轧钢加热炉燃烧工况在线测控系统

针对某大型钢厂轧钢加热炉系统在线实时性不强,采集数据不足,现场管理不便等问题,提出了构建加热炉燃烧工况在线测控系统。利用烟道气分析仪,在加热炉加热段增设多个燃烧气氛采集点,结合PLC和上位机组态软件,可以在线测量炉内不同区段残氧量与可燃物浓度,实现空气过剩系数的在线调整优化。同时,开发了节能量与氧化烧损两个模块,可用于实时估算可实现节能量与钢坯氧化烧损量。项目实施结果表明,炉燃烧工况在线测控系统可以实现加热炉内燃烧状况精确控制,有效降低燃气消耗。     

全国第三届《科学和工业中温度测量及控制》学术讨论会简介

全国第三届科学和工业中温度测量及控制学术讨论会,于1987年10月8日至14日在湖南省娄底市召开. 来自全国18个省市62个单位的86名代表出席了会议.大会收到综述性文章以及涉及接触式测温、非接触式测温、温度控制、低温技术等方面论文共103篇,会上报告了62篇. 报告内容反映了近年来温度测量和控制技术的进步及其在科学及工业中的广泛应用. 中国科学院力学研究所赵裕钤研制的加热炉内钢坯温度单文高温计在线红外测试新技术,首次成功地在济南钢铁厂得到应用.它由红外高温计测量炉内钢坯的表面温度,利用光谱滤波技术将炉内介质分子光谱干扰滤去,…     

冶金工业的技术改造需要物理人才

近几年来,我们物理专业的教师与钢铁冶金专业的教师结合共同进行科研工作,取得了良好的效果.事实说明,一般的物理专业人才可以在物理学科传统的科研和教学领域以外发挥作用,为国民经济的发展作出贡献. 一、冶金工业的科研课题对 物理学的需要 我们参加的科研课题是“连续铸钢工艺的研究”. 炼钢厂中铸钢的传统方式是模铸,它是一个一个或一组一组地把钢水浇铸成钢锭,然后经初轧机开坯后供轧钢厂轧成各种规格的钢材.连续铸钢是将钢水浇入水冷的结晶器(有成型作用)使其凝成具有固态外壳的钢坯.带有液芯的钢坯由引锭杆引出结晶器,经冷却区(一般…     

基于图像处理的钢坯侧面形状检测系统

基于机器视觉的钢坯侧面形状检测系统是由面阵CCD、激光发射器、激光接收器以及工控计算机等组成。通过面阵CCD拍摄到钢坯侧面图像,经过工业控制计算机进行数字图像处理分析和计算,提取钢坯侧面边缘高度和厚度,进而通过专用软件分析出钢坯头部和尾部的形状信息,从而有效地对入口钢坯翘头扣尾的异常状态发出报警信号。将异常信号传送给外围控制系统,以实现对钢坯的控制。     

基于灰色关联神经网络的主机热力参数监测研究

为了对船舶主动力系统的热力性能参数进行监测研究,以确保故障预警的可靠性,针对主机热力参数间的非线性关系,建立了基于灰色关联分析的BP神经网络监测模型(GRA-BP),通过灰色关联分析和信息熵加权对网络输入量进行预处理,并利用遗传算法优化网络的初始权值和阈值,提高模型监测精度。最后,以实船主机排气温度为待监测对象,验证了该监测模型的准确性,平均相对误差为0.549℃,优于传统网络的监测结果。     

动态激励下的FBG应变传感器原位校准方法

针对光纤光栅应变传感器测量桥梁结构动态应变值的准确性问题,提出了一种动态激励下的光纤光栅应变传感器的校准方法。采用等强度悬臂梁模拟桥梁结构,在等强度悬臂梁末端瞬间悬挂不同重量的砝码来模拟桥梁上汽车产生的动态激励。以电阻应变片作为参考传感器,光纤光栅应变传感器作为待校准传感器,将这两个传感器的测量数据序列进行比对。针对传感器的测量数据序列出现的时间错位问题,采用互相关算法对参考传感器和待校准传感器的测量数据进行数据匹配。在光纤光栅应变传感器有初始值的情况下进行测量值校准的研究。实验结果表明,该方法有效解决了测量数据序列的时间错位问题,实现了光纤光栅应变传感器的动态校准,采用不同重量的砝码作为激励源对校准结果没有影响,1529 nm和1547 nm波长的光纤光栅应变传感器灵敏度校准系数与静态标定结果基本一致。     

高温SHPB冲击实验技术及其应用

 为研究高温下材料的动态力学性能,研制了一套适用于分离式霍普金森压杆（Split Hopkinson Pressure Bar,SHPB）高温冲击实验的温控系统。利用该温控系统和Φ100 mm常规SHPB装置,对混凝土在高温下的动态力学性能进行了实验研究,实验温度分别为20、200、400、600、800和1 000 ℃。结果表明：由管式实时加热装置和箱式预加热炉组成的温控系统操作方便,实验效率高,试件组装方法简便可行;热传导导致的试件温度分布不均匀和压杆局部温升对实验结果产生的影响可以忽略,实验技术可靠;高温下混凝土动态力学性能的温度效应十分明显,相同冲击速率下,随温度升高,平均应变率逐渐增大,动态应力-应变曲线逐渐表现出塑性特性,动态抗压强度随温度升高先增大后减小,动态峰值应变随温度升高不断增大。     

一种无校正集灰色体系光谱定量分析方法

在前人关于"分子光谱谱线近似满足高斯线型"的理论基础之上,根据混合物光谱与待测组分纯光谱,通过对光谱取对数、一阶导数,运用迭代逼近算法,提出了一种无校正集的灰色体系光谱定量分析方法。把残余光谱的对数——一阶导数曲线中直线范围之和最大作为混合物光谱中已知纯光谱成分完全剔除的标准,以此判断混合光谱中纯光谱的含量,该含量即为混合物中待测化合物的含量。对于该过程中的求导运算,以抑制导数运算对噪音的放大,提出并应用了一种新的近似导数方法,即用信号与正交多项式的卷积替代常规导数运算,效果良好。该定量分析方法具有无校正集、过程参数固定、无人为因素影响等优点。     

非本征法布里-珀罗干涉型传感器非周期信号的相位解调方法

提出了一种恢复非本征法布里-珀罗干涉型(EFPI)传感器非周期动态信号的三波长正交相位补偿方法。利用三个干涉信号消除直流分量的影响,并通过相位补偿算法产生两个正交信号,用于解调出待测信号。在实验中对EFPI传感器加载一个非周期动态信号,使用三种不同的激光干涉测量技术对实验数据进行信号解调。结果表明,所提方法具有较高的解调精度,适用于高温环境下腔长变化的场合和非周期动态信号的测量。     

灰色预测模型在预测话音网关故障中的研究与应用

话音网关主要完成IP通信系统与系统外部模拟线路的互联,是指挥所用于对上对下通信联络的重要设备,对部队指挥顺畅至关重要。当前排除故障的主要手段是待设备发出警报并停止工作之后才知晓并处理。针对此情况提出一种设备故障前置预测法,即对设备主要部件输出信号实际进行监控并与设备理论输出值进行比较,进一步研究发现由于理论输出值一般是一个范围,会影响判定精度,因此改为利用灰色预测模型的预测值与实际信号进行比较,如两个信号的差值较大则认为部件有隐患。从实际仿真来看,使用灰色预测模型的方法要好于第一种方法。     

基于FPGA的运动目标实时检测跟踪算法及其实现技术

运动目标检测跟踪有关的算法及其基于PC平台的实现已经比较成熟,但实时性较差。将采集的彩色视频流分成灰度和彩色两个数据流,灰度视频用于目标检测,彩色视频流用于跟踪显示。以经典的帧间差分法和背景差分法为基础,根据现场可编程门阵列(FPGA)的特点及片外同步动态存储器的存取控制要求,对这两个算法用FPGA逻辑单元进行了设计和实现。对原始彩色视频流和转换后的灰度视频流的存取使用乒乓操作,在滤波和形态学处理时使用了并行的流水线操作,极大地提高了算法的实时处理能力。在FPGA开发板上构建了一个彩色视频图像中运动目标检测跟踪系统,对系统性能进行了测试。实验结果表明,系统可在多种分辨率和帧率下进行运动目标进行实时检测跟踪;固定背景差分法对目标运动速度无限制,但当使用帧差法对快速运动目标进行有效的检测时,应使目标的帧差间距大于3.2像素。     

基于动态核主元分析的大功率LED阵列动态光源在线状态观测与故障诊断

大功率LED阵列动态光源工作过程中光电热参数具有不确定性和时变时滞非线性特点,利用动态核主元分析方法（DKPCA）对大功率LED阵列动态光源进行在线状态观测与故障诊断能有效地捕捉观测数据的非线性和相关性特征,根据历史数据的主元特征计算出的统计量阈值和在线数据的统计特征实现故障检测,利用重构贡献图法实现故障的分离。仿真实验表明,对大功率LED阵列动态光源典型的传感器和执行器故障进行有效监测和诊断相对于核主元分析方法对故障更为敏感,故障检测率最高提高了7.5%,误检率下降了4.2%。     

磁光双稳系统的非稳特性

从具有延时反馈回路的磁光双稳系统的动力学方程出发,讨论了该系统的一些非稳特性,研究了磁光双稳系统的消光比对该系统非稳特性的影响.     

递变能量X射线高动态融合图像的灰度表征算法研究

递变能量X射线成像,通过获取并融合图像序列实现动态范围扩展,完整再现了检测对象的结构信息.但是在融合过程中往往是以质量优化为目的,忽略了与实际高动态成像的灰度映射正确性,从而不能保证图像信息与实际物体信息的物理匹配性.因此,本文提出了递变能量X射线高动态融合图像的灰度表征算法.该算法首先以标钢质准楔形试块为对象,将不同电压下的融合图像作为输入数据,直接采集高动态成像图像作为输出数据,利用神经网络方法构建递变能量成像的灰度表征模型.同时针对不同于训练对象的材料,对灰度表征模型进行修正,实现了不同材质的灰度正确表征,进而实现了低动态图像序列融合图像的正确表征.以12和16 bit成像系统进行实验,结果表明,利用12 bit探测器通过变电压采集图像序列,经图像融合、灰度映射及灰度校正,达到了16 bit探测器的成像效果,且满足灰度对应关系,有效拓展了成像器件的动态范围.     

铁电液晶光寻址空间光调制器性能分析

针对氢化非晶硅/铝/铁电液晶结构的光寻址空间光调制器（OASLM）,依据其等效电路模型,利用Pspice和Matlab软件对其分辨率、响应速度、对比度及灰度响应等性能进行了分析。结果表明:在铁电液晶（FLC）层厚度一定的情况下,减小光敏感层（a-Si:H层）的厚度可以提高FLC-OASLM的调制传递函数,从而提高分辨率;在其他参量一定的情况下,FLC-OASLM的响应速度随写入光光强增大而增大（写入光从0.08 mW/cm2增大到10 mW/cm2,延迟时间减小110 s,上升时间减小154 s）,随擦除光光强增大而减小（擦除光从0增大到1 mW/cm2,延迟时间增大41 s,上升时间仅增加3 s）;FLC-OASLM的对比度随控制光光强增大而增大,最终趋于一个稳定值21∶1;在其他参量不变时,随着擦除光光强的增大,输出光响应呈现等级下降,且发现当擦除光光强达到一定值（3 mW/cm2）后,擦除光的改变主要影响下降时间而对上升时间几乎无影响;合理设计激励源信号波形,可以得到超过十级灰度输出,表明擦除光具有实现FLC OASLM的灰度响应的功能。     

All-optically tuned fiber Bragg grating delay line by self-pumping

In this paper, based on the nonlinear coupled model equations of fiber Bragg grating (FBG) under self-pumping circumstances and by semi-implicity Runge-Kutta method, dynamic simulation model is established. By this model in case of self-pumping, the characteristics of all-optically tuned group delay of transmission optical pulse are discussed in detail. The paper studies how the delay time of transmission pulse is affected by the parameters of grating and incidence pulse, and analyzes the conditions for obtaining the optimally tuned delay. Results show that the optimal combination of grating parameters, operating wavelength, and pulse parameters should be carefully selected for obtaining delay maximum and actually realizing all-optically tuned delay of dispersionless transmission pulse.     

The study of fractal correlation method in the displacement measurement and its application

The classical digital speckle, or digital image, correlation method of deformation measurement is based on gray level correlation between unformed and deformed digital images. The pattern of artificial random speckles and the natural textures on some object's surfaces have fractal characteristics, and their fractal dimensions represent both gray and morph information. Furthermore, the fractal dimensions are stable feature parameters of the patterns. The digitized images of the patterns are confirmed to be also fractals. By this fact, a new method of displacement measurement is developed in the paper, based on the fractal dimensions correlation. The in-plane displacement fields of a body can be acquired. In order to verify the validity of the new method, an experiment has been designed and the results have been compared with those obtained from the classical digital image correlation method. The validity of the new method is not less than that of classical method. Further discussions about the traits and the developing vista of the method are given at the end.     

用灰阶编码掩模实现邻近效应精细校正的研究

提出了用灰阶编码的二元掩模代替灰阶掩模实现邻近效应精细校正的新方法,并阐述了新方法的特点,讨论了灰阶编码掩模与灰阶掩模的等效关系,给出了灰阶编码掩模实现光学邻近效应校正的模拟结果,校正后的综合面积偏差比较正前减少了１０％。     

Nonlinear-map model for the control of an airplane schedule

We study the dynamics and control of an airplane in air transportation between two airports. The dynamic models are presented for the airplane schedule. The dynamics of an airplane is described by the piecewise map and delayed map models. The characteristics of the nonlinear maps are studied analytically and numerically. The airplane displays the complex motion in the unstable region. The motion of the airplane depends on the quantity of goods, the control method, and the delay. It is shown that the control delay has an important effect on the motion.     

基于自适应条纹投影的高反光物体三维面形测量

结构光投影方法在三维形貌测量中应用广泛,但是由于被测物体表面反射率变化范围较大,过度曝光会导致相位信息无法获取。而传统的高动态范围扫描技术步骤复杂,耗时较长。文中提出一种自适应条纹投影技术,向待测物体表面投射较高灰度级的条纹图,判断并标记过度曝光点。降低投射强度后通过非线性最小二乘法拟合来确定每个饱和像素点最适合的最大输入灰度,用重新生成的自适应条纹图来采集图像并进行相位计算和三维形貌恢复。通过实验验证,该方法可以对物体表面的高反光区域进行有效测量,避免过度饱和,仿真误差在0.02 mm范围内,实测误差约为0.14 mm,实际实验对过曝点的补偿率可达到99%。