抛撒地雷的夜视智能探测方法研究

本文提出一种基于机器学习的抛撒地雷的夜视智能探测方法。首先,根据YOLO系列机器学习算法,设计并优化了抛撒地雷的智能检测网络模型;其次,根据几何光学成像的相似性原理,研究抛撒地雷的测距模型。最后,搭建抛撒地雷的夜视智能探测系统进行实验测试分析。实验结果显示,优化后抛撒地雷智能探测网络模型的准确度达到98.97%、召回率达到99.22%、均值平均精度为99.2%;在给定的实验条件下,利用优化后的抛撒地雷测距模型,对抛撒地雷的距离测算误差为±10 cm,表明利用机器学习可以用于对抛撒地雷进行智能探测。     

利用PGNAA方法对煤质进行检测的MOCA模拟研究

利用MOCA软件模拟利用PGNAA方法对煤质进行检测的过程.通过改变屏蔽体的厚度,确定最优铅厚为2cm;改变泥煤、褐煤、烟煤3种煤样的厚度,模拟优化快中子和慢中子比例;通过改变探测器与源之间的距离来确定探测器放置的合适位置.根据模拟结果优化实验装置设计,为实际检测分析提供参考.     

扫描激光线源技术检测金属表面缺陷位置实验研究

利用扫描激光线源(Scaing Laser Line Source,SLLS)技术,提出一种金属表面缺陷位置检测方法,并搭建实验平台,实验研究该检测方法对金属表面缺陷位置的检测效果。方法中利用扫描激光线源技术对样品表面进行扫查,在样品内部激发超声信号,采用双波混合干涉方法实现对激发信号的探测,根据激发的瑞利波和反射回波与缺陷位置的关系,确定激发点和探测点到缺陷的距离,从而确定缺陷的位置。实验研究中分别以线源位置和探测点位置为基点确定缺陷位置,结果表明以探测点位置确定缺陷位置时,定位相对误差为0.23%。     

基于线阵CCD反狙击探测仪的研制

针对传统反狙击探测方法主动性差、定位精度低的不足,提出了一种运用"猫眼效应"原理实现激光主动探测的反狙击方法.系统采用半导体激光器作为光源,以线阵CCD作为激光回波探测器.光学系统将一定角度的接收视场和线阵CCD的2 160个像元位置相对应,探测精度可达mrad量级.CCD工作时序由FPGA产生,其程序可在线编译.结合帧减和阈值比较算法,最大程度上剔除了噪声,试验探测距离可达250 m.     

秦始皇陵地宫宇宙射线缪子吸收成像模拟研究

宇宙射线缪子吸收成像技术是一种无损成像技术,适用于对大尺度的成像目标进行无损探测.考古学中现有的无损探测方法均存在一定的局限性,若将缪子吸收成像技术应用于考古领域,可以作为对传统无损探测方法的重要补充.本文使用蒙特卡罗GEANT4程序,对秦始皇陵地宫缪子吸收成像进行研究,基于已有的秦始皇陵考古数据构建秦始皇陵地宫模型,根据Reyna提出的海平面缪子能谱公式抽样产生缪子源的信息,模拟了宇宙射线缪子在秦始皇陵地宫中的输运过程,并利用图像重建算法实现墓室大小和位置的重构.模拟结果表明,利用单视角获得的缪子通量投影数据可以给出地宫中墓室边界的二维角坐标,利用两个视角的投影数据可以重建墓室大小和三维位置,重建得到的墓室边长和墓室中心位置相对于理论值的差异在7%左右.     

基于7.6μm量子级联激光的光声光谱探测N_2O气体

近年来,气候变化对地球的生态环境产生严重影响,而大气温室气体在气候变化中具有重要的作用.一氧化二氮(N_2O)作为一种重要的温室气体,其浓度变化对大气环境产生重要影响,因此对其浓度的探测在大气环境研究中具有重要意义.本文开展了基于中国自主研发的7.6μm中红外量子级联激光的共振型光声光谱探测N_2O的研究,建立了N_2O光声光谱传感实验系统.此系统在传统的光声光谱探测的基础上优化改进,采用双光束增强的方式,增加了有效光功率,进一步提高了系统的探测灵敏度.探测系统以1307.66 cm~(-1)处的N_2O吸收谱线作为探测对象,结合波长调制技术对N_2O气体进行探测研究.通过对一定浓度的N_2O气体在不同调制频率和调制振幅的光声信号的探测,确定了系统的最佳调制频率和调制振幅分别为800 Hz和90 mV.在最优实验条件下对不同浓度的N_2O气体进行了测量,获得了系统的信号浓度定标曲线.实验表明,在锁相积分时间为30 ms时,系统的浓度探测极限为150×10~(-9).通过100次平均后,系统噪声进一步降低,实现了大气N_2O的探测,浓度探测极限达到了37×10~(-9).     

基于光纤Mach-Zehnder干涉仪多普勒激光雷达鉴频器的校准及风速探测(英文)

分析了光纤Mach-Zehnder干涉仪作为鉴频器的多普勒激光雷达风速探测灵敏度及动态范围与光程差的关系.当光纤Mach-Zehnder干涉仪光程差从0.1 m变化到1.5 m时,对应风速探测范围从±199.5m/s变化到±13.3m/s.光程差为0.45m时,风速变化1m/s对应的最高灵敏度为2.15%.光程差误差将导致风速反演误差.当光程差为0.145 9m和1.088 9m时,1nm的光程差误差将导致反演风速误差分别为1.028m/s和0.138m/s.应用激光波长调谐的方法得到光纤Mach-Zehnder干涉仪的透过率曲线,由自由光谱范围精确确定了光程差的值.应用此干涉仪作为鉴频器的激光雷达完成了实际风速探测,反演风速与相干探测风速具有较好的一致性,证明了校准探测的正确性.     

MIRD体模肺部γ内污染探测效率分布的蒙特卡罗模拟

运用MCNP5程序,建立了基于MIRD数字体模的肺部γ内污染模型以及NaI(Tl)探测器模型,模拟计算了NaI(Tl)探测器对基于MIRD数字体模的肺部γ内污染的探测效率,获得了在多种空间位置上对沉积在肺部的9 种能量 射线的探测效率。模拟结果表明,在不同位置的探测效率并不完全符合人体肺部的解剖学结构,在右下肺位置可获得最高的探测效率,左下肺次之,左上肺最低。在探测器位置固定的情况下,探测效率随能量的增加,有先增高后降低的现象。In order to obtain detection efficiencies of nine kinds of gamma rays emitted by isotopes deposited in lungs at various measurement geometry, Monte Carlo N-Particle Transport Code 5 (MCNP5) has been employed to for calculation. The results show that the detection efficiency in different locations of lung is not completely accord with human body’s anatomy structure. The efficiency decreases gradually from lower-right lung, to lowerleft lung, and then to upper-left lung. When the location of detector is fixed, with the increase of energy, thedetection efficiency rises up firstly and then falls down.     

热中子分析探雷的中子源慢化装置设计与优化

与传统的地雷探测技术相比,热中子分析(Thermal Neutron Analysis,简称TNA) 探雷技术具有准确率高、虚警率低和对环境适应性强的特点,但探测速度较慢,制约了其广泛应用。为了提高地雷位置处的慢热中子通量,缩短探测时间,提出了一种基于252Cf 的中子源慢化装置设计构型,主要包含中子慢化层、中子反射层、本底 屏蔽层和侧向中子吸收层4 个部分。采用数值模拟的方法比较了4种常用中子慢化(反射) 材料的性能,优选高密度聚乙烯作为慢化材料,石墨作为反射材料。同时,为了满足辐射安全要求,对屏蔽材料的结构进行了优化计算。按照设计构型搭建了TNA 探雷实验平台。在104 n/s 中子源强下优化了慢化层和反射层的厚度,测试了装置慢化效能,在107 n/s 中子源强下评估了装置辐射安全性能。结果表明,采用该装置可使地雷位置处的慢热中子通量提升11 倍以上,并能有效保障辐射安全。Compared with the traditional landmine detection methods, Thermal Neutron Analysis (TNA) landmine detection has the advantages of high accuracy, low false alarm rate and strong adaptability to the environmental change.But the long detection time restrict the wide application of this technology. In order to shorten the detection time, one possible design of neutron moderation device based on 252Cf neutron source is proposed to enhance the moderated neutronflux in mine position. The device consists of four parts, the neutron moderator, the neutron reflector, the background shield and the useless neutron absorbing layer. Then, the performance of four widely used materials in neutronics was compared with MCNP5 code, and HDPE was chosen as the neutron moderator material, graphite as the neutron reflector material. The thickness of the useless neutron absorbing layer was optimized at the same time. Finally, an experimental platform of 252Cf neutron moderation device was assembled on the basis of simulation results, and a series of experiments were carried out to optimize the geometric dimensions and evaluate the dose equivalent with two different strengths neutron source, 104 and 107 n/s. The results indicate that this device can effectively enhance the thermal neutron flux at mine position by more than 11 times and ensure the radiation safety.     

声-地震耦合探雷技术分析

根据声-地震耦合原理,分析地震波与地雷的机械作用,并设计一个基于地震检波器串的探雷实验系统.把高顺性雷体与其上方的土壤视作一个质量-弹簧系统,用解析法分析其谐振机理.采用扬声器发出可扫频的单音正弦波穿透到地下土壤,作为系统信号激励源,采用地震检波器串测出地表震动速度.根据有无地雷处的地表震动速度幅频特性曲线,分析地雷对地表震动的影响.实验结果显示,地雷上方的地表震动速度要明显高于没有地雷的情况,该系统可用于声波探雷的进一步研究.     

脉冲快热中子分析时序优化理论研究

源中子脉冲的脉宽和滞空是脉冲快热中子分析技术的两个关键时序参数,但目前国内外还没有针对上述参数的量化评估及设置方法的相关文献报道。针对这一现状,定义了时序优化的量化评估函数,进而建立了一种时序参数优化的理论解析模型,并通过将待测目标物与周边介质等效为线性时不变系统,简化了计算过程。从数学上证明了基于该模型获取的中子脉冲的最优脉宽和滞空应相等。以美国研制的脉冲中子元素分析仪应用于地雷探测时的场景为例,获取了该场景下的最优时序参数,并论证了该模型对环境介质、探测布局的适应性。结果表明,该理论模型能快速有效地获取特定应用场景下的最优时序参数,且对探测背景、探测布局均具有较强的适应性。提出的理论模型可为脉冲快热中子分析技术应用于物料分析、违禁品探测、地雷探测等领域提供参考。     

漫谈金属探测器

提起金属探测器（Metal Detector），人们就会联想到探雷器，工兵用它来探测掩埋的地雷．金属探测器是一种专门用来探测金属的仪器，除了用于探测有金属外壳或金属部件的地雷之外，还可以用来探测隐蔽在墙壁内的电线、埋在地下的水管和电缆，甚至能够地下探宝，发现埋藏在地下的金属物体．目前还广泛应用于各种大型会议中心、会展场馆、体育场馆、公检法、监狱系统及娱乐场所的安全检查和工厂企业的防偷窃检查，甚至用于对高考禁带物品的检查．本文就来谈谈金属探测器的发展历史和工作原弹．     

用光电离技术探测钐原子的奇宇称束缚激发态的光谱

采用光电离探测方法,对钐原子奇宇称束缚激发态进行了系统研究.通过设计三条不同的激发路径, 采用共振激发方式,先将钐原子分三步从基态激发到不同的束缚激发态,然后采用光电离手段对其进行探测. 通过对第三步激发光的波长进行大范围的扫描,在同一能域内获得了三组不同的光谱. 通过比对三条路径所得到的三组光谱,不仅精确确定了大量奇宇称束缚激发态的能级位置, 而且还获得了相应跃迁的相对强度的信息.最后,通过运用三条不同的激发路径的选择定则, 还确定了上述能级的总角动量. 关键词： 钐原子 束缚激发态 奇宇称 光电离探测     

基于周期图最大似然算法的相干激光测风多普勒频率估计

采用径向风速的估计不确定度和探测概率作为评价指标,研究了周期图最大似然(PML)算法的多普勒频率估计性能.基于大气分层激光回波模型,分别以PML和周期图最大值法(PM)对回波信号进行处理,验证了PML算法在相干激光测风中的可行性;分析比较不同信噪比条件下PML算法的风速估计不确定度与探测概率.仿真结果表明,在发射脉冲宽度为400ns、采样点数为128时,PML算法适合在中等信噪比条件下使用,且风速估计的不确定度整体小于PM算法的,在信噪比为-13dB时径向风速的估计不确定度为0.75m/s,探测概率在90%以上,该研究为后续的外场试验提供了指导.     

井型高纯锗探测器体源样品无源效率刻度

采用蒙特卡罗程序MCNP建立物理模型,对井型高纯锗探测器的效率进行虚拟刻度。模拟计算在密度为0.4,1.2 gcm-3的6种不同成分环境样品中,探测器对射线的探测效率,当能量高于0.10 MeV时,体源样品的探测效率主要与样品密度、射线能量相关。以土壤、水和植物油样品为代表,结合所选取的函数模型,确定了密度范围0.1~1.6 gcm-3的固体源、密度1.0 gcm-3的水溶液和密度0.92 gcm-3的油溶液体源的效率函数及参数。实验采用标准源,对探测效率模拟结果进行了验证,探测效率的模拟值与实验值符合较好,二者误差均在3%以内。说明MCNP程序可以较为准确地模拟计算井型高纯锗探测器对射线的探测效率,验证了该无源效率刻度方法的准确性和可行性。     

基于光纤光栅传感的金属薄板超声探测

搭建了光纤光栅检测超声应力波系统,并阐述其工作原理,以动态应变与光纤光栅中心波长漂移量间关系为基础,推导得出输出电压与板中应变成线性关系.采用超声信号发生器发射28kHz的脉冲信号激励超声振子,通过有机玻璃楔形块将激励传递至5052铝合金薄板产生超声应力波,并利用光纤光栅应变传感器对其进行探测.在板上开一98mm长裂缝,测得超声应力波中出现新的波包,通过计算损伤前后新增波包到来的时间差确定裂缝位置,所测结果与实际位置偏差为2.7mm.该实验表明光纤光栅可代替超声探头来实现对低频超声波的探测.     

短波红外平场光谱仪的波长定标

针对自行研制的短波红外平场光谱仪,讨论了波长定标的原理和方法.短波红外平场光谱仪由两个分光探测单元组成,探测单元以平场凹面光栅分光,处于焦平面上的线阵列探测器探测,波长定标分为两个波段进行.为了实现准确的波长定标,针对短波红外平场光谱仪的特点设计了波长定标步骤.双单色仪可以输出光谱仪波长范围内任意波长单色光,选用双单色仪作为光谱定标光源,双单色仪的输出单色光光潜分辨力为1.5 nm,经过光谱仪的分光会聚后成像在线阵列探测器像元上,采用重心法计算出给定波长对应的像元精确位置,通过多项式拟合得出两个探测单元的波长定标系数.定标结果表明,在900～2400 nm波长范围内,定标曲线拟合误差小于0.5 nm,波长定标不确定度优丁0.6 nm.     

充气反冲核谱仪焦平面探测阵列的GEANT4模拟

充气反冲核谱仪(SHANS)是目前国内合成缺中子锕系新核素、研究重核素a衰变性质的重要实验装置.为进一步提高焦平面探测阵列对重核素a衰变粒子和射线的探测效率,计划对现有探测装置进行升级.本文的主要工作是采用基于蒙特卡罗方法的GEANT4软件对现有的谱仪探测器阵列进行模拟,并与实验测量数据进行比较,以验证程序的准确性.结...     

空气中等离子光栅诱导探测光丝三次谐波辐射放大的实验研究

对探测光丝的不同位置与等离子光栅相互作用和探测光丝作用到等离子光栅不同位置引起三次谐波的增强进行了实验研究.研究发现,探测光丝的三次谐波信号强度对于探测光丝不同位置与等离子光栅相互作用和等离子光栅内部钳制的激光强度具有极强的依赖关系.与等离子光栅相互作用,三次谐波信号与等离子光栅基波信号的相位匹配与否是解释探测光丝三次谐波信号强度变化的关键.控制探测光丝以小角度与等离子光栅相互作用是实现探测光丝三次谐波信号有效放大的最佳途径.     

激光制导反坦克导弹近况

坦克作为现代战争中的有效武器,一直受到各国军方重视,因此,反坦克导弹已随之发展起来。现在,反坦克导弹已经发展到第三代,其主要特征是激光制导。激光制导的第三代反坦克导弹比第一、二代反坦克导弹有了很大进步,但也存在一定的缺点和不足。本文针对激光制导反坦克导弹的特点,说明国外为克服这些不足所作的努力和发展