合可以实现纸质文物的大批次实时无损检测。针对黑曲霉这一广泛出现的霉菌,提出一种基于注意力机制的高光谱数据降维方法,通过采集其高光谱数据,实现了高光谱冗余数据的自适应预处理。采集了来自重庆中国三峡博物馆提供的20份纸质文物黑曲霉霉斑样本,使用ENVI软件分析得出在413~855 nm波段范围内,黑曲霉霉斑感染区域和健康区域的平均光谱曲线,平均反射率差异明显;在855~1021 nm波段范围内,黑曲霉霉斑感染区域和墨迹区域的平均光谱曲线,平均反射率差异明显。文中将所提出方法与传统主成分分析和独立成分分析预处理方法分别处理原始高光谱数据,并将结果在经典U-Net、SegNet、DeepLabV3+和PSPNet四个语义分割网络上进行了对比。结果表明,该算法预处理的数据在U-Net和SegNet经典网络中有明显优势,相较于主成分分析法和独立成分分析法,霉斑识别精度取得了较大提升达到89.49%和88.46%,验证了本文所提出算法的有效性,为文物保护领域提供有效的支撑和新的思路。 展开更多

关键词 高光谱数据预处理 霉斑识别 纸质文物 注意力机制 图像分割

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基于多尺度空间-光谱特征提取的颜料高光谱图像分类方法

14

作者 汤斌 罗希玲 +6 位作者 王建旭 范文奇 孙玉宇 刘家路 唐欢 赵雅 钟年丙 《光谱学与光谱分析》 北大核心 2025年第8期2364-2372,共9页

颜料不仅赋予文物色彩和美感,更承载着丰富的历史、文化与技术信息,因此对颜料的准确分类与识别是古代彩绘作品修复、保护及学术研究的重要基础。通过检测颜料的种类与化学成分,不仅能帮助确定作品的创作年代、地域特征及工艺风格,还能... 颜料不仅赋予文物色彩和美感,更承载着丰富的历史、文化与技术信息,因此对颜料的准确分类与识别是古代彩绘作品修复、保护及学术研究的重要基础。通过检测颜料的种类与化学成分,不仅能帮助确定作品的创作年代、地域特征及工艺风格,还能为科学修复提供指导依据。然而,传统颜料分析受限于样品尺寸、表面平整度,且部分分析方法需要取样,对文物造成不可逆损伤,这使得古书画颜料的检测面临诸多挑战。高光谱成像技术(HSI)凭借其无损检测、广域扫描及获取完整光谱信息的优势,成为文物颜料分析的重要工具。HSI克服了样品表面不平整、尺寸受限等问题,能够从不同波段获取细致的光谱和空间信息,帮助提取颜料的微观特征。旨在利用HSI技术实现古书画颜料的精准分类与深度特征提取,以应对复杂场景下的颜料检测挑战。为此,我们提出了一种多尺度空间-光谱特征融合的方法,在分析过程中结合不同层次的信息:利用光谱-空间注意力机制捕捉细节特征,并通过视觉转换器(ViT)模型获取图像整体的高层语义信息,从而增强对复杂颜料特征的表示能力和分类性能。实验结果表明,该方法在模拟画作样品上的分类性能显著优于传统和其他深度学习模型:与支持向量机(SVM)相比,分类精度提升了34.35%;相较于HyBridSN与SSRN模型,精度分别提高了8.93%和5.6%。本方法不仅提升了颜料检测的准确性,还为古书画的科学修复和价值保护提供了无损、可靠的技术支持,并为文物保护的智能化发展奠定了技术基础。 展开更多

关键词 高光谱成像 多尺度特征融合 Vision Transformer 光谱-空间注意力 颜料分类

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融合DB4小波变换的放射源特征峰提取方法

15

作者 王超亚 瞿金辉 +6 位作者 李浪 袁恺鸣 陈步龙 汤斌 王少飞 赵明富 宋涛 《重庆理工大学学报(自然科学)》 北大核心 2025年第8期222-228,共7页

核素的识别在放射源定位中起着极其重要的作用,而在核素识别中,γ能谱的寻峰方法又是核素识别的基础,寻峰的灵敏度和准确性决定了最终核素识别方法的性能。提出一种基于小波变换的放射源特征峰提取方法,通过实测谱数据和G1200谱线数据... 核素的识别在放射源定位中起着极其重要的作用,而在核素识别中,γ能谱的寻峰方法又是核素识别的基础,寻峰的灵敏度和准确性决定了最终核素识别方法的性能。提出一种基于小波变换的放射源特征峰提取方法,通过实测谱数据和G1200谱线数据作为实验验证依据,利用小波变换结合二维方差阈值方法在初始数据中建立客观的寻峰标准。实验结果表明,运用该方法在G1200寻峰算法评测谱上的漏寻率比ORTEC软件降低约13.63%,可以有效避开康普顿边,具有实际部署的潜力。 展开更多

关键词 特征峰 G1200谱线 小波变换 二维方差

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基于FPGA的梯形成形滤波与脉冲堆积判弃算法研究

16

作者 李浪 瞿金辉 +5 位作者 袁恺鸣 潘安远 王超亚 王少飞 张颖 汤斌 《激光杂志》 北大核心 2025年第5期47-53,共7页

在伽马射线探测系统中,伽马信号的数字化脉冲成形、脉冲堆积识别以及堆积判弃是数字化能谱测量技术中的关键步骤。针对现有的成形滤波和堆积识别方法在脉冲堆积判弃方面存在一定的不准确性,导致能谱测量过程中能量分辨率下降,提出了一... 在伽马射线探测系统中,伽马信号的数字化脉冲成形、脉冲堆积识别以及堆积判弃是数字化能谱测量技术中的关键步骤。针对现有的成形滤波和堆积识别方法在脉冲堆积判弃方面存在一定的不准确性,导致能谱测量过程中能量分辨率下降,提出了一种基于快通道梯形波形分析的堆积检测方法,并改进了梯形成形滤波算法,不仅解决了现有方法在堆积判弃方面的不足,还展示了如何在FPGA上优化资源使用,实现复杂信号处理算法的高效运行。实验结果表明,基于快通道梯形波形分析的堆积检测算法比传统的堆积检测算法在轻微堆积事件识别中性能提升至少3.4%,并且相比传统的堆积检测算法,基于快通道梯形波形分析的堆积检测算法能够准确地识别严重堆积事件。研究对伽马射线探测提供了一种高效可靠的解决方案,对相关应用具有重要的参考价值和指导意义。 展开更多

关键词 梯形成形滤波 堆积判弃 FPGA 伽马射线探测

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光致发光发热光分频利用光纤研究 被引量：1

17

作者 靳越 巫涛江 +1 位作者 李玉洁 吴德操 《压电与声光》 CAS 北大核心 2020年第6期791-795,共5页

该文利用光热转换六硼化镧(LaB6)、加拿大树脂、纳米SiO2,制备了不同掺杂含量的LaB6-SiO2-加拿大树脂溶胶,并涂敷在塑料光纤表面,构成了光致发光发热光分频利用光纤。测试了LaB6颗粒的吸收光谱及升温速率,LaB6掺杂含量与涂敷层厚度对光... 该文利用光热转换六硼化镧(LaB6)、加拿大树脂、纳米SiO2,制备了不同掺杂含量的LaB6-SiO2-加拿大树脂溶胶,并涂敷在塑料光纤表面,构成了光致发光发热光分频利用光纤。测试了LaB6颗粒的吸收光谱及升温速率,LaB6掺杂含量与涂敷层厚度对光纤表面发光发热性能的影响。LaB6在波长为510~650 nm时出现弱吸收,用于光辐射;LaB6对其他可见-近红外波段的光呈现出强吸收,用于产热。当LaB6的质量分数为0.30%,涂敷层厚为200μm时,光纤表面发光发热的均匀性最佳,观测点的平均发光强度及平均升温速率分别达到26.59μW/cm^2和0.29℃/min,实现了可见-近红外光谱的光分频利用。 展开更多

关键词 六硼化镧 塑料光纤 光热转换 光热辐射 光分频利用

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基于高光谱成像的纸质文物“狐斑”检测方法研究 被引量：8

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作者 戴若辰 唐欢 +5 位作者 汤斌 赵明富 代理勇 赵雅 龙邹荣 钟年丙 《光谱学与光谱分析》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2022年第5期1567-1571,共5页

受保存条件影响,很多纸质文物表面会形成狐斑(foxing),如果不能进行有效监测和科学判断,会进而影响纸质文物安全。纸质文物狐斑病害检测存在滞后性、主观性等问题,对于书画藏品被墨色、颜料及印章等覆盖的区域更是难以通过肉眼进行识别... 受保存条件影响,很多纸质文物表面会形成狐斑(foxing),如果不能进行有效监测和科学判断,会进而影响纸质文物安全。纸质文物狐斑病害检测存在滞后性、主观性等问题,对于书画藏品被墨色、颜料及印章等覆盖的区域更是难以通过肉眼进行识别,因此,基于文物的预防性保护理念,亟待开发对于狐斑高效、精确识别的无损检测技术。可见光-近红外高光谱图像结合了光谱和图像,包含丰富的空间信息与光谱信息,可以实现无损批量地平面采集样本光谱信息。该研究提出一种基于高光谱成像技术检测纸质文物狐斑的快速识别方法,获取模拟纸质文物在360~970nm的高光谱图像,因360~450nm受噪声影响过大,所以选择剔除这部分光谱数据;选取感兴趣区域并获取相应的平均光谱反射率,比较健康区域与被狐斑感染区域,发现两者的光谱曲线存在差异;在450~600nm附近,受狐斑影响区域比健康区域的光谱反射率偏高,并在600nm附近出现波峰形态;而在600~900nm范围内,被感染区域与健康区域的光谱都趋于平稳,两者之间差异逐渐减小。选取从特征波长对应的图像中提取的特征信息建立图像识别模型,运用波段运算观察狐斑图像特征,狐斑的大小和分布情况都能清晰地显示,但与印章和墨迹重叠部分,狐斑被印章和墨迹遮盖,难以识别;利用最小噪声分离,虽然不同部分有重叠,但能发现仅凭肉眼难以识别的隐藏的狐斑;180条高光谱数据(450~970nm)建立狐斑判别模型,随机地分为120条数据为训练集,60条数据为测试集,应用K-近邻法与BP神经网络建立纸质文物狐斑光谱判别模型,总体上两种方法对狐斑判别率分别达到73.3%和85%;BP神经网络相较于K-近邻模型,总体判别率更高,识别效果也更好。结果表明,利用高光谱成像可高效准确识别纸质文物狐斑,为后续研究狐斑分布发展提供可靠的技术手段,也为博物馆馆藏文物的保存提供指导意见。 展开更多

关键词 纸质文物 狐斑 高光谱图像 光谱 机器学习分类

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改进YOLOv5s的轻量化目标检测算法研究 被引量：3

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作者 龙邹荣 蔡林峰 +5 位作者 叶彬强 汤斌 赵明富 唐跃林 王建旭 周密 《重庆理工大学学报（自然科学）》 CAS 北大核心 2023年第12期244-251,共8页

针对当前YOLOv5s目标检测网络复杂、参数多、部署所需配置高,难以在嵌入式平台上获得优质识别结果的问题,设计了一种轻量化目标检测算法YOLOv5s_GCB。算法使用GhostNet作为主干特征提取网络,充分发挥其计算量少、特征图不冗余的优势,从... 针对当前YOLOv5s目标检测网络复杂、参数多、部署所需配置高,难以在嵌入式平台上获得优质识别结果的问题,设计了一种轻量化目标检测算法YOLOv5s_GCB。算法使用GhostNet作为主干特征提取网络,充分发挥其计算量少、特征图不冗余的优势,从而降低算法的复杂度,提高检测速度;引入CA(coordinate attention)注意力机制,将空间坐标信息与注意力图有效整合,有助于网络快速提取有用特征,进一步增强算法的特征提取能力;借助双向特征金字塔网络(Bi-FPN)结构代替原始算法的路径聚合网络(path aggregation network)结构,对多个尺度的特征进行融合,以此构建新轻量化网络模型YOLOv5s_GCB。与原始算法相比,改进后的算法在保持目标检测精确的同时精简了模型参数,降低了运行YOLOv5算法所需的硬件要求。在VOC2007数据集中,YOLOv5s_GCB算法的平均准确率(mAP)达到75.2%,模型体积为10.6 MB,浮点计算量11.3GFLOPs(giga floating-point operations per second),与原始算法相比,参数量降低了30%,权重模型减少了20%。实验结果表明:YOLOv5s_GCB算法在保证检测精确度的同时实现了模型的轻量化,为其在性能较弱的嵌入式平台上的部署与应用提供了一定的理论依据。 展开更多

关键词 轻量化网络 YOLOv5s 注意力机制 GhostNet 加权双向金字塔

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基于Φ-OTDR的光纤准分布式氢泄漏监测 被引量：7

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作者 李树东 苏阳 +6 位作者 何光层 朱珏佩 彭文英 宫贺 杨永济 巫涛江 吴德操 《压电与声光》 CAS 北大核心 2020年第6期782-786,共5页

为了有效监测氢气管道的氢泄漏,该文提出了一种基于相位敏感光时域反射仪(Φ-OTDR)的准分布式氢泄漏实时在线监测系统。首先去除单模光纤包层,接着在去除包层的光纤表面采用化学镀膜法镀上对氢气敏感的钯膜,其次在钯膜表面涂上一层疏水... 为了有效监测氢气管道的氢泄漏,该文提出了一种基于相位敏感光时域反射仪(Φ-OTDR)的准分布式氢泄漏实时在线监测系统。首先去除单模光纤包层,接着在去除包层的光纤表面采用化学镀膜法镀上对氢气敏感的钯膜,其次在钯膜表面涂上一层疏水溶胶,然后将涂覆有疏水溶胶的氢敏光纤安装在聚四氟乙烯槽中,最后采用Φ-OTDR分布式氢传感系统对氢气管道氢泄漏进行监测。结果表明,光纤Φ-OTDR分布式氢传感系统能准确地对氢气管道周界氢浓度的微小变化做出快速响应,响应时间为60 s,位置分辨率达到50 mm,氢气浓度检测下限达到1000×10-6。研究结果表明,基于光纤Φ-OTDR的测量系统能对长距离、大范围内的氢气管道氢泄漏进行准确检测。 展开更多

关键词 相位敏感光时域反射仪(Φ-OTDR) 光纤 分布式检测 氢泄漏 氢敏钯膜

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