检索结果-内蒙古大学图书馆

光子学报 2022年第6期51卷 315-323页

作者：任帅庄炜董明利王永千闫光吴越北京信息科技大学光电测试技术及仪器教育部重点实验室北京100192 北京信息科技大学光纤传感与系统北京实验室北京100016

针对调制光栅Y分支(Modulated Grating Y-branch,MG-Y)激光器难以实现特定波长稳定准连续调谐问题,提出一种基于K近邻模型的MG-Y激光器波长查找表构建方法。该方法基于K近邻模型,快速分类得到左、右光栅准连续调谐区域,依据MG-Y激光器... 详细信息

针对调制光栅Y分支(Modulated Grating Y-branch,MG-Y)激光器难以实现特定波长稳定准连续调谐问题,提出一种基于K近邻模型的MG-Y激光器波长查找表构建方法。该方法基于K近邻模型,快速分类得到左、右光栅准连续调谐区域,依据MG-Y激光器相位调谐特性,采用牛顿非均匀插值方法实现了MG-Y激光器波长精细调谐。实验结果表明,按照该表控制激光器的输出光波长准确度为2 pm,稳定性为0.7 pm,F-P标准具解调波长稳定性为1.73 pm,FBG解调波长稳定性为1.75 pm,FBG解调波长相关系数R大于0.9525。该方法可控制MG-Y激光器实现稳定的波长准连续调谐,满足光纤传感解调应用需求。

关键词： MG-Y激光器波长控制 K近邻查找表连续调谐

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旋转机械运行稳定性劣化的1.5维谱特征提取方法

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中国机械工程 2015年第23期26卷 3208-3213页

作者：蒋章雷徐小力北京信息科技大学现代测控技术教育部重点实验室北京100192

风电机组是一种典型的大型旋转机械,其运行状态具有变工况、非平稳特点,运行中工况和负载等非故障因素的变化会造成信号能量产生变化,因此传统的基于能量的振动级值及功率谱方法难以有效实现运行稳定性劣化特征的提取。针对该情况,研究... 详细信息

风电机组是一种典型的大型旋转机械,其运行状态具有变工况、非平稳特点,运行中工况和负载等非故障因素的变化会造成信号能量产生变化,因此传统的基于能量的振动级值及功率谱方法难以有效实现运行稳定性劣化特征的提取。针对该情况,研究了高阶累积量运行稳定性劣化特征提取方法,提出了基于敏感性、趋势性、差异性、一致性判断特征提取方法的趋势预测适用性的方法,通过转子实验台多种劣化类型下不同劣化程度状态的实验研究,检验了1.5维谱方法对状态劣化的敏感性、趋势性、差异性、一致性,评估了该方法作为特征提取手段的性能,解决了风电机组传动系统运行稳定性劣化的状态诊断、劣化趋势预测中特征提取方法的选择缺少理论依据的问题。

关键词：传动系统稳定性劣化 1.5 维谱特征提取

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基于全保偏光纤的反射式双折射干涉温度传感器

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仪器仪表学报 2020年第8期41卷 120-128页

作者：毕付张东亮鹿利单孙广开孟凡勇北京信息科技大学光电测试技术及仪器教育部重点实验室北京100192 北京信息科技大学光纤传感与系统北京实验室北京100016

为了解决透射式光纤温度传感结构不利于测试、灵敏度不高的问题,提出并设计了反射式熊猫型保偏光纤双折射干涉温度传感器。首先通过理论分析并数值仿真研究了熊猫型保偏光纤传感臂长度、转轴角度与温度传感灵敏度之间的关系,并通过在传... 详细信息

为了解决透射式光纤温度传感结构不利于测试、灵敏度不高的问题,提出并设计了反射式熊猫型保偏光纤双折射干涉温度传感器。首先通过理论分析并数值仿真研究了熊猫型保偏光纤传感臂长度、转轴角度与温度传感灵敏度之间的关系,并通过在传感臂端面镀金的方式提高反射率。在此基础上,搭建了光纤温度传感测试系统,测试结果表明,在转轴熔接45°、保偏光纤传感臂长度L=80 cm的条件下,50℃~56℃范围内传感器灵敏度可以达到2.741 nm/℃;在保偏光纤传感臂长度为L=7 cm、转轴熔接30°的条件下,65℃~76℃范围内传感器灵敏度为1.400 nm/℃。最后,把设计的温度传感器用于卫星模型温度的测量实验,验证了传感器应用的可行性及有效性。不同波长波谷的漂移量与温度变化呈现良好的线性关系。

关键词：温度传感器熊猫型保偏光纤双折射

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浮空器柔性复合蒙皮变形光纤光栅传感方法

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振动．测试与诊断 2022年第6期42卷 1198-1205,1249页

作者：刘炳锋孙广开何彦霖董明利北京信息科技大学光电测试技术及仪器教育部重点实验室北京100192 北京信息科技大学光纤传感与系统北京实验室北京100016

针对浮空器气囊蒙皮变形的实时监测需求,提出了基于光纤光栅(fiber Bragg grating,简称FBG)的柔性复合蒙皮变形传感方法。根据蒙皮材料的多层结构特点及光纤光栅传感原理,设计了“光纤光栅-粘贴层-基体”的柔性蒙皮传感结构。通过对传... 详细信息

针对浮空器气囊蒙皮变形的实时监测需求,提出了基于光纤光栅(fiber Bragg grating,简称FBG)的柔性复合蒙皮变形传感方法。根据蒙皮材料的多层结构特点及光纤光栅传感原理,设计了“光纤光栅-粘贴层-基体”的柔性蒙皮传感结构。通过对传感结构进行理论分析,得知平均应变传递效率随粘贴层剪切模量增加而增大。实验采用GD414和DP420两种不同剪切模量的粘接剂将光纤传感器粘接在柔性蒙皮表面,建立了传感解调实验系统。分析了浮空器柔性复合蒙皮变形光纤光栅传感器灵敏度及重复性,研究了两种不同胶接剂封装下光纤光栅中心波长随曲率变化的关系,结果显示剪切模量较大的DP420胶接剂封装的FBG具有良好的线性度和重复性,其灵敏度可达145.4 pm/m-1。对浮空器柔性复合蒙皮变形进行重构分析,验证了传感方法的可行性。研究结果表明,光纤光栅传感器可用于柔性复合蒙皮变形监测,在浮空器气囊蒙皮形态监测中具有广阔的应用前景。

关键词：浮空器柔性复合蒙皮光纤光栅表贴式传感器胶粘剂灵敏度

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基于端面镀膜和基底增敏的级联法布里-珀罗光纤温度传感器

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仪器仪表学报 2020年第11期41卷 105-111页

作者：刘福禄张钰民孟凡勇骆飞祝连庆北京信息科技大学光电测试技术及仪器教育部重点实验室北京100016 北京信息科技大学光纤传感与系统北京实验室北京100192

为实现高精度温度传感,设计了一种基于端面镀膜和铝合金基底增敏的级联法布里-珀罗(Fabry-Perot,FP)结构的光纤温度传感器.传感器采用3个端面镀金膜的单模光纤构成级联FP结构,并将此结构封装在热膨胀系数较大的铝合金基底上.级联FP结构... 详细信息

为实现高精度温度传感,设计了一种基于端面镀膜和铝合金基底增敏的级联法布里-珀罗(Fabry-Perot,FP)结构的光纤温度传感器.传感器采用3个端面镀金膜的单模光纤构成级联FP结构,并将此结构封装在热膨胀系数较大的铝合金基底上.级联FP结构中第一FP腔介质为空气,第二FP腔介质为光纤.端面镀金膜可增加光谱干涉对比度,金属基底可增加第一FP腔随温度的长度改变量并提升温度测量灵敏度.该级联FP传感器具有良好的线性度和优异的灵敏度并能通过改变空气腔的封装尺寸可实现灵敏度的调整.传感器测试结果表明传感器反射谱的条纹对比度达18 dB,在25 ～ 50℃范围内其相关系数为0.999 3,温度灵敏度为2.812 nm/℃,灵敏度较单一的光纤FP腔干涉仪提高了255倍.

关键词：级联法布里-珀罗温度传感器端面镀膜温度灵敏度

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时变小样本条件下基于对比学习的故障诊断

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电子测量与仪器学报 2024年第8期38卷 113-123页

作者：乔万刘秀丽吴国新黄金鹏北京信息科技大学现代测控技术教育部重点实验室北京100192

时变工况下的故障诊断往往具有高度动态性,而小样本下模型学习受限使得问题更加棘手。针对上述情况,提出了基于对比深度卷积网络的故障诊断方法:首先,针对数据样本量小的特点,利用速度变化引起的振动数据分布差异,无需进行人工操作自然... 详细信息

时变工况下的故障诊断往往具有高度动态性,而小样本下模型学习受限使得问题更加棘手。针对上述情况,提出了基于对比深度卷积网络的故障诊断方法:首先,针对数据样本量小的特点,利用速度变化引起的振动数据分布差异,无需进行人工操作自然实现数据增强;然后,在数据处理过程中,采用不同转速下相同健康状态的振动数据作为正样本,同时将不同健康状态下的振动数据作为负样本,通过比较样本之间的相似度来提取关键特征,从而缩小正样本之间的距离,同时增大负样本之间的距离;最后采用对比训练方式进行训练优化,将对比损失和交叉熵损失加权组合作为综合损失函数,使模型在学习特征表示的同时能有效进行分类任务。将该方法分别应用于两种不同时变转速下轴承故障数据集进行案例研究。试验结果表明,所提模型不仅在特征提取和分类任务中表现优异,而且在数据匮乏和时变转速工况下均能实现高准确率的故障诊断。验证了所提模型在处理时变小样本数据方面表现出较高的可行性和有效性,且优于其他先进诊断方法。

关键词：对比学习时变工况小样本深度卷积网络故障诊断

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旋转机械运行稳定性劣化的高阶累积量特征提取方法

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中国机械工程 2016年第2期27卷 160-167页

作者：蒋章雷徐小力北京信息科技大学现代测控技术教育部重点实验室北京100192

研究了基于高阶累积量理论的1.5维谱、四阶累积量对角切片谱方法在提取运行稳定性劣化特征方面的性能;从敏感性、趋势性、差异性、一致性角度,讨论了两种特征提取方法的趋势预测适用性。基于构建的转子实验台进行转子系统多种劣化类型... 详细信息

研究了基于高阶累积量理论的1.5维谱、四阶累积量对角切片谱方法在提取运行稳定性劣化特征方面的性能;从敏感性、趋势性、差异性、一致性角度,讨论了两种特征提取方法的趋势预测适用性。基于构建的转子实验台进行转子系统多种劣化类型下不同劣化程度状态的特征提取实验,检验两种方法作为特征提取手段的性能,解决了风电机组传动系统运行稳定性劣化的状态诊断、劣化趋势预测中特征提取方法的选择缺少理论依据的问题。

关键词：风电机组稳定性劣化 1.5维谱四阶累积量对角切片谱特征提取

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基于光纤光栅的软体机器人末端力测量方法研究

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红外与激光工程 2021年第7期50卷 212-220页

作者：汤晨何彦霖祝连庆孙广开北京信息科技大学光电测试技术与仪器教育部重点实验室北京100192 北京信息科技大学光纤传感与系统北京实验室北京100016

手术机器人的末端操作力测量是实现机器人精准控制的关键,对保证手术操作的安全性至关重要。文中针对微创手术软体机器人末端三维力测量的实际需求,提出一种基于光纤光栅的微创软体机器人末端三维力的测量方法。基于光纤光栅传感原理,... 详细信息

手术机器人的末端操作力测量是实现机器人精准控制的关键,对保证手术操作的安全性至关重要。文中针对微创手术软体机器人末端三维力测量的实际需求,提出一种基于光纤光栅的微创软体机器人末端三维力的测量方法。基于光纤光栅传感原理,分析光纤传感器植入在软体机器人中的传感特性,建立基于最小二乘法线性标定和基于伯恩斯坦多项式非线性补偿的软体机器人末端力解耦模型,研究光纤光栅中心波长漂移量和软体机器人末端三维力之间的关系。并通过实验测试和对比分析验证了基于线性标定和非线性解耦算法的光纤传感软体机器人末端力测量性能研究结果表明:光纤光栅传感的可重复性平均为1.5 pm,末端力在XYZ三个方向上的测量精度误差均低于满量程的5%,且残差分布大部分集中在可靠区间,具有良好的重复性。所提出的基于光纤光栅的软体机器人末端力解耦算法为微创手术软体机器人的末端力精确测量提供了有效的方法,在生物医学等软体机器人的末端力测量中具有应用前景。

关键词：光纤光栅力传感器软体机器人

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特种芯光纤光镊技术研究进展

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中国光学（中英文） 2023年第6期16卷 1293-1304页

作者：李红朱应鑫周雅妮王海波董明利祝连庆北京信息科技大学光电测试技术及仪器教育部重点实验室北京100192 北京信息科技大学光纤传感与系统北京实验室北京100016

光纤光镊具有结构简单、操作灵活、尺寸小的特点,在生化分析、生命科学等领域有广泛应用。特殊纤芯结构的光纤探针在近场倏逝波光阱力、纤芯光束耦合传输、微流控技术交叉协同应用等方面具有天然优势,能实现细胞、亚细胞级微粒收集、输... 详细信息

光纤光镊具有结构简单、操作灵活、尺寸小的特点,在生化分析、生命科学等领域有广泛应用。特殊纤芯结构的光纤探针在近场倏逝波光阱力、纤芯光束耦合传输、微流控技术交叉协同应用等方面具有天然优势,能实现细胞、亚细胞级微粒收集、输运等功能,可以显著提升微粒的三维捕获能力以及动态操纵水平。本文综述了不同纤芯结构光纤光镊的结构特点与应用技术研究进展,对特种芯光纤光镊系统中探针制备、激光光源、耦合方式等关键技术进行了梳理和对比,总结与展望了不同结构特种芯光纤在光纤光镊中的作用与发展。

关键词：光纤光镊特种光纤微粒操纵微流控

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引入应变灵敏度矩阵的探针形状光纤测量方法

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红外与激光工程 2021年第12期50卷 400-408页

作者：何超江何彦霖骆飞祝连庆北京信息科技大学光电测试技术与仪器教育部重点实验室北京100192 北京信息科技大学光纤传感与系统北京实验室北京100016

介入探针形状监测技术能够为医生在手术中提供重要参考信息,是保证手术安全性的必要手段。为提高介入探针形状测量精度,文中提出一种引入应变灵敏度矩阵的光纤光栅传感阵列介入探针形状测量方法。首先,基于光纤光栅传感理论,分析了植入... 详细信息

介入探针形状监测技术能够为医生在手术中提供重要参考信息,是保证手术安全性的必要手段。为提高介入探针形状测量精度,文中提出一种引入应变灵敏度矩阵的光纤光栅传感阵列介入探针形状测量方法。首先,基于光纤光栅传感理论,分析了植入在探针中光纤光栅波长漂移量与其应变的关系,同时引入了应变灵敏度矩阵,研究了光纤光栅中心波长漂移量与其弯曲曲率的关系。然后,推导了探针的局部单元几何参数关系和坐标转换方程,建立了基于光纤光栅的探针形状测量模型。最后,为了验证引入应变灵敏度矩阵对形状测量精度的影响,对植入光纤光栅传感阵列的介入探针进行了不同弯曲状态下的形状测量实验,对比分析了引入应变灵敏度矩阵前后形状测量的误差。实验结果表明,引入光纤光栅应变灵敏度矩阵可有效提升介入探针的测量精度,在不同弯曲情况下,介入手术探针末端偏移量平均误差降低了1.385 mm,最大误差降低了3.317 mm。文中所提出的基于光纤光栅传感阵列的形状测量方法在介入手术柔性医疗器械的形状重构方向具有广阔的应用前景。

关键词：光纤布拉格光栅应变灵敏度形状传感介入手术探针

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