基于模糊增量式PID控制的激光定向能量沉积熔池温度监测与闭环控制

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作者 苏立志 杨建利 +7 位作者 卢通 徐子法 郭伟 覃祥丽 王文涛 何建群 马新强 成巍 《中国表面工程》 北大核心 2025年第3期199-212,共14页

作为激光增材制造的技术之一,激光定向能量沉积利用送粉器将粉末送入由高能量激光束产生的熔池中,将材料逐层沉积在基板上,可以实现任意复杂形状的零件成形。沉积过程中熔池温度与成型质量密切关联。因此需要对熔池温度进行实时检测,为... 作为激光增材制造的技术之一,激光定向能量沉积利用送粉器将粉末送入由高能量激光束产生的熔池中,将材料逐层沉积在基板上,可以实现任意复杂形状的零件成形。沉积过程中熔池温度与成型质量密切关联。因此需要对熔池温度进行实时检测,为工艺参数的调整提供指导。沉积时熔池温度受零部件散热条件变化、设备波动等外部环境影响易发生波动变化,导致形成性能低、形貌差的沉积层,所以需要对熔池温度实时控制。针对激光定向能量沉积成形中熔池表面温度难以测量与控制的问题。搭建彩色电荷耦合设备相机(CCD)同轴测温系统与闭环控制系统,设计多组试验。研究送粉速率、扫描速度、激光功率对熔池温度的影响规律。发现激光功率变化对熔池温度的影响最显著。根据激光定向能量沉积过程的特点,提出一种基于模糊增量式比例-积分-微分(PID)的熔池温度控制算法,并基于Simulink建立仿真系统,为搭建熔池温度闭环控制提供理论支撑;基于微软基础类库(MFC)开发闭环控制系统软件,设计激光定向能量沉积试验,通过添加激光功率、送粉速率变化模拟实际生产可能出现的问题,分析闭环控制下熔池温度的变化,验证模糊增量式PID算法应对复杂多变的激光定向能量沉积过程的有效性。结果表明,模糊增量式PID算法相比于增量式PID算法具有更好的控制效果。模糊增量式PID算法通过模糊逻辑的引入,可以更好地处理非线性系统和不确定性,并在复杂环境下,控制系统的响应更为精确地减少了超调和稳态误差,为实际应用提供了新思路。 展开更多

关键词 激光定向能量沉积 模糊增量式比例-积分-微分(PID) 熔池温度 闭环控制 仿真模拟

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基于PSO-RBF的50mm厚Q235碳钢40kW激光坡口切割粗糙度预测方法

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作者 李天豪 成巍 +3 位作者 李峰西 王文涛 徐子法 吕蕾 《激光杂志》 北大核心 2025年第2期218-224,共7页

提出一种基于粒子群优化径向基神经网络的高功率激光坡口切割粗糙度预测方法。采用40 kW激光坡口切割系统进行50 mm厚度Q235碳钢30°V型坡口切割试验;基于正交试验结果,通过径向基神经网络建立激光坡口切割工艺参数与坡口切面粗糙... 提出一种基于粒子群优化径向基神经网络的高功率激光坡口切割粗糙度预测方法。采用40 kW激光坡口切割系统进行50 mm厚度Q235碳钢30°V型坡口切割试验;基于正交试验结果,通过径向基神经网络建立激光坡口切割工艺参数与坡口切面粗糙度间的回归预测模型;采用粒子群算法实现径向基神经网络隐含层函数中心位置、宽度以及隐含层与输出层之间权值的优化,将优化后的模型用于坡口切面粗糙度预测。实验结果表明:与多层前馈神经网络、标准径向基神经网络模型相比,该模型对坡口切面粗糙度的预测结果更准确,该预测模型的决定系数为0.9576,均方根误差为0.0326,平均偏差误差为0.0409。本研究可以得到精确度较高的坡口切割粗糙度预测模型,实现高功率激光坡口切割粗糙度有效预测。 展开更多

关键词 高功率激光坡口切割 正交试验 径向基神经网络 粒子群算法

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基于激光超声的金属增材制造在线检测技术研究 被引量：5

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作者 白雪 马健 +1 位作者 许万卫 王贺 《航空制造技术》 CSCD 北大核心 2022年第20期70-82,共13页

针对航空航天等高精尖领域亟待解决的金属增材制造过程冶金质量在线实时检测与评价问题,概述了金属增材制造超声在线检测技术的国内外研究现状及进展;重点介绍了自主研制激光超声多冶金特征同步在线检测系统的设计原理及组成;并采用该... 针对航空航天等高精尖领域亟待解决的金属增材制造过程冶金质量在线实时检测与评价问题,概述了金属增材制造超声在线检测技术的国内外研究现状及进展;重点介绍了自主研制激光超声多冶金特征同步在线检测系统的设计原理及组成;并采用该系统对激光增材制造工件组织晶粒度及表面缺陷特征进行检测试验研究。首先基于激光超声纵波回波信号中心频率偏移实现了激光熔融沉积TC4/B4C复合材料中具有择优晶体取向的粗大α相晶粒团簇尺寸的定量评价;随后对激光熔融沉积AlSi10Mg铝合金表面缺陷进行检测,对扫描检测幅面内各测量点进行多次激励求平均,并结合改进小波阈值和变分模态分解两步降噪处理提高在线实时检测信号信噪比,基于表面波信号能量变化实现了0.5 mm孔洞和0.5 mm宽水平裂纹的可视化成像。 展开更多

关键词 金属增材制造 激光超声 在线检测 晶粒度表征 缺陷成像

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基于激光拉曼光谱归一化法的乙醇定量分析研究 被引量：2

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作者 刘浩东 姜喜全 +8 位作者 牛昊 刘钰博 李惠 刘媛 Wei Zhang 李鲁艳 陈婷 赵燕杰 倪家升 《光谱学与光谱分析》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2023年第12期3820-3825,共6页

拉曼光谱具有分辨率高、分析速度快、检测样品制备简单、无损以及可在线测量等优点,被广泛用于分析物质的成分与分子结构信息,可以对多种有机物和无机物进行定性和定量的分析。目前主要应用多以相对比较成熟的定性分析为主,用于定量分析... 拉曼光谱具有分辨率高、分析速度快、检测样品制备简单、无损以及可在线测量等优点,被广泛用于分析物质的成分与分子结构信息,可以对多种有机物和无机物进行定性和定量的分析。目前主要应用多以相对比较成熟的定性分析为主,用于定量分析时,一方面由于拉曼光谱的重现性较差,会受到很多内部因素干扰;另一方面,拉曼光谱的分析理论相比于传统技术还不够完善,分析结果的误差较大,限制了其在定量分析中的应用。在基于强度比值的定量分析中,拉曼强度归一化理论的出现为拉曼光谱的应用提供了理论依据,参考峰/内标峰及拟合方法的选择对测量准确性和稳定性有较大的影响。采用激光拉曼系统研究了不同浓度乙醇溶液拉曼光谱特征峰(C—C—O对称伸缩,874 cm^(-1))与其他参考峰/内标峰的相对强度关系,分别提出了基于乙醇本征峰位比值法和基于CCl_(4)特征峰位的内标法,建立了线性回归分析模型,经归一化处理后两种方法均可有效消除系统中的突变噪声及强荧光背景的影响。通过联合假设检验等统计学方法对比了不同组内与组间的数据差异,确定了两种方法中准确性和稳定性最好的参考峰/内标峰。F检验与t检验表明,用乙醇自身峰位比值法进行标定时,以1 446 cm^(-1)(CH_(3)-不对称变形)处特征峰为参考峰建立的标准曲线能更为准确地反演乙醇的浓度;用CCl_(4)作为内标物时,以446 cm^(-1)处拉曼特征峰为内标峰时的标准曲线具有更高的稳定性和准确度。30 d内进行二次复测量时无需进行标准曲线的再次测量与绘制,避免了重复的定量分析实验以及后期数据处理过程对时间的消耗。根据不同标定方法建立的线性回归模型能够为乙醇溶液浓度的定量分析提供实验依据,通过该模型在乙醇溶液浓度检测系统中的应用,可以较为精确地实时反演乙醇浓度,从而实现对具有强荧光背景干扰的高浓度范围的乙醇溶液准确、快速、实时的定量分析。 展开更多

关键词 拉曼光谱 定量分析 峰位比值法 内标法

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超声滚压和热处理协同强化铁基合金激光熔覆层性能研究

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作者 朱剑 张常胜 +1 位作者 沈学会 何建群 《电加工与模具》 2022年第3期56-61,共6页

利用激光熔覆技术可在廉价碳钢表面制备出具有超强耐磨、耐腐蚀的功能熔覆层,但激光熔覆零部件表面粗糙度值过大,故需采用超声滚压技术对熔覆层进行后期处理。提出并研究了常温超声滚压、中温超声滚压两种后处理强化工艺,以普通碳钢为... 利用激光熔覆技术可在廉价碳钢表面制备出具有超强耐磨、耐腐蚀的功能熔覆层,但激光熔覆零部件表面粗糙度值过大,故需采用超声滚压技术对熔覆层进行后期处理。提出并研究了常温超声滚压、中温超声滚压两种后处理强化工艺,以普通碳钢为基材、以应用广泛的铁基合金粉末为熔覆材料,实验对比研究了两种处理工艺对熔覆层表面粗糙度、显微硬度及表面残余应力的提升效果。结果表明:中温超声滚压是最佳的超声滚压强化熔覆层工艺,能最大程度改善激光熔覆层的组织与性能,工艺效果显著。 展开更多

关键词 超声滚压 温塑性 激光熔覆 表面性能

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波长锁定878.6 nm LD调制泵浦Nd:YVO_(4)自拉曼激光器 被引量：2

6

作者 孙冰 丁欣 +9 位作者 姜鹏波 白云涛 禹宣伊 王靖博 赵蕾 刘阳 李腾腾 吴亮 张贵忠 姚建铨 《红外与激光工程》 EI CSCD 北大核心 2021年第12期213-218,共6页

报道了一款基于调制共振泵浦技术的Nd:YVO_(4)自拉曼激光器。针对全固态自拉曼激光器中热效应严重导致的激光器输出功率及光光效率普遍偏低的问题,合理地将共振泵浦技术和调制泵浦技术相结合,实现了激光器的有效热管控,缓解了激光器的... 报道了一款基于调制共振泵浦技术的Nd:YVO_(4)自拉曼激光器。针对全固态自拉曼激光器中热效应严重导致的激光器输出功率及光光效率普遍偏低的问题,合理地将共振泵浦技术和调制泵浦技术相结合,实现了激光器的有效热管控,缓解了激光器的热效应,提高了泵浦上限,从而实现了激光器输出功率和光光效率的大幅提高。当泵浦源的调制频率为10 kHz、占空比为40%、平均泵浦功率为30 W、声光Q开关的调制频率为100 kHz时,获得了最大平均功率为8.57 W的1 176 nm斯托克斯光输出,相应光光转换效率28.6%。相较于相同泵浦功率的连续泵浦机制下的实验结果,斯托克斯光平均输出功率提高了42%,光光效率提高了8.5%。实验结果表明:共振泵浦和调制泵浦技术相结合的方式可以有效缓解热效应,提高泵浦功率上限,从而提高自拉曼激光器的输出功率和光光效率。 展开更多

关键词 自拉曼激光器 Nd:YVO 激光器 二极管调制泵浦 共振泵浦

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基于学生中心理念的进阶互动式教学模式探索--以“景观绿色生态技术”为例

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作者 王越 任震 +3 位作者 曹情情 王洁宁 朱峰 宋凤 《园林》 2025年第6期132-138,共7页

学生中心理念突出受教育者的主体地位,是全国高校开展人才培养、专业教学和质量建设的重要指导原则。以“景观绿色生态技术”课程为例,应对理论抽象难理解、高阶思维难建立和课程评价难覆盖三个痛点,细化学生中心理念,强调尊重学生认知... 学生中心理念突出受教育者的主体地位,是全国高校开展人才培养、专业教学和质量建设的重要指导原则。以“景观绿色生态技术”课程为例,应对理论抽象难理解、高阶思维难建立和课程评价难覆盖三个痛点,细化学生中心理念,强调尊重学生认知规律,重视学生个性特色以及着眼学生个人激励,提出遵循“阶次重构,理实融通”的教学内容重构、遵循“个性定制,项目驱动”的教学实施创新以及遵循“个人激励,多维进阶”教学评价改革三方面创新途径,架构学生中心理念下的进阶互动式教学模式,从而全面提升学生的理论知识水平、实践创新能力和综合素质,为以人为本的可持续教育系统转型提供理论支撑与案例参照。 展开更多

关键词 学生中心 进阶互动 教学内容 教学实施 教学评价

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基于弱光栅阵列相位载波解调的分布式井中地震勘探技术研究 被引量：2

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作者 王晨 吕公河 +2 位作者 徐雷良 牟风明 尚盈 《石油物探》 CSCD 北大核心 2022年第1期78-84,共7页

分布式光纤声波传感被认为是现有油气资源勘探中最有应用前景的技术,但传统光纤分布式地震勘探利用的光纤本征瑞利散射存在强度随机涨落、偏振衰落等问题,导致解调声场不稳定,系统噪声较高。利用在光纤中插入大量反射率不足1/1000的全... 分布式光纤声波传感被认为是现有油气资源勘探中最有应用前景的技术,但传统光纤分布式地震勘探利用的光纤本征瑞利散射存在强度随机涨落、偏振衰落等问题,导致解调声场不稳定,系统噪声较高。利用在光纤中插入大量反射率不足1/1000的全同弱光栅阵列替代瑞利散射,使后向光稳定性显著增强,并采用相位载波解调实现了光纤分布式声波传感(distributed fiber acoustic sensor,DAS)系统噪声的压制。实验室测试结果表明,基于全同弱光栅阵列相位载波解调的DAS系统频响范围可达0.1~320.0Hz,本底噪声平均约为50μrad/√Hz,满足了地震检波的需求。现场井中VSP地震资料采集实验表明,全同弱光栅阵列采集到的地震数据信噪比约为传统单模光纤分布式采集数据信噪比的2.5~3.0倍,VSP资料质量有显著提升,为下一代新型光纤分布式地震勘探技术提供了一种有效解决方案。 展开更多

关键词 分布式光纤传感 全同弱光栅阵列 相位载波解调 井中地震勘探 VSP采集 信噪比

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基于折叠近共心腔的拉曼光谱气体探测方法研究 被引量：4

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作者 刘庆省 杨德旺 +2 位作者 郭金家 燕傲霜 郑荣儿 《光谱学与光谱分析》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2020年第11期3390-3393,共4页

拉曼光谱技术以多组分同时探测、无需样品预处理等优势被用于多个领域,但是较低的探测灵敏度制约了其更广泛的应用。为了提高拉曼光谱技术气体探测的灵敏度,文章报道了一种基于折叠近共心腔对气体拉曼信号进行增强的方法。该方法通过向... 拉曼光谱技术以多组分同时探测、无需样品预处理等优势被用于多个领域,但是较低的探测灵敏度制约了其更广泛的应用。为了提高拉曼光谱技术气体探测的灵敏度,文章报道了一种基于折叠近共心腔对气体拉曼信号进行增强的方法。该方法通过向多次反射腔中心引入一片高反射率平面镜将腔体从中心处进行折叠,使腔体中心处光束相互重叠以增加光线密度和光通量,进而提高系统的探测灵敏度。采用TracePro软件对不同模式下的多次反射腔进行光线追迹和通量分析(激光:300 mW@532 nm,镜面反射率:99%@532 nm),结果表明光腔折叠方式能够显著提高反射腔中心处的光通量。折叠近共心腔在反射次数为68次的情况下,光腰中心处光通量可达22.35 W,约为近共心反射腔光通量的1.5倍左右。进一步搭建了多次反射腔对模拟结果进行验证,实验结果表明:折叠近共心腔对拉曼信号信噪比增强效果最好,约为49倍;近共心腔次之为36倍;是折叠共心腔为24倍;最后是共心腔为17倍。与未折叠的近共心腔相比,采用折叠近共心腔采集的气体拉曼信号信噪比提高了约1.4倍。根据该系统探测到的空气中的二氧化碳拉曼峰相对强度,以三倍于噪声强度的信号作为检出限标准,估算出该系统对于二氧化碳的检测限约为0.13 mg·L^-1(66 ppm)。 展开更多

关键词 拉曼光谱技术 气体探测 探测灵敏度 折叠近共心腔

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超声检测在金属3D打印中的应用研究进展 被引量：5

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作者 许万卫 白雪 +1 位作者 马健 刘帅 《材料导报》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第18期90-99,共10页

与传统等材或减材制造技术相比,金属3D打印作为一种增材制造技术,无需模具,可自由加工复杂结构零件,在汽车、核电、航空航天等领域具有广阔的应用前景。但是打印过程会经历快速反复熔凝及复杂的传热相变,导致打印成型件的质量无法得到... 与传统等材或减材制造技术相比,金属3D打印作为一种增材制造技术,无需模具,可自由加工复杂结构零件,在汽车、核电、航空航天等领域具有广阔的应用前景。但是打印过程会经历快速反复熔凝及复杂的传热相变,导致打印成型件的质量无法得到保证。实际上,缺乏有效的质量监控手段是制约该技术推广应用的瓶颈。在众多无损检测技术中,超声检测技术由于灵敏性高、穿透力强、材料适用范围广,在3D打印的质量监控方面展现出较大的潜力。然而,由于3D打印成型工艺的特殊性,其成型件冶金特征与传统锻、铸造件明显不同,具体表现为组织各向异性明显,易出现孔隙、未熔合、裂纹等缺陷,存在较大残余应力易导致翘曲变形等,给传统超声检测技术带来了极大挑战。同时其成型件具有明显的个性化特征,中空、薄壁等复杂结构可能会导致超声信号可达性差、检测盲区大等问题。另一方面,由于金属3D打印一次性成型的特点,打印过程的在线实时检测尤为重要。然而,3D打印成型腔内充满高温、粉尘、强光散射等各种极端干扰源,影响超声检测系统的稳定性,增加了检测难度。因此,有针对性地开展超声离线及在线检测工作已成为近年来的研究热点。近几年,根据打印成型件冶金特征的超声检测及评价,学者发现了组织各向异性与超声传播特性的关联,但是对组织晶粒度的定量分析工作还较少;研究了人工植入缺陷的定位及尺寸评估方法,对自然形成的缺陷检测工作尚不足;已实现表面残余应力的超声表征,而对危险性可能更大的次表面残余应力的检测研究还较少。打印过程的超声在线检测研究大多还处于实验验证阶段,要实现工程应用,还需克服表面粗糙度大、成型腔内存在各种干扰源、基于在线检测信息的闭环工艺调控等难点。本文阐述了金属3D打印过程质量监控的必要性,概述了3D打印常用的无损检测技术,重点对超声检测技术在3D打印中的应用现状进行了综述,主要包括组织、缺陷、残余应力等冶金特征的离线/在线检测研究进展及其挑战,并展望了其未来发展方向。 展开更多

关键词 金属3D打印 冶金特征 激光超声 离线/在线超声检测

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微震初至波到时自动拾取研究 被引量：11

11

作者 高煜 胡宾鑫 +6 位作者 朱峰 张华 宋广东 高国防 庞江波 钟国栋 全霓 《工矿自动化》 北大核心 2020年第12期106-110,共5页

微震初至波到时准确拾取是实现震源定位的前提,传统的人工拾取方法效率低、耗时长,而自动拾取方法中常用的长短时窗能量比值(STA/LTA)法对低信噪比信号的拾取准确率较低。针对上述问题,提出了一种基于随机森林的微震初至波到时自动拾取... 微震初至波到时准确拾取是实现震源定位的前提,传统的人工拾取方法效率低、耗时长,而自动拾取方法中常用的长短时窗能量比值(STA/LTA)法对低信噪比信号的拾取准确率较低。针对上述问题,提出了一种基于随机森林的微震初至波到时自动拾取方法。首先,提取微震数据的振幅、能量及相邻时刻振幅比作为特征,并对每个样本进行特征类别标记;然后,构建随机森林模型以识别微震初至波;最后,采用随机森林模型计算每个测试样本属于某一类别的概率,将概率不小于0.5的第1个数据采样点判定为微震初至波到时采样点。采用煤矿井下巷道深孔中的微震监测数据进行实验,结果表明当随机森林算法中决策树的数量和最大深度分别为137,6时,该方法对微震数据样本分类的准确率达98.5%,对微震初至波到时的平均拾取误差为23.1ms,拾取精度优于STA/LTA方法。 展开更多

关键词 微震监测 微震初至波 初至波到时 微震波自动拾取 随机森林 STA/LTA法

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L波段可切换双波长高能量脉冲光纤激光器 被引量：4

12

作者 王丽莎 孙松松 +2 位作者 闫炜 瞿娇娇 王勇 《红外与激光工程》 EI CSCD 北大核心 2021年第7期129-133,共5页

报道了一种基于主振荡功率放大(Master Oscillator Power Amplifier, MOPA)结构的L波段可切换双波长且频率稳定的高能量单频偏振脉冲光纤激光器,可作为探测大气CO2激光雷达系统的发射光源。该脉冲光纤激光器系统主要由两个单频窄线宽外... 报道了一种基于主振荡功率放大(Master Oscillator Power Amplifier, MOPA)结构的L波段可切换双波长且频率稳定的高能量单频偏振脉冲光纤激光器,可作为探测大气CO2激光雷达系统的发射光源。该脉冲光纤激光器系统主要由两个单频窄线宽外腔半导体激光器、脉冲调制系统和多级光纤放大器组成。通过控制磁光开关,可以实现1 572.018 nm和1 572.480 nm双波长自由切换。采用闭环温度控制技术,实现了种子激光器的输出频率和功率锁定。采用数字和模拟声光调制器串联,实现了高达80 dB的通断消光比。通过对光纤施加非均匀应力,从而提高了受激布里渊散射(Stimulated Brillouin Scattering, SBS)阈值。利用普通商用增益光纤及商业化保偏元器件,在波长1 572 nm、重复频率10 kHz时,实现平均输出功率1.5 W,脉宽309 ns,峰值功率485 W,单脉冲能量大于150μJ,信噪比大于25 dB的激光输出。整个激光器系统采用风冷散热且电功耗小于60 W。 展开更多

关键词 光纤激光器 脉冲放大器 L波段 单频

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井中三分量光纤激光检波器的研制及性能测试 被引量：4

13

作者 杨元元 孙志慧 +5 位作者 张绪成 刘小会 王英英 王昌 赵忠 王春田 《石油物探》 CSCD 北大核心 2022年第1期93-99,共7页

随着国内油气勘探目的层向深层快速延伸,对地震资料的信噪比、分辨率和成像精度要求更高,从而对检波器的灵敏度、带宽要求越来越高。采用窄线宽的分布反馈光纤激光器(DFB-FL)为振动敏感元件,设计了一种井中三分量光纤激光地震检波器,并... 随着国内油气勘探目的层向深层快速延伸,对地震资料的信噪比、分辨率和成像精度要求更高,从而对检波器的灵敏度、带宽要求越来越高。采用窄线宽的分布反馈光纤激光器(DFB-FL)为振动敏感元件,设计了一种井中三分量光纤激光地震检波器,并采用相干探测方式实现微弱地震信号的检测。在实验室开展了频响灵敏度、噪声测试,并与高温动圈检波器2400进行对比试验,同时对井下光纤检波器的耐高温、耐高压性能进行了测试。经试验验证,所设计的井中三分量光纤激光检波器在1~400Hz内具有良好的信号探测能力,灵敏度达到34dB re pm/g,交叉灵敏度小于-25dB,可耐155℃高温及50MPa的高压。该检波器结构紧凑、灵敏度高、频带宽、一致性好,且耐高温高压,在井下勘探等恶劣工作环境具有良好的应用前景。 展开更多

关键词 分布反馈光纤激光器 井下检波器 三分量 高灵敏度 高温高压 小型化

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机械压力机伺服化改造的设计与研究 被引量：4

14

作者 高建波 李琦 +1 位作者 王启武 关胜 《现代制造工程》 CSCD 北大核心 2021年第6期122-129,56,共9页

在对传统机械压力机进行伺服化改造时,必须充分考虑原有机械结构,合理设计电气控制系统,通过最少的附加投入获得最大的伺服性能。为了探索机械压力机伺服化改造的一般方法,以一台1100 kN传统电动机械压力机为例,对其传动系统进行了运动... 在对传统机械压力机进行伺服化改造时,必须充分考虑原有机械结构,合理设计电气控制系统,通过最少的附加投入获得最大的伺服性能。为了探索机械压力机伺服化改造的一般方法,以一台1100 kN传统电动机械压力机为例,对其传动系统进行了运动学和动力学分析,阐明了位置、力和惯量的定量传递关系,并在此基础上完成了伺服电机优化选型,研制了大功率伺服控制器,设计了高精度伺服控制算法。仿真和试验测试结果表明,改造后的伺服压力机能够精确跟踪预设冲压曲线,完成加减速和保压控制,实现了预期伺服功能。设计过程对传统压力机伺服化改造工作具有普遍借鉴意义。 展开更多

关键词 压力机 机械压力机 伺服压力机 伺服电机 伺服控制

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1015~1046 nm可调谐飞秒掺镱光纤激光器

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作者 刘梦霖 赵坤 +4 位作者 闫炜 王丽莎 刘民哲 王勇 孙松松 《红外与激光工程》 EI CSCD 北大核心 2022年第6期185-189,共5页

近年来,超快掺镱锁模光纤激光器由于其转换效率高、操作方便、免维护、尺寸紧凑等优点,被广泛应用于工业加工、医疗外科、多光子成像等领域。在激光器中补偿群速度色散是获得皮秒甚至飞秒脉冲的有效方法。通过利用光栅对与光谱滤波器,... 近年来,超快掺镱锁模光纤激光器由于其转换效率高、操作方便、免维护、尺寸紧凑等优点,被广泛应用于工业加工、医疗外科、多光子成像等领域。在激光器中补偿群速度色散是获得皮秒甚至飞秒脉冲的有效方法。通过利用光栅对与光谱滤波器,实现了对激光波长、腔内色散和光谱宽度的灵活调节。该激光器能输出稳定的锁模脉冲,对应的基本重复频率为19.41 MHz。在+0.012 7 ps^(2)色散时中心波长1 015~1 037 nm可调;在+0.007 ps^(2)色散时中心波长1 015~1 045 nm可调以及在-0.012 7 ps^(2)色散时中心波长1 020~1 046 nm可调。同时,当净腔色散从反常色散到近零色散变化时,光谱带宽可从1.40 nm调到19.38 nm,对应的压缩后脉冲宽度可从1.03 ps调至175.9 fs。该方案具备连续调整激光器状态的能力,有望用于高功率大能量飞秒激光前端,可以满足对激光器有多种谱宽及波长的应用需求。 展开更多

关键词 飞秒 掺镱激光器 光栅对 激光调谐

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面向矿山安全物联网的光纤传感器 被引量：21

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作者 刘统玉 王纪强 +13 位作者 孟祥军 李伟 金光贤 胡杰 魏玉宾 王振平 胡宾鑫 宋广东 马俊鹏 王金玉 宋成祥 张婷婷 李艳芳 王风雪 《工矿自动化》 北大核心 2018年第3期1-7,共7页

针对矿山安全监测系统中传统电子传感器存在的精度低、可靠性差、维护工作量大、有监控盲区等问题,提出采用光纤传感器与无线传感器构建煤矿人、机、环多维度、多参数、大容量监测系统;介绍了光纤传感器在矿山安全监测系统中的应用优势... 针对矿山安全监测系统中传统电子传感器存在的精度低、可靠性差、维护工作量大、有监控盲区等问题,提出采用光纤传感器与无线传感器构建煤矿人、机、环多维度、多参数、大容量监测系统;介绍了光纤传感器在矿山安全监测系统中的应用优势,重点介绍了激光光谱分析气体传感器、光纤光栅物理量传感器、光纤分布式温度传感器等矿用传感器的工作原理;以煤矿安全监控系统中的激光甲烷传感器、矿山微震监测系统中的光纤加速度传感器及采空区火灾监测预警系统中的光纤分布式温度传感器为例,介绍了矿用光纤传感器在矿山安全物联网中的应用情况。 展开更多

关键词 矿山安全物联网 煤矿安全监测 瓦斯监测 微震监测 采空区火灾监测 激光甲烷传感器 光纤分布式测温

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分布式光纤入侵信号检测与识别 被引量：19

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作者 张永康 尚盈 +4 位作者 王晨 赵文安 李常 曹冰 王昌 《光电工程》 CAS CSCD 北大核心 2021年第3期16-33,共18页

分布式光纤声波传感(DAS)技术通过接收相干瑞利散射光的相位信息来探测声波或振动信号,具有灵敏度高、动态范围广等特性,可利用线性定量测量实现对信号的高保真还原。随着实际应用的需求不断提高,光纤入侵检测领域对事件的定位和识别提... 分布式光纤声波传感(DAS)技术通过接收相干瑞利散射光的相位信息来探测声波或振动信号,具有灵敏度高、动态范围广等特性,可利用线性定量测量实现对信号的高保真还原。随着实际应用的需求不断提高,光纤入侵检测领域对事件的定位和识别提出了更高的要求,表现为对入侵事件的准确分类,因此将分布式光纤声波传感技术与模式识别(PR)技术相结合是目前研究的热门,有利于推动分布式光纤传感技术的应用发展。本文总结了近年来在分布式光纤入侵检测的模式识别技术中所应用的特征提取和分类算法的研究进展,回顾了几种实现入侵事件信号识别的特征提取方法及其在不同应用场合面临的特征选择难点,同时对特定事件识别算法的优劣进行分析归纳。 展开更多

关键词 分布式声波传感 模式识别 特征提取 分类算法

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分布式光纤传感技术综述 被引量：27

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作者 尚盈 王昌 《应用科学学报》 CAS CSCD 北大核心 2021年第5期843-857,共15页

分布式光纤传感技术是光纤传感领域的重要组成部分,传感光纤集传感与传输于一体,可实现远距离、大范围的传感与组网;可连续感知光纤传输路径上每一点的温度、应变、振动等物理参量的空间分布和变化信息,单根光纤上能获得多达数万点的传... 分布式光纤传感技术是光纤传感领域的重要组成部分,传感光纤集传感与传输于一体,可实现远距离、大范围的传感与组网;可连续感知光纤传输路径上每一点的温度、应变、振动等物理参量的空间分布和变化信息,单根光纤上能获得多达数万点的传感信息。本文介绍了分布式光纤传感技术的国内外进展,重点阐述了基于瑞利后向散射和干涉式的分布式传感各自的技术优缺点。 展开更多

关键词 分布式光纤传感 应变 振动 瑞利 干涉

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基于改进支持向量机的微震初至波到时自动拾取方法 被引量：5

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作者 李铁牛 胡宾鑫 +7 位作者 李化坤 耿文成 郝鹏程 纪旭波 孙增荣 朱峰 张华 阳铖权 《工矿自动化》 CSCD 北大核心 2023年第3期63-69,共7页

微震初至波到时拾取是实现微震震源高精度定位的重要前提。传统的人工拾取方法效率低,而自动拾取方法在低信噪比条件下难以准确拾取初至波到时。针对上述问题,提出了一种基于改进支持向量机(SVM)的微震初至波到时自动拾取方法。首先,对... 微震初至波到时拾取是实现微震震源高精度定位的重要前提。传统的人工拾取方法效率低,而自动拾取方法在低信噪比条件下难以准确拾取初至波到时。针对上述问题,提出了一种基于改进支持向量机(SVM)的微震初至波到时自动拾取方法。首先,对原始微震数据进行归一化处理、线性校正和适当裁剪,将微震数据的振幅、能量和相邻时刻的能量比作为特征对数据标记不同类别;然后采用粒子群优化(PSO)算法和网格搜索法优化SVM的惩罚参数和核函数参数,即先利用PSO算法对参数进行大范围的快速定位,得到初步最优解,再以该解为初始位置重新构建参数搜索区间,设置小步长的网格搜索法对参数进行精细搜寻,得到最优参数,并将该最优参数代入SVM模型进行训练,得到改进SVM模型;最后根据改进的SVM模型对微震数据进行分类识别,定义微震波第1个采样点对应的时刻为初至波到时。采用某矿井下微震监测数据进行实验,结果表明:该方法对微震初至波到时的拾取准确率达96.5%,平均拾取误差为3.8 ms,在低信噪比情况下仍可对微震初至波到时进行准确拾取,拾取精度高于自动拾取方法中常用的长短时窗能量比(STA/LTA)法。 展开更多

关键词 微震监测 微震初至波 初至波到时 支持向量机 网格搜索法 粒子群优化算法

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基于Kalman滤波的自适应数据融合方法及在轮毂检测中的应用 被引量：2

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作者 南雷光 马庆增 +1 位作者 李文龙 成巍 《计算机应用与软件》 北大核心 2023年第2期102-105,共4页

为了满足生产需要,对轮毂端径跳动量及最低点检测数据处理算法进行了研究。提出基于Kalman滤波的自适应数据融合方法,此算法可以根据标准化后的采样数据与三次B样条近似拟合算法得到的平滑后的数据点采用自适应方法计算各个数据点的不... 为了满足生产需要,对轮毂端径跳动量及最低点检测数据处理算法进行了研究。提出基于Kalman滤波的自适应数据融合方法,此算法可以根据标准化后的采样数据与三次B样条近似拟合算法得到的平滑后的数据点采用自适应方法计算各个数据点的不同权重系数最终得到融合后的数据;根据转换公式计算得到各面的端径跳动量差值及最低点角度。实验结果表明该算法数据处理的有效性及良好的鲁棒性。同时开发了轮毂检测系统,系统在轮毂以90度/s的情况下转动一圈得到测量数据后经过系统软硬件处理可使检测精度达到±3度以内,在测量时间及精度方面满足了客户技术文件要求,达到了满意的效果。 展开更多

关键词 轮毂 端径跳动量 最低点 检测 定位 测量时间 精度

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