检索结果-内蒙古大学图书馆

物理学报 2025年第5期74卷 39-50页

作者：田馨舒鹏丽张珂童曾德超姚志飞赵波慧任晓森秦丽朱强魏久焱温焕飞李艳君菅原康弘唐军马宗敏刘俊中北大学省部共建动态测试技术国家重点实验室太原030051 中北大学仪器与电子学院太原030051 中北大学半导体与物理学院太原030051 中北大学量子传感与精密测量山西省重点实验室太原030051 日本大阪大学工学研究科精密科学应用物理学日本大阪5650871

Au/CeO_(2)(111)作为一种重要的催化剂体系,在催化氧化、水气转换反应等多个领域展现出优异的催化性能.为了深入揭示其催化机理,特别是在原子尺度上理解活性组分的相互作用.本文采用密度泛函理论(DFT+U)计算方法,构建了Au/CeO_(2)(111)... 详细信息

Au/CeO_(2)(111)作为一种重要的催化剂体系,在催化氧化、水气转换反应等多个领域展现出优异的催化性能.为了深入揭示其催化机理,特别是在原子尺度上理解活性组分的相互作用.本文采用密度泛函理论(DFT+U)计算方法,构建了Au/CeO_(2)(111)体系的原子尺度模型,通过计算该模型的吸附能、差分电荷密度、巴德电荷以及态密度,揭示了Au/CeO_(2)(111)的表面吸附行为.在CeO_(2)(111)的平面区域内,经过结构弛豫与优化,确定了5个Au吸附位点.其中最为稳定的吸附位点并非传统上认为的氧顶位,而是氧-氧桥位.在这种吸附构型下,电荷从Au向Ce4+转移,导致Ce^(4+)被还原为Ce^(3+),伴随着显著的电荷转移现象.过去的研究更多地关注了平面区域的吸附行为,而忽视了台阶边缘区域在催化过程中的重要性.因此,本研究进一步扩展了研究范围,深入探讨了4种不同台阶结构对Au吸附的影响,其中,Type II*和Type III台阶因高度欠配位的Ce原子增强了对Au原子的吸附,特别是Type III台阶通过显著的电荷转移成为Au的首选吸附位点.本研究通过构建更全面的Au/CeO_(2)模型,突破了以往仅关注平面吸附的局限性,揭示了Au/CeO2在台阶边缘的吸附机制,为深入理解Au/CeO_(2)(111)的催化机理提供了新的视角.

关键词： Au/CeO_(2)(111) 电荷转移吸附能第一性原理计算

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分频带极坐标格式处理的水下目标层析成像研究

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振动与冲击 2025年第1期44卷 325-331,342页

作者：戴文舒鲍凯凯张国军张文栋陈新华中北大学仪器科学和动态测量重点实验室太原030006 北方自动控制技术研究所太原030051 中北大学省部共建动态测试技术国家重点实验室太原030006 中国科学院声学研究所北京100190

声层析成像模型慢时间维和快时间维空间分辨率均相同,仅取决于发射信号最高频率,分辨率较聚束合成孔径声呐性能更优。现有的水下层析成像多采用时域反投影算法,计算量大。根据投影切片理论,提出了一种分频带极坐标格式融合的波数域成像... 详细信息

声层析成像模型慢时间维和快时间维空间分辨率均相同,仅取决于发射信号最高频率,分辨率较聚束合成孔径声呐性能更优。现有的水下层析成像多采用时域反投影算法,计算量大。根据投影切片理论,提出了一种分频带极坐标格式融合的波数域成像方法,将宽带发射下圆环空间谱的直角坐标系插值求逆傅里叶变换问题转换为单频点圆形空间谱的求逆后的融合问题,减小了常规宽带波数域圆环插值带来的估计误差,克服了圆环形空间谱进行插值逆变换时重建的目标分布函数为中空的问题,提高了计算效率,并且有效地抑制了单频波数域成像结果为贝塞尔函数时的高副瓣影响,相同条件下,较聚束合成孔径声呐成像精度有显著提高。

关键词：分频带处理声层析极坐标格式处理波数域插值

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稳健估计下三轴磁传感器误差补偿方法研究

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传感器与微系统 2025年第1期44卷 29-33页

作者：杜江波张晓明薛晓华中北大学电子测试技术国家重点实验室山西太原030051 中北大学仪器与电子学院山西太原030051 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

在三轴磁传感器采样过程中,不可避免地出现人为干扰或环境磁场干扰,导致模值约束的椭球校准精度受到影响,因此提出了一种基于稳健估计的椭球校准算法。在椭球模型约束的最小二乘法基础下,加入稳健估计的思想,对采样数据进行弹性赋权处理... 详细信息

在三轴磁传感器采样过程中,不可避免地出现人为干扰或环境磁场干扰,导致模值约束的椭球校准精度受到影响,因此提出了一种基于稳健估计的椭球校准算法。在椭球模型约束的最小二乘法基础下,加入稳健估计的思想,对采样数据进行弹性赋权处理,多次迭代逐步减小粗差对拟合精度的影响,进而提高地磁测量的精度。仿真试验表明,稳健估计椭球拟合在有限异常值干扰下得到的校准参数,其精度相比于传统椭球拟合算法提升了1~2个数量级,且校正后的数据模值均方差改善比提高了90%以上;实测试验中,所提出的方法对磁场模值均值和均方差的改善比相较于原始算法各提高了9%和23.2%。

关键词：三轴磁传感器椭球校准稳健估计最小二乘法

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远程激光诱导击穿光谱金属定性定量分析研究

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中国激光 2025年第6期 319-329页

作者：曹溪源骆益凡赵阳阳张嘉旭李楠中北大学省部共建动态测试技术国家重点实验室中北大学仪器与电子学院

激光诱导击穿光谱技术（LIBS）在远距离探测中的实验参数优化和定量分析能力对于远程LIBS探测至关重要。选取铜镍镁铝合金，利用伽利略式可变焦远程LIBS探测系统在0.5～5.0 m范围内开展了延迟时间、激光能量等关键参数对LIBS信号的影响... 详细信息

激光诱导击穿光谱技术（LIBS）在远距离探测中的实验参数优化和定量分析能力对于远程LIBS探测至关重要。选取铜镍镁铝合金，利用伽利略式可变焦远程LIBS探测系统在0.5～5.0 m范围内开展了延迟时间、激光能量等关键参数对LIBS信号的影响研究，评估了远程LIBS的定量分析能力。结果表明，在探测延时0～5000 ns范围内等离子体特征谱线强度整体呈现下降趋势，当激光能量由20 mJ增加至250 mJ时谱线强度整体呈现增大趋势，并且随着探测距离的增加，谱线强度近似呈指数衰减。选用不同元素含量的合金铝靶开展了远程LIBS定量分析实验，不同距离下定标曲线的相关系数均超过0.989。采用多元线性回归法预测盲样铝元素含量的误差均小于4%，证明了该系统在5.0 m探测范围内均具有良好的定性定量分析能力。研究表明LIBS在远程原位探测领域中具有巨大的应用潜力。研究结果为LIBS远程探测参数的设置与优化提供了实验依据和数据支撑。

关键词：激光诱导击穿光谱技术远程探测时间延迟激光能量定量分析

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基于双编码器双解码器GAN的低剂量CT降噪模型

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计算机应用 2025年第2期45卷 624-632页

作者：上官宏任慧莹张雄韩兴隆桂志国王燕玲太原科技大学电子信息工程学院太原030024 动态测试技术省部共建国家重点实验室(中北大学) 太原030051 山西财经大学信息学院太原030006

近年来,生成对抗网络(GAN)用于低剂量计算机断层成像(LDCT)图像降噪已经表现出显著的性能优势,成为该领域的研究热点。然而,GAN的生成器对LDCT图像中噪声和伪影分布的感知能力不足,导致网络的降噪性能受限。因此,提出一种基于双编码器... 详细信息

近年来,生成对抗网络(GAN)用于低剂量计算机断层成像(LDCT)图像降噪已经表现出显著的性能优势,成为该领域的研究热点。然而,GAN的生成器对LDCT图像中噪声和伪影分布的感知能力不足,导致网络的降噪性能受限。因此,提出一种基于双编码器双解码器生成对抗网络(DualED-GAN)的低剂量CT降噪模型。首先,提出由一对编解码器构成伪影像素级特征提取通道,用于估计LDCT中的伪影噪声;其次,提出由另外一对编解码器构成伪影掩码信息提取通道,用于估计伪影的强度和位置信息;最后,采用伪影图像质量标签图辅助估计伪影的掩码信息,可以为伪影像素级特征提取通道提供补充特征,进而提高GAN降噪网络对伪影噪声分布强度的敏感性。实验结果表明,在mayo测试集上与次优模型DESD-GAN(Dual-Encoder-Single-Decoder based Generative Adversarial Network)相比,所提模型的平均峰值信噪比(PSNR)提高了0.3387 dB,平均结构相似性度(SSIM)提高了0.0028。可见,所提模型在伪影抑制、结构保留与模型鲁棒性方面均有更好的表现。

关键词：低剂量计算机断层成像生成对抗网络编码器解码器降噪

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基于蓝牙通信的多路采集系统设计

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计算机测量与控制 2025年第1期33卷 204-210页

作者：周杰张晓明杜江波邱江涛中北大学电子测试技术国家重点实验室太原030051 中北大学仪器与电子学院太原030051 中北大学仪器科学与动态测试教育部重点实验室太原030051 淮海工业集团有限公司山西长治046012

针对磁、惯性等传感器在转台标定及温箱试验过程中存在有线串口传输存在连接复杂、数据传输干扰严重以及受设备限制使得数据无法传输的问题进行了研究,设计了一套基于蓝牙通信技术的低功耗多路数据采集系统;该系统采用8路12位的模拟信... 详细信息

针对磁、惯性等传感器在转台标定及温箱试验过程中存在有线串口传输存在连接复杂、数据传输干扰严重以及受设备限制使得数据无法传输的问题进行了研究,设计了一套基于蓝牙通信技术的低功耗多路数据采集系统;该系统采用8路12位的模拟信号采集电路和3路数字信号采集电路,并通过混合编帧的设计将不同传输速率的传感器数据进行存储和传输,该系统采集通道可灵活配置和快速切换,可接收RS-232、RS-422和RS-485串口通信,实现了多路传感器数据的无线通信传输;试验结果表明,在转台试验和温箱试验环境下其数据有效传输距离能够达到6米左右,传输速率可达50 kbps,丢帧率低于0.1%,满足了在有线串口连接传输距离不够、受干扰严重情况下的应用,简化和改进了传统有线串口通信方式。

关键词：传感器蓝牙多路采集无线通信传输速率混合编帧

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水下生物导航行为研究综述

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导航与控制 2025年第2期 27-47页

作者：刘晓晨张琳英王炫伊邸航李函远申冲唐军刘俊省部共建动态测试技术国家重点实验室中北大学仪器与电子学院

近年来，水下导航技术在深海探索和水下作业中的应用前景逐渐受到广泛关注。然而，传统导航方法在复杂水下环境中的应用存在一定的局限性。相比之下，水下生物凭借其卓越的适应性和精准的导航能力，展示了在复杂水下环境中生存与定位的... 详细信息

近年来，水下导航技术在深海探索和水下作业中的应用前景逐渐受到广泛关注。然而，传统导航方法在复杂水下环境中的应用存在一定的局限性。相比之下，水下生物凭借其卓越的适应性和精准的导航能力，展示了在复杂水下环境中生存与定位的独特优势。综述了八类水下生物的导航机制，详细分析了生物在磁、电、声、视觉、化学及重力/惯性等多维度信息的感知、获取与处理过程，进而揭示了其导航行为背后的生物学原理，并探讨了这些机制对水下仿生导航技术发展的启示。最后，总结了在当前生物导航行为研究中存在的限制与挑战，并展望了未来的发展方向，旨在为水下仿生导航技术的优化与应用提供理论依据和技术支持。

关键词：生物导航机理仿生导航水下导航生物信息感知

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基于硅MEMS技术的高灵敏度微型光纤法布里-珀罗压力传感器

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光子学报 2024年第5期53卷 149-157页

作者：李文豪贾平岗王军薛波万顺侯凯耀熊继军中北大学仪器与电子学院省部共建动态测试技术国家重点实验室太原030051

基于微机电系统技术设计制备了一种微型化光纤法布里-珀罗传感器,具备高灵敏度和可批量制造的特点。传感器内部的法珀腔由刻蚀后的SOI晶圆与BF33玻璃阳极键合而成,传感器敏感膜片采用了绝缘衬底上的单晶硅材料。采用激光精细切割技术对... 详细信息

基于微机电系统技术设计制备了一种微型化光纤法布里-珀罗传感器,具备高灵敏度和可批量制造的特点。传感器内部的法珀腔由刻蚀后的SOI晶圆与BF33玻璃阳极键合而成,传感器敏感膜片采用了绝缘衬底上的单晶硅材料。采用激光精细切割技术对传感器单元进行独立分离,使得单个传感器的整体外径仅为400μm,高度为220μm。在此基础上,搭建了信号解调实验平台,并对传感器的感压特性进行了详尽测试。测试结果显示,在0~50 kPa的压力范围内,传感器的压力灵敏度可达到18.5 nm/kPa,最大非线性度为0.47%,重复性为0.18%,迟滞为0.18%。此外,该传感器具有体积小、灵敏度高、电磁兼容、生物兼容以及稳定性强等优点,在生物医学和医疗领域具备巨大的商业转化价值。

关键词：光纤传感器法布里-珀罗微型化压力测量微机电系统

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基于石英MEMS技术的光纤法布里-珀罗高温压力传感器

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光子学报 2022年第6期51卷 204-213页

作者：李加顺贾平岗王军刘佳安国文熊继军中北大学仪器与电子学院动态测试技术省部共建国家重点实验室太原030051

提出并实验验证了一种全石英光纤法布里-珀罗高温动态压力传感器,利用MEMS技术及三层石英玻璃高温热压键合技术实现了传感器敏感单元的批量化制造。为了减小传感器的温度系数,将敏感单元、中空石英管及镀金光纤通过CO_(2)激光熔接技术... 详细信息

提出并实验验证了一种全石英光纤法布里-珀罗高温动态压力传感器,利用MEMS技术及三层石英玻璃高温热压键合技术实现了传感器敏感单元的批量化制造。为了减小传感器的温度系数,将敏感单元、中空石英管及镀金光纤通过CO_(2)激光熔接技术进行熔接,从而实现全石英结构光纤压力传感器的制作。对制作的传感器进行了高温静压及常温动压测试,高温静压实验结果表明传感器能在800℃,1 MPa温压环境下正常工作,且传感器表现出了良好的高温稳定性及超低温度系数(0.069 nm/℃)。常温动压测试结果表明传感器能实现2 kHz的动态压力测量。由于该种传感器具有全石英无胶粘结构,可批量化制造敏感单元以及超低温度系数的优点,使得该种全石英光纤法布里-珀罗动态压力传感器在高温环境下的动态压力测量领域具有潜在的应用潜力。

关键词：光纤传感器法布里-珀罗干涉石英压力测量

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多光谱雷达-红外兼容超宽带隐身超表面

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光学学报 2024年第20期44卷 260-268页

作者：王佳云康晋峰屈增段俊萍张斌珍中北大学仪器与电子学院省部共建动态测试技术国家重点实验室山西太原030051

随着目标隐身的需求日益增长,以及多光谱结合探测技术的应用越来越广泛,对多光谱结合隐身技术的研究显得尤为紧迫。本文提出并制备了一种基于高集成度超表面的超宽带多光谱隐身材料,并对其进行了测试。该材料由雷达吸波层和红外屏蔽层组... 详细信息

随着目标隐身的需求日益增长,以及多光谱结合探测技术的应用越来越广泛,对多光谱结合隐身技术的研究显得尤为紧迫。本文提出并制备了一种基于高集成度超表面的超宽带多光谱隐身材料,并对其进行了测试。该材料由雷达吸波层和红外屏蔽层组成,能够在雷达频段4.16~23.15 GHz范围内实现超过90%的电磁屏蔽,雷达散射截面(RCS)缩减达到-10 dB以上。同时,在红外频段3~14μm范围内,该材料的红外发射率低于0.3。通过等效电流分布和等效电路模型对超表面的工作原理进行了分析,并探讨了其工作性能的角度稳定性。此外,制备样品的实验测试结果与仿真计算结果相吻合。

关键词：表面光学超表面多光谱雷达隐身红外隐身超宽带

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