长周期光纤光栅线性滤波解调系统实验研究及改进

在利用长周期光纤光栅（LPFG）准线性段进行线性滤波解调中,对LPFG准线性段进行一次线性拟合得到的结果误差较大,提出通过对LPFG透射谱的分段线性拟合和对LPFG进行温度控制使其谐振波长移动来选择不同的线性段,从而实现不同灵敏度解调。给出了基于DSP的实现方法及基于VC++对话框中MFC编程实现的监测界面。最后简要给出了该系统的潜在应用领域。     

CCD光谱层析技术重建氩等离子束射流三维温度场

根据谱线相对强度法,提出了利用正交面阵CCD光谱层析技术,实时重建氩等离子束射流三维温度场的方法.通过CCD获得的待测场图像与没有射流射出时在待测场处放置的坐标纸图像进行比对,测最了实际待测场的大小;利用步进电机带动光纤探针对待测场进行扫描,通过光谱仪获得了待测场的光强分布.根据谱线相对强度法中谱线选取的原则,选择了696.5和763.5 nm两条谱线作为研究对象.为防止CCD接收光强过饱和及待测场边缘光谱信息的损失,根据待测场的大小和光强分布设计了梯度衰减片,再通过窄带滤波片获得了待测场的光谱信息.结果表明与光纤光谱扫描法获得的结果吻合较好,不确定度为3.3%.系统满足了实时重建三维温度场的要求,为等离子束射流后续的密度场、压力场和速度场的实时诊断提供了坚实基础.     

晶体zinc 1-malate trihydrate∶Cu~(2+)的自旋哈密顿参量及局部结构的理论研究

在晶体场理论的基础上,利用四角对称3d9离子自旋哈密顿参量高阶微扰公式计算了Zinc 1-malate trihydrate:Cu2+的g因子(g//,g⊥)和超精细结构常数(A//,A⊥)。结果表明,由于Jahn-Teller效应,Zinc 1-malate trihydrate:Cu2+晶体中配体氧八面体沿C4轴方向伸长约0.0033 nm,络离子[CuO6]10-的键长R//≈0.2157 nm,R⊥≈0.2058 nm;局域结构沿C4轴方向呈伸长八面体结构。所得EPR参量理论计算与实验符合较好,并对上述结果进行了讨论。     

地磁场环境下烧结钕铁硼疲劳破坏在线监测方法研究

作为一种典型的硬磁材料,烧结钕铁硼在疲劳断裂时具有突发性、不确定性和紧迫性等特性,难以对其疲劳裂纹扩展过程进行在线监测。为了实现对烧结钕铁硼零构件在长期服役期间疲劳破坏全过程的在线监测,本文根据力磁耦合效应构建了地磁场环境下烧结钕铁硼的疲劳状态演变方程,将磁感应强度值作为描述疲劳破坏的状态参数。利用高精度测磁传感器采集微磁信号,通过获取的磁感应强度值对烧结钕铁硼疲劳破坏过程进行在线监测。疲劳试验结果表明：磁感应强度值与多项式拟合曲线残差值变化趋势能够准确地预测烧结钕铁硼疲劳裂纹扩展过程中脆性疲劳断裂的时刻。同时,磁感应信号曲线的变化可以无失真地反映钕铁硼材料在应力作用下产生疲劳破坏的全过程。     

光子晶体增强石墨烯THz吸收

研究了光子晶体表面石墨烯在应力赝磁场作用下的太赫兹(THz)吸收.由于应力赝磁场的存在使得石墨烯中电子出现朗道能级并对THz波呈现出一个较强的吸收.而光子晶体和石墨烯形成了表面微腔结构使得石墨烯对THz波的吸收比无光子晶体时增强了将近四倍.且可以通过改变应力赝磁场和间隔层厚度来调控石墨烯的THz吸收.     

多层结构中脱粘缺陷的超声检测方法

固体火箭发动机多层装药结构中的脱粘类型、位置和尺寸决定了其对整体安全性能构成的威胁程度。该文研究了多层结构中脱粘缺陷的超声检测方法,通过对不同脱粘缺陷超声脉冲回波的特征分析与统计,实现缺陷的定性、定位和定量。首先,采集含有多类脱粘缺陷的粘接结构的超声脉冲回波信号,分析信号中主能量波包所代表的声程,提取五种声程的波峰时刻和幅值作为特征值,组建已知脱粘类型训练样本并输入至BP神经网络,实现特征值域到类别域的非线性映射,即脱粘类型分类;其次,采用阈值法确定缺陷的界面位置;最后,提出分段线性插值-相关性定量法将待检测缺陷的定量结果缩小到±2 mm以内。该文利用COMSOL有限元仿真和实验操作验证了多层粘接结构中脱粘缺陷的定性、定位和定量方法的可行性和可靠性。     

复杂曲面构件的超声虚拟声源阵列成像*

利用虚拟声源和合成孔径聚焦相结合的复合成像技术解决复杂曲面构件超声检测图像中的缺陷位置失真问题。首先,在水浸检测条件下利用128阵元线性阵列换能器中采集曲面构件内部缺陷的B扫描数据。通过相邻阵元界面回波时间差构建虚拟声源,并将其定义为声波在水-构件双层界面上的入射点。然后,根据实际阵元-虚拟声源-聚焦目标三者之间的声传播路径,通过合成孔径聚焦技术将各路阵元的接收信号反推至虚拟声源处进行图像的延时叠加重建,最终获得复杂曲面构件中缺陷的超声图像。结果表明,与传统B扫图像和合成孔径聚焦图像相比,虚拟源-合成孔径聚焦图像能够准确呈现复杂曲面构件的表面轮廓,精确表征构件内部的缺陷位置。     

激光诱导击穿光谱对污染鱼体内重金属元素分布与含量的分析

环境污染可造成生物体的中毒、病变及死亡。生物体各组织对污染物质的吸收、积累情况是不同的。生物体各组织对污染物质重金属元素的吸收是生物医学中的一项重要研究。采用激光诱导击穿光谱(LIBS)方法对受污染的鱼体各组织进行了重金属元素定量分析。实验中得到了一组探测鱼类组织元素成份的LIBS最佳条件,拟合了Pb和Ba元素的定标曲线并通过外标法测定了重金属含量。实验结果表明,鱼体中肝脏及口腮等部位有重金属积累,而在鱼肉中重金属含量极低。所提出的方法可用于生物体受污染影响的评估研究, 在生物医学领域有重要推广价值。     

基于非下采样Shearlet和WNMF的红外热波图像融合

提出了基于非下采样Shearlet变换和加权非负矩阵分解的红外热波图像融合方法.红外热波序列图像经非下采样Shearlet变换后,采用动态加权非负矩阵分解算法对低频系数进行融合处理.该算法的加权系数依据图像像素突变度动态调整,以突出红外热波图像的缺陷区域;高频系数则采取基于区域改进拉普拉斯能量和的融合策略,以保持缺陷的边缘细节.实验结果表明,本文方法在主观视觉效果及边缘保持度、相关度、运行时间三种客观定量评价指标中,融合性能更优,具有快速、有效等优点,能更完整和清晰地保持红外热波图像的边缘轮廓.该方法可有效地应用于多幅红外热波序列图像的融合中,在红外热波无损检测领域具有较高的实用价值.     

微型加速度传感器用于金属棒弹性模量测量

基于振动理论给出的悬臂梁弯曲自由振动的一阶固有频率与材料弹性模量的关系,提出用微型加速度传感器测量悬臂梁单端自由振动的频率,并在自行搭建的实验装置上对钢棒的弹性模量进行了测量,分析了影响测量结果准确性的因素.最终实验结果与手册查询到的对照值十分吻合,测量的相对不确定度为0.66%.本实验原理清晰、装置构成简单、操作简便、结果较精确,适于教学使用或工业现场检测之用.