检索结果-内蒙古大学图书馆

计算机测量与控制 2024年第3期32卷 319-326页

作者：赵桥李博项融融中北大学仪器与动态测试教育部重点实验室太原030051

为了提高图像在传输过程中的安全性,使得用户有更好的体验感,将Chen超混沌系统和DNA编码引入图像加密领域;彩色数字图像根据红、绿、蓝3个通道分为三个二维矩阵,并对三个二维矩阵进行DNA分区域编码处理,增加了编码运算的多样性,使得加... 详细信息

为了提高图像在传输过程中的安全性,使得用户有更好的体验感,将Chen超混沌系统和DNA编码引入图像加密领域;彩色数字图像根据红、绿、蓝3个通道分为三个二维矩阵,并对三个二维矩阵进行DNA分区域编码处理,增加了编码运算的多样性,使得加密过程更加安全;由Chen超混沌系统生成的序列决定了每个二维矩阵的DNA编码解码规则和运算规则,按照相应规则进行加密,加密后由分段Logistic生成相应的序列再次进行行、列置换,分段的Logistic混沌映射可以让系统更快地进入混沌状态;合并红、绿、蓝3个通道的三个二维矩阵,生成三维矩阵,最终得到相应的彩色加密图像;选取相应的彩色图像进行仿真实验,最终的仿真结果表明,所提出的算法加密效果和相关性能指标良好,同时具有较强的安全性和鲁棒性。

关键词：图像加密信息安全 Chen超混沌系统 Logistic混沌系统 DNA编码彩色图像

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基于红外辐射的爆炸火焰温度补偿测算技术

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爆炸与冲击 2021年第5期41卷 99-110页

作者：王玮杜红棉范锦彪薛培康中北大学仪器科学与动态测试教育部重点实验室山西太原030051

应用辐射测温法进行爆炸火焰温度测试时,火焰发射率取经验定值的方法与火焰燃烧机理存在较大的偏差,同时测点距离与环境温湿度也会导致不同程度的热辐射衰减,从而影响爆炸火焰温度的测量精度。本文针对上述两个问题,基于大气辐射理论与... 详细信息

应用辐射测温法进行爆炸火焰温度测试时,火焰发射率取经验定值的方法与火焰燃烧机理存在较大的偏差,同时测点距离与环境温湿度也会导致不同程度的热辐射衰减,从而影响爆炸火焰温度的测量精度。本文针对上述两个问题,基于大气辐射理论与光学传播规律,提出了辐射路径衰减补偿模型,结合由红外热像仪和比色测温仪测量的爆炸火焰动态发射率,对爆炸场火焰真温进行联合反演,并将测算结果与比色测温仪测得的火焰表面温度进行对比,得到了反演温度误差范围。试验结果表明,利用本文所提出的补偿模型测算得到的爆炸火焰温度,误差由补偿前的55.699%-89.847%降低到11.292%-59.077%,有效提高了外场爆炸瞬态火焰温度的测算精度。

关键词：爆炸瞬态火焰补偿温度估算辐射路径衰减补偿模型动态发射率测算

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基于参数优化变分模态分解的信号降噪方法

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现代电子技术 2025年第2期48卷 70-76页

作者：何玉洁李新娥贺俊中北大学省部共建动态测试技术国家重点实验室山西太原030051 中北大学电气与控制工程学院山西太原030051

针对心电信号中肌电干扰噪声难以去除的问题,提出一种基于参数优化变分模态分解(VMD)的信号降噪方法。通过设计动态边界策略和反向种群生成方式,对白鲸优化(BWO)算法进行改进;采用改进白鲸优化算法对VMD参数自适应寻优,确定分解层数K与... 详细信息

针对心电信号中肌电干扰噪声难以去除的问题,提出一种基于参数优化变分模态分解(VMD)的信号降噪方法。通过设计动态边界策略和反向种群生成方式,对白鲸优化(BWO)算法进行改进;采用改进白鲸优化算法对VMD参数自适应寻优,确定分解层数K与惩罚因子α;对含噪心电信号进行分解,得到k个本征模态函数(IMF)分量,同时采用相关系数法进行有效模态和含噪模态识别;对噪声主导的模态分量采用小波阈值降噪,并重构信号主导模态与降噪后模态。对仿真信号与含真实肌电干扰的心电信号进行降噪处理,实验结果表明,所提方法去噪效果优于小波阈值去噪法、EMD法、EMD-小波阈值去噪法,真实含噪的心电信号经该方法去噪后自相关系数可达0.91以上。

关键词：变分模态分解信号降噪参数优化改进白鲸优化算法心电信号 IMF分量小波阈值降噪肌电干扰

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超声波液位传感器功能电路设计与实现

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仪表技术与传感器 2023年第11期 12-16页

作者：高琬佳康建洲薛伟钊中北大学仪器科学与动态测试教育部重点实验室山西太原030051 省部共建动态测试技术国家重点实验室山西太原030051

针对液位检测系统中使用的超声换能器,对其外围功能电路进行了设计及实现。电路包括发射模块、选择模块和接收模块。给出各部分的原理图设计,并将设计好的电路板进行液位检测实验,以验证电路的功能。实验结果表明:电路可输出频率为1.082... 详细信息

针对液位检测系统中使用的超声换能器,对其外围功能电路进行了设计及实现。电路包括发射模块、选择模块和接收模块。给出各部分的原理图设计,并将设计好的电路板进行液位检测实验,以验证电路的功能。实验结果表明:电路可输出频率为1.082 MHz、幅值为±8.8 V的连续正弦波,能激励换能器产生超声波。同时可由电路板控制换能器的收发转换以及实现接收信号的放大和检波功能。对于壁厚3 mm的铝合金容器,内部无水和有水时得到的最终读数分别为4.67 V和2.18 V。设备读数偏差<16 mV。

关键词：超声波液位振荡电路接收电路

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基于深度学习的红外目标成像液位检测方法

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光学学报 2021年第21期41卷 96-104页

作者：梁霄李家炜赵小龙臧俊斌张志东薛晨阳中北大学仪器科学与动态测试教育部重点实验室山西太原030051

容器液位检测是工业生产及化工原料储存、运输过程中的重要环节,针对现有液位检测技术中传感器布置容易受空间限制,在高温高压、灰尘、潮湿等特殊环境下传感器寿命短等问题,提出了一种基于深度学习的红外目标成像液位检测方法。通过对... 详细信息

容器液位检测是工业生产及化工原料储存、运输过程中的重要环节,针对现有液位检测技术中传感器布置容易受空间限制,在高温高压、灰尘、潮湿等特殊环境下传感器寿命短等问题,提出了一种基于深度学习的红外目标成像液位检测方法。通过对容器红外图像标注数据集进行优化训练,得到可以准确识别容器内液体百分比含量的模型。首先,构建储罐液位标准数据集,并搭建基于Pytorch的深度学习目标检测框架。然后,在输入端对图像进行数据增强,调整模型的宽度和深度,优化训练检测模型。最后,采用特征金字塔网络和路径聚合网络结构融合不同尺寸特征图的特征信息,用联合交并比计算边界框的回归损失,并在后处理过程中引入加权非极大值抑制。实验结果表明,该模型具有较好的鲁棒性和识别效果,在交并比为0.5时的平均精度均值可达到0.804。

关键词：图像处理液位检测红外成像深度学习目标检测

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基于热电堆的微型热流传感器制备及性能研究

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传感器与微系统 2024年第5期43卷 31-34页

作者：李晓芬张香香谭秋林中北大学微纳器件与系统教育部重点实验室山西太原030051 中北大学省部共建动态测试技术国家重点实验室山西太原030051

航空发动机内部温度和热辐射的不均匀分布可能导致叶片表面出现热点,引起叶尖等区域的材料损坏。因此,监测单位时间内通过叶片表面的热量十分重要。热电堆型热流传感器以其测量范围广、稳定性好、精度高等优点,成为监测高温环境热流参... 详细信息

航空发动机内部温度和热辐射的不均匀分布可能导致叶片表面出现热点,引起叶尖等区域的材料损坏。因此,监测单位时间内通过叶片表面的热量十分重要。热电堆型热流传感器以其测量范围广、稳定性好、精度高等优点,成为监测高温环境热流参数的常用方法。本文采用丝网印刷和高温烧结工艺,在10 mm×10 mm×1 mm的99%Al_(2)O_(3)陶瓷基片上制备了Pt-Rh10/Pt热电堆型热流传感器,并搭建了热流实验平台对传感器进行测试。结果表明,该热流传感器在1 019.4℃的高温环境下,所测热流密度为179.67 kW/m^(2),输出电压为0.462 3 mV。经过3次热循环测试可知,该热流传感器的重复性偏差小于5%,具有较好的重复性。

关键词：高温环境热流监测热阻层热电效应热流传感器

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基于多CCD同步耦合的动态燃烧场三维辐射测温(特邀)

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红外与激光工程 2022年第10期51卷 41-50页

作者：段鹏程程博管今哥陈坤张成飞程耀瑜薛晨阳郑永秋中北大学仪器科学与动态测试教育部重点实验室山西太原030051 内蒙航天动力机械测试所内蒙古呼和浩特010076

为满足燃烧场温度参量时空演化特征诊断的需求,提出了基于多CCD同步耦合的动态三维辐射测温方法。在多视线方向测量基础上,通过代数重建技术对燃烧场进行体素分割,根据Plank辐射定律采用标准黑体辐射源对光电信号的映射关系进行标定,利... 详细信息

为满足燃烧场温度参量时空演化特征诊断的需求,提出了基于多CCD同步耦合的动态三维辐射测温方法。在多视线方向测量基础上,通过代数重建技术对燃烧场进行体素分割,根据Plank辐射定律采用标准黑体辐射源对光电信号的映射关系进行标定,利用比色法实现三维温度场表征。进一步在时间序列上控制多CCD相机来同步获取燃烧场不同视线方向的辐射信息,基于R、G通道内的灰度信息,对实验室蜡烛火焰与外场某型号固体火箭发动机试验器尾喷焰的瞬态燃烧场温度参量进行了测试。结果表明,在实验室内,蜡烛火焰温度分布范围为805.4~1280.8 K,使用热电偶进行时空点位验证,平均误差为3.8%,最大误差为4.36%;固体火箭发动机试验器尾喷焰最高温度为2125.7 K,经近红外测温仪验证,测试误差在8%以内。该研究能够在保证时间、空间分辨率的条件下对燃烧场的三维温度参量进行特征诊断,在航天测试领域,对固体火箭发动机的温度参量测量提供了一种有效的方法。

关键词：动态燃烧场三维温度场普朗克黑体辐射定律比色测温法

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355 nm全固态紫外纳秒激光加工蓝宝石通孔研究

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中国激光 2023年第4期50卷 223-231页

作者：马野雷程梁庭冀鹏飞刘雨桥王丙寅陈国锋中北大学省部共建动态测试技术国家重点实验室山西太原030051 内蒙古动力机械研究所内蒙古呼和浩特010010

采用355 nm全固态紫外纳秒脉冲激光器对蓝宝石(Al_(2)O_(3))进行打孔实验。通过控制变量法,对蓝宝石样品进行了打孔加工,研究了激光能量密度、重复频率和扫描速度对蓝宝石通孔质量的影响。实验结果表明,通孔边缘熔融物堆积形成的重凝区... 详细信息

采用355 nm全固态紫外纳秒脉冲激光器对蓝宝石(Al_(2)O_(3))进行打孔实验。通过控制变量法,对蓝宝石样品进行了打孔加工,研究了激光能量密度、重复频率和扫描速度对蓝宝石通孔质量的影响。实验结果表明,通孔边缘熔融物堆积形成的重凝区随着激光单脉冲能量的升高而减小,但是激光能量过高时,通孔附近出现沉积物,影响通孔的质量;通孔边缘的重凝区随着激光重复频率的降低而减小;通孔附近的沉积物随着激光扫描速度的降低而减少,但是速度过低时,激光脉冲的重叠率过高,导致高斯激光外围孵化效应明显,且其能量不足以使材料气化,因此扫描速度过小时孔道边缘再次出现熔融物堆积形成的重凝区。研究结果表明,采用纳秒脉冲激光加工高质量蓝宝石微通孔是可行的。

关键词：激光技术蓝宝石通孔控制变量法全固态紫外纳秒激光激光烧蚀

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基于六自由度机械臂的艾灸机器人手法控制算法

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科学技术与工程 2023年第6期23卷 2403-2410页

作者：白善明崔娟张志东张天生郑永秋薛晨阳中北大学仪器科学与动态测试教育部重点实验室太原030051 山西省针灸医院太原030000

传统的艾灸治疗中医学消耗较大,医师负担较重,而当前可代替医生进行艾灸治疗的机器人或机械装置结构简单,自由度及智能化程度低,仅能实现简单的定点操作,难以模拟复杂、多角度变换的艾灸手法。针对以上问题,基于六自由度机械臂,提出了... 详细信息

传统的艾灸治疗中医学消耗较大,医师负担较重,而当前可代替医生进行艾灸治疗的机器人或机械装置结构简单,自由度及智能化程度低,仅能实现简单的定点操作,难以模拟复杂、多角度变换的艾灸手法。针对以上问题,基于六自由度机械臂,提出了模拟艾灸治疗手法的艾灸机器人轨迹规划算法。该机器人通过采集人体不同方向上的穴位点,建立机械臂的运动控制坐标系,然后针对不同艾灸手法的轨迹,解算机械臂艾灸的轨迹关键点,从而真实再现复杂多变的艾灸手法,实现治疗过程中对于多种艾灸手法的精确控制和智能变换。同时,该机器人引入温度监测与反馈系统,确保艾灸过程中人机交互的安全性和友好性。最后经过实验测试验证了该艾灸机器人在实现真实艾灸治疗手法方面的可行性、准确性和智能性,证明该研究不仅有望替代医生进行艾灸治疗,也可用于家庭自助理疗,具有广阔的市场和应用前景。

关键词：艾灸机器人六自由度机械臂轨迹规划温度反馈

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基于AD8232的表面肌电信号采集系统设计

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电子测量技术 2023年第6期46卷 173-177页

作者：张锐浩李昀泽党立志洪应平中北大学电子测试技术国家重点实验室太原030051 仪器科学与动态测试教育部重点实验室太原030051

表面肌电信号是人体表面肌肉通过收缩产生的生物电,能够反应人体肌肉的活动状况,在医学领域有重要的研究价值。由于表面肌电信号是微弱信号,较小的噪声就能产生较大的干扰;针对其这一弱点,本文设计了一款体积小、功耗低、抗干扰能力强... 详细信息

表面肌电信号是人体表面肌肉通过收缩产生的生物电,能够反应人体肌肉的活动状况,在医学领域有重要的研究价值。由于表面肌电信号是微弱信号,较小的噪声就能产生较大的干扰;针对其这一弱点,本文设计了一款体积小、功耗低、抗干扰能力强的表面肌电信号采集系统。设计使用AD8232作为采集芯片,结合放大、滤波、模数转换电路,使用STM32进行数据处理,最后将数据通过低功耗蓝牙发送到上位机。测试结果表明:表面肌电信号能量主要集中在50~150 Hz,300 Hz以上明显衰减,受低频信号干扰较大。经过硬件滤波与小波降噪算法处理后,干扰得到较好抑制,尤其对低频干扰有显著衰减。系统有较强的抗干扰能力和可靠性,有着良好的市场前景。

关键词：表面肌电信号噪声 AD8232 滤波小波降噪

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