基于LSPR的非贵金属纳米薄膜厚度的精确测量

纳米金属薄膜厚度的无损测量是薄膜设计和制备 的关键技术,对非贵金属薄膜厚度 的测量尤为困难。本文首次提出用中红外3.39 μm激光波长并设计棱 镜—匹配液—待测金属 薄膜—玻璃衬底结构来激发长程表面等离子波。计算了长程表面等离子波的衰减全反射和表 面等离子共振吸收峰的半宽度,结果表明长程表面等离子波半宽度只有表面等离波的4.7%, 可以有效提高测量的灵敏度。通过实验测量表明:衰减全反射吸收峰的最小值在10 nm厚 度范围内测量曲线显示了较好的线性,铁薄膜厚度的测量范围为10 －90 nm,测量分辨率可 达到1nm。研究发现通过改变匹配液厚度和折射率,还可以用来测量其它非贵金属薄膜厚度 ,大大拓展了该测量方法应用范围,为非贵金属薄膜厚度的测量提供了一种全新的技术检测 线路。     

Health assessment and management of wind turbine blade based on the fatigue test data

With the quality problem becoming increasingly prominent, it is necessary to assess and manage the health condition of the wind turbine blade. The health degree is defined and calculated by the Grey Relation (GR) model to assess the health condition of the wind turbine blade quantitatively. The availability, reliability and artificial test result are taken as three indexes of the health degree. The availability is defined according to the stiffness degradation affected by the environmental temperature. Based on the health assessment results, after determining the decision objectives and the management strategies, the weights of the decision objectives and the health management decision are determined by the Analytic Hierarchy Process and Fuzzy (AHP-Fuzzy) decision method. This process is shown in a practical example of the 3 MW wind turbine blade. As a result, an approach and a certain theoretical guidance for the health assessment and management of wind turbine blade are proposed.     

Field rapid detection method of wind turbine blade fixing bolt defects based on FPGA

In order to solve the problem that blade fixing bolt cannot be detected quickly and conveniently in the field in actual production, this paper proposed a field rapid detection method of wind turbine blade fixing bolt defects based on field programmable gate array (FPGA), and Yolov4-tiny is selected as the basic algorithm. Nonetheless, the original Yolov4-tiny was not suitable for detecting small defects, so this paper improved the Yolov4-tiny to enhance the detection effect. Next, the convolutional operations in the algorithm were encapsulated into intellectual property (IP) cores by high-level synthesis (HLS) and Vivado, and parallel computation was realized using FPGA features. In the end, using Python to call the IP core and the FPGA hardware library, this paper achieved the purpose of rapid detection. Compared with traditional detection methods and other algorithms, the accuracy and speed of this method are significantly improved, which has a good application value.     

布喇格光栅磁场传感器交叉敏感的研究

从光纤光栅传感的基本原理出发,分析了光纤光栅内外参量对于磁场测量的影响,对温度、应力、压力和光纤光栅内应力分别进行了讨论.仿真结果表明,基于PDL的磁场传感方案对于温度和应力不敏感,内应力和时变压力则会影响其性能,压力的影响尤为显著;测量精度要求高,内应力必须予以考虑.     

基于ARM的FBG和F-P通用解调系统的研究

提出一套以ARM处理器为核心的FBG传感器和光线F-P传感器通用解调方案。介绍了基于可调F-P滤波器的传感器解调原理及系统组成结构,搭建光路系统,设计系统电路。系统采用C语言,通过软件ADS2.1进行编程。实验验证,解调系统的测量精度和运算速度能够满足工程应用需要,是一种低成本,便携式的解调系统。     

基于FBG的复合材料环形构件残余应变研究

为了解决因碳纤维/环氧树脂复合材料构件中树脂基体与碳纤维间的热膨胀系数存在差异, 热压成型后, 内部未释放的残余应力会使材料构件发生残余应变, 造成构件变形、影响制品质量的问题, 采用光纤布喇格光栅(FBG)传感器在线监测实验研究和有限元仿真分析相结合的研究方法, 进行了理论分析和实验验证, 采集了碳纤维/环氧树脂复合材料环形构件热压罐成型后表面残余应变变化实时数据。结果表明, 该构件下法兰根部应变释放情况复杂, 靠近支承位置处的残余应变释放受阻, 而其余监测点位的残余应变普遍在30με~90με的范围内, 与仿真结果相符; FBG传感器能对构件成型后残余应变释放历程进行多点位实时在线监测, 并实现对构件整体应变分布的分析和预警。该研究具有一定科学研究和工程应用意义。     

基于FBG的复杂面形应变场检测系统研究

为了实时采集在受力条件下复杂面形的应变分布,为复杂面形结构的健康程度评估提供数据支撑,设计了一种基于光纤传感网络的复杂面形应变分布实时检测系统。系统由光纤激光器、耦合器、解调仪、光纤传感阵列组成,采用与光学扫描检测数据对比的方法,进行了多种不同施力条件下待测件应变分布的理论分析和仿真计算;实验中采用4组光纤光栅传感器在待测面上正交排布的形式,针对5.0mm铝板进行了测试,并与仿真数据进行了对比。结果表明,应变分布与施力位置、大小、表面结构均有关;实验测得最大波长偏移量为1.324nm,2.547nm和1.643nm,其分别对应的位移偏移量为0.244mm,0.523mm和0.347mm,与激光扫描法标定数据对比,相对均小于10%。该测试数据能够反映面形变化趋势,符合设计要求。     

水轮机叶片测量研究

介绍了水轮机叶片测量系统，该系统由数据采集和数据处理两部分组成。数据采集部分主要由两台电子经纬仪、一台笔记本计算机，及通讯电缆组成，分别测量叶片正背面各点三维坐标值。数据处理在普通PC机上进行，在广泛应用于AUTO-CAD外接Surf软件基础上开发出具有曲面计算功能的软件，并打印输出各点误差值。     

基于变增益的风力机变桨距控制研究

针对大型变速变桨风力发电机组在额定风速以上如何降低发电机转速波动的控制技术进行研究发现,在高风速下,风力机的桨距角变化对于风速而言是非线性的。本文提出通过合理改变控制器的增益值使得控制器参数的变化能够跟随桨距角,从而稳定风力机的运行。基于Matlab进行的仿真研究表明,相对于传统的PI控制策略,该控制策略能够更有效的抑制转速波动。     

光纤光栅液位传感器的研究

根据光纤布拉格光栅(FBG)传感模型,提出了一种基于E型膜片和悬臂梁组合的FBG液位传感结构,建立了FBG反射中心波长随液面高度变化的数学模型。在0～100cm的测量范围内进行了实验研究,结果表明,液位对FBG反射中心波长调谐的最大漂移量为1.316nm,线性拟合度大于0.999,灵敏度为13.1pm/cm,与理论计算值(13.8pm/cm)比较,存在5.1%的相对误差。通过对理论模型的分析,改变E型圆膜片和悬臂梁的有关参数,可实现对传感器的灵敏度和量程的调整,使之更加实用化。     

光纤光栅温度传感器稳定影响因素研究

提出一种可用于航天系统温度监测的光纤布拉格 光栅(FBG)温度传感器及其封装方式。通过对FBG温度传感器结构进行力学仿真,分析了FB G的预拉伸幅度、低熔点玻璃厚度对传 感器稳定性的影响;提出了优化传感器封装性能的方法,并通过实验进行了验证;对封装的 FBG传感器进 行四次稳定性实验,每次实验相隔二十天。实验结果表明:FBG传感器在各个温度点(－70℃,……, 30℃)波长的标准差小于0.57pm;FBG传感 器温度灵敏度为8.4pm/℃,温度测量标准差小于0.067℃; 在液氮环境中,FBG传感器波长的标准差为0.43pm,具有良好的低温 稳定性。     

基于OIV算法的风电机数据预处理方法探究

针对风电机组各部件性能分析过程繁琐低效、预测精度不高以及经济效益不足的异常风电机组状态问题,文章提出一种用于后期预测的数据预处理方法,结合基本的网络工具进行实验,提高了风电机组中发电机定子温度预测的准确性。     

风力机功率控制器的研究

MPPT（Maxmin Power Point Tracking）控制方法在风力机功率控制器中处于核心地位,其控制策略的优劣影响整个系统的输出特性。本文构建了风力发电系统仿真模型,深入研究了风机输出特性,在此基础上对以往MPPT控制方法的改进提出自适应变步长控制策略,使其能够应用于小型风力发电系统中。     

风力机叶片翼型改进方法的研究

以最大相对厚度较小的某风力机新翼型为研究对象,拟对其进行结构改进。利用FLUENT软件计算了该翼型吸力面和压力面上沿来流x方向的切应力,据此找到了吸力面边界层分离点,以此点开始对翼型吸力面沿后缘点进行适当加厚,并对修改前后的翼型进行了气动特性对比分析。结果表明：从翼型压力面边界层分离点到后缘点对翼型进行适当加厚处理,对其气动性能影响不大,却可改善风轮的结构动态特性,为满足工艺需求,在叶片实际加工中对后缘部分进行适当加厚处理是可行的。     

混凝土表面式光纤光栅传感器应力传递规律研究

主要研究一种混凝土表面式的光纤光栅传感器的工作特性,应用光纤光栅的传感特性实现了对钢筋混凝土试件内部应变的测量,试件不仅就应用光纤光栅进行混凝土结构内部应变测量的技术、工艺进行研究,还对光纤光栅传感器进行了重复性实验,验证了其具有良好的一致性.同时,还考察了光纤光栅传感器的温度补偿问题,试验结果表明该方法具有较高的实用性.     

基于PSCAD的双馈风力发电机组低电压穿越的研究

针对双馈风力发电机组低电压穿越问题,研究了电网电压严重跌落情况下转子Crowbar电路、转子Crowbar和直流侧卸荷电路组成的组合保护电路的控制策略。基于PSCAD建立了双馈风力发电机组低电压穿越的仿真模型,验证了组合保护电路控制策略能够很好地抑制转子侧电流和直流侧电压的上升,实现低电压穿越。     

基于光纤光栅的钢板拉伸应变监测研究

光纤布拉格光栅(FBG)是一种国际上新兴的在光纤通信、光纤传感等光电子技术领域有着广泛应用前景的基础性光纤器件。本文首先介绍FBG传感原理,然后用光纤布拉格光栅应变传感器和高精度电阻应变片同时监测钢板拉伸应变变化,并对实验获得的数据进行分析。结果表明FBG应变传感器测得的应变和高精度应变片测得的很接近,反射波长和应变具有很好的相关性,相关系数达到0.9995。基于光纤布拉格光栅的应变测方法可行,并具有良好的应用前景。     

基于双材料悬臂梁的光纤光栅应力与温度传感器

设计了一种新型的悬臂梁结构,采用单根光纤Bragg光栅(FBG)实现温度和应力同时测量的传感器方案.传感器使用了由两种有机聚合物材料加工成的等强度悬臂梁,解决了FBG应用于压力和温度测量时的交叉敏感问题.传感器在压力和温度同时作用下,FBG反射谱分裂成双峰结构.通过测量反射谱中的双峰峰值波长达到温度与应力同时测量的目的...