检索结果-内蒙古大学图书馆

电池 2025年第1期55卷 71-77页

作者：朱永平程博熊聪丁聪湖北工业大学机械工程学院湖北武汉430068 现代制造质量工程湖北省重点实验室湖北武汉430068

针对软包装锂离子电池表面缺陷特征尺度不一、缺陷检测时小目标检测效果差的问题,提出基于改进YOLOv5的软包装锂离子电池表面缺陷检测算法。首先,将感受野注意力卷积(RFCAConv)融合到Bottleneck结构中,并替换主干网络中的卷积层(Conv),... 详细信息

针对软包装锂离子电池表面缺陷特征尺度不一、缺陷检测时小目标检测效果差的问题,提出基于改进YOLOv5的软包装锂离子电池表面缺陷检测算法。首先,将感受野注意力卷积(RFCAConv)融合到Bottleneck结构中,并替换主干网络中的卷积层(Conv),通过有效提取感受野空间特征,提升模型整体性能;其次,将大型可分离核注意力(LSKA)融合到快速空间金字塔池化(SPPF)模块中,增强多尺度特征的提取能力;最后,将P2目标检测层融入路径聚合网络(PANet),提高模型对边缘细节信息的抓取能力,增强模型对小尺度缺陷特征的提取能力。改进后的YOLOv5s算法,均值平均精度为89.1%,较原模型提高4.8个百分点,每秒帧数达40.0,能够满足软包锂离子电池表面缺陷实时检测的需求。

关键词： YOLOv5算法锂离子电池缺陷检测感受野注意力卷积(RFCAConv) 可分离大核注意力 P2检测层

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变厚度板中水平剪切波的传播特性分析

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中国机械工程 2020年第4期31卷 417-424页

作者：宋小春文辉涂君张旭黄松岭湖北工业大学现代制造质量工程湖北省重点实验室武汉430068

为研究超声导波在储罐壁板等变壁厚结构中的传播特性,建立了SH波在空间自由边界中的传播模型,基于各向同性弹性介质Navier-Stokes方程,推导了变厚度板中SH波的频散方程,分析了变厚度板中水平剪切波走时t与倾斜角θ间的相互作用关系;通... 详细信息

为研究超声导波在储罐壁板等变壁厚结构中的传播特性,建立了SH波在空间自由边界中的传播模型,基于各向同性弹性介质Navier-Stokes方程,推导了变厚度板中SH波的频散方程,分析了变厚度板中水平剪切波走时t与倾斜角θ间的相互作用关系;通过简谐点源的远场响应并引入板厚与传播位移的非线性关系,得出了变厚度板中SH波的远场响应方程。在此基础上,仿真分析和实验验证了水平剪切波在不同倾斜角变厚度板中的传播特性,结果表明:在变厚度板的薄端激励水平剪切波并沿结构表面传播时,无频散现象,且无波包分离现象;但随着变厚度板倾斜角θ增大,水平剪切波的走时和接收信号幅值均逐渐递减,且呈非线性关系。

关键词：水平剪切波变厚度板传播特性频散走时

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面向汗液的可穿戴柔性电化学传感器研究进展

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材料工程 2024年第2期52卷 78-91页

作者：陈晨李嘉夕聂磊湖北工业大学机械工程学院现代制造质量工程湖北省重点实验室武汉430068

汗液中含有人体诸多生理信息,如电解质、代谢物、激素、温度等。基于汗液的可穿戴式传感器可对多模态生物指标实现分子层面上的实时、连续、非侵入式监测,在运动感知、疾病预防以及健康管理等领域具有重大发展潜力,而被广泛研究。本文... 详细信息

汗液中含有人体诸多生理信息,如电解质、代谢物、激素、温度等。基于汗液的可穿戴式传感器可对多模态生物指标实现分子层面上的实时、连续、非侵入式监测,在运动感知、疾病预防以及健康管理等领域具有重大发展潜力,而被广泛研究。本文阐述了可穿戴汗液传感器集成结构中基底、集汗、传感、电源和决策五大模块,着重强调了纳米结构(如金属基、碳基等材料)在电化学传感敏感材料中表现出的优异性能及应用,最后讨论了可穿戴汗液传感器在微量汗液收集及多参数传感中物理化学变量的可变性等方面存在的挑战。针对汗液收集和实时校准两个关键问题,提出可穿戴汗液传感未来发展方向包括仿生微流控技术和多参数反馈调控方法,实现微量汗液高效收集及精确检测,将有效推动汗液传感在慢性重大疾病实时预警的应用和发展。

关键词：汗液传感器可穿戴电化学纳米结构柔性集成结构

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基于自适应条纹的高反光表面三维面形测量方法

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光学学报 2020年第5期40卷 113-121页

作者：冯维汤少靖赵晓冬赵大兴湖北工业大学机械工程学院现代制造质量工程湖北省重点实验室湖北武汉430068

提出了一种基于图像融合和插值预测的自适应条纹投影方法。该方法首先基于多幅掩模图像融合求取了最佳投影灰度值所需的饱和阈值,并结合插值预测查找算法求得了最佳投影灰度值;然后通过降低整体投影强度,在不饱和情况下进行了坐标匹配,... 详细信息

提出了一种基于图像融合和插值预测的自适应条纹投影方法。该方法首先基于多幅掩模图像融合求取了最佳投影灰度值所需的饱和阈值,并结合插值预测查找算法求得了最佳投影灰度值;然后通过降低整体投影强度,在不饱和情况下进行了坐标匹配,最终生成自适应条纹;最后将生成的自适应条纹投射至被测物体,并利用外差式多频相移法进行了相位解算和三维面形重构。实验结果表明:所提方法实现了局部过曝区域的相位信息的完整提取,绝对方向和正向的平均误差与标准偏差值均小于传统方法,且绝对方向平均误差减少了84.1%,正向标准偏差值减少了69.4%。所提方法有效地解决了高反光物体三维面形测量的难题。

关键词：测量面形测量高反光表面自适应条纹图像融合插值预测多频相移

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基于相差识别的半导体激光器温度精密测量与控制

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光电子．激光 2013年第2期24卷 239-245页

作者：王选择曾志祥钟毓宁翟中生刘文超湖北工业大学机械工程学院湖北武汉430068 湖北工业大学湖北省现代制造质量工程重点实验室湖北武汉430068

作为干涉测量系统的光源,半导体激光器的工作状态受温度的影响比较大。当外界的温度发生改变时,激光器的输出波长会发生改变,出现了干涉条纹不清晰的现象,大大影响了干涉测量。因此温度的控制对干涉的测量显得尤为重要。对半导体激光器... 详细信息

作为干涉测量系统的光源,半导体激光器的工作状态受温度的影响比较大。当外界的温度发生改变时,激光器的输出波长会发生改变,出现了干涉条纹不清晰的现象,大大影响了干涉测量。因此温度的控制对干涉的测量显得尤为重要。对半导体激光器的温度进行精密控制,是半导体激光器在实际应用中首要考虑的问题。本文利用利用RC滤波电路和热敏电阻提出了一种不同于常规电桥处理的方法,即基于相差识别的温度传感原理,对半导体激光器的温度实时控制。利用二阶滤波电路产生了高稳定度的信号源,基于QuartusⅡ开发平台利用Verilog HDL设计了计数模块。负温度系数的热敏电阻器作为温度测量器件,并和激光器以及TEC组合在一起。半导体制冷器TEC作为控温执行元件,设计了对半导体激光器进行控制的温度装置,提高干涉条纹的质量。实验表明,不管是升温控制还是降温控制,系统控制的响应速度比较快,温度被控制在一定温度下,干涉条纹信号稳定。该系统的温度稳定精度达到0.01℃。

关键词：半导体激光器相差识别温度传感温度控制

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激光选区微织构增强不锈钢表面冷凝传热

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表面技术 2019年第11期48卷 202-210页

作者：娄德元刘庆梅胜杨少坤翟中生郑重成健刘顿湖北工业大学机械工程学院湖北省现代制造质量工程重点实验室

目的针对特殊润湿性表面常用的化学法修饰具有高污染、热阻大和加工周期长的缺点,采用无化学的激光选区微织构技术增强不锈钢表面冷凝传热性能。方法用纳秒脉冲光纤激光正交扫描微织构不锈钢表面,获得正方形网格沟槽-凸起结构的超亲水表... 详细信息

目的针对特殊润湿性表面常用的化学法修饰具有高污染、热阻大和加工周期长的缺点,采用无化学的激光选区微织构技术增强不锈钢表面冷凝传热性能。方法用纳秒脉冲光纤激光正交扫描微织构不锈钢表面,获得正方形网格沟槽-凸起结构的超亲水表面,在电热恒温干燥箱中热处理降低其表面自由能,获得接触角156.7°与滚动角4.2°的不锈钢超疏水表面。然后对超疏水表面进行激光二次微织构,制备出楔形超疏水-超亲水选区微织构表面。通过SEM、XPS及三维光学显微镜分析表面形貌、化学成分及三维轮廓。对比单一超亲水、超疏水及原始表面,测得试样背面温度、冷凝水量和冷凝液滴平均脱落直径,根据相关冷凝传热理论公式计算出四种试样的表面冷凝传热系数。结果冷凝实验表明,楔形选区微织构表面冷凝传热系数可达到(159.7±1.8) W/(m^2·K),其表面冷凝液滴平均脱落直径达到1.2 mm,约为单一超疏水表面冷凝传热系数的2.0倍,冷凝液滴平均脱落直径为全超疏水的55%。结论选区微织构表面超亲水楔形通道对液流有自驱动作用,使冷凝液快速汇聚后脱离冷凝表面,这一选区微织构图案相比单一原始、超亲水及超疏水表面拥有更好的冷凝传热效果;同时表面冷凝液滴平均脱落直径减小,从而具有更高的冷凝传热系数。

关键词：不锈钢冷凝传热系数选区微织构纳秒激光楔形通道

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逐像素调制的高反光表面三维测量方法

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中国光学 2022年第3期15卷 488-497页

作者：冯维徐仕楠王恒辉熊芝王选择翟中生湖北工业大学机械工程学院武汉430068 现代制造质量工程湖北省重点实验室武汉430068

高反光表面的三维面形测量是光学三维测量领域的难题之一,本文提出一种基于逐像素调制的高反光表面三维测量方法,可解决光学三维测量中因过度曝光而导致的相位信息无法获取的问题。首先,通过投影最大灰度值的灰度图识别饱和像素点的位置... 详细信息

高反光表面的三维面形测量是光学三维测量领域的难题之一,本文提出一种基于逐像素调制的高反光表面三维测量方法,可解决光学三维测量中因过度曝光而导致的相位信息无法获取的问题。首先,通过投影最大灰度值的灰度图识别饱和像素点的位置;然后,依据投影低灰度下横纵条纹图进行过饱和区域坐标匹配,并结合一种新的相机-投影仪强度映射关系,逐像素求解过饱和像素点的最佳投影灰度值;最后,投影重新生成自适应条纹投影序列,并结合多频外差相移法用于相位恢复和三维重建。实验结果表明:所提方法的间距平均误差和标准偏差均小于文中其他方法所得的测量值,相对于传统方法,该方法的平均误差减少了61.9%,标准偏差减少了67.7%。本文所提方法的调制度高,速度快,能保证很高的测量精度。

关键词：三维测量逐像素调制高反光表面自适应条纹投影

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纳秒-飞秒激光复合制备TC4合金高抗反射表面

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中国表面工程 2023年第5期36卷 156-166页

作者：成健陈宇龙谢丰黄志远李帅翟中生刘顿湖北工业大学机械工程学院武汉430068 现代制造质量工程湖北省重点实验室武汉430068

单一使用皮秒或者飞秒激光器制备抗反射表面已经可以取得很好的结果,但是其加工效率不满足工业生产的需要。提出利用纳秒-飞秒激光复合制备金属高抗反射表面的方法和思路。使用纳秒、飞秒两种激光器对TC4钛合金表面进行刻蚀处理,在金属... 详细信息

单一使用皮秒或者飞秒激光器制备抗反射表面已经可以取得很好的结果,但是其加工效率不满足工业生产的需要。提出利用纳秒-飞秒激光复合制备金属高抗反射表面的方法和思路。使用纳秒、飞秒两种激光器对TC4钛合金表面进行刻蚀处理,在金属表面引入微纳米结构,使其在电磁波波长200~2500 nm间的反射率降低至2%以内并分析作用机理。首先利用纳秒激光在TC4钛合金表面刻蚀槽状结构,该结构在波长200~2500 nm的最佳平均反射率为5.76%,飞秒激光扫描后,平均反射率降低至3.5%。然后,构造复合结构在槽状结构基础上进一步优化金属表面的抗反射性能,在波长200~2500 nm的最佳平均反射率为1.87%。最后,制备复合结构,制备中其表面形貌呈现出对齐状和蜂窝状两种微孔排列方式。设计并验证控制激光脉冲起始位置方法,可制备出稳定蜂窝状结构,蜂窝状孔排列的复合结构在波长200~2500 nm的最佳平均反射率可降低至1.63%。单位面积内蜂窝状复合结构的有效表面占比更大;同时可以附着更多的纳米颗粒,由于纳米粒子的激元共振效应,加之纳米颗粒团尺寸不同,其吸收峰从单一频率拓宽至一个频率带,金属表面的光吸收性能提升。复合制备的抗反射表面性能达到甚至超越单一使用飞秒或皮秒激光器制备的金属抗反射表面,并且不改变金属本身的性质,对其他对金属表面降低反射率有借鉴作用。

关键词：激光加工微纳米结构抗反射表面钛合金

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钢轨电磁超声SV波与表面波多维集成检测

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机械工程学报 2021年第18期57卷 42-48页

作者：涂君蔡卓越张旭宋小春湖北工业大学机械工程学院武汉430068 现代制造质量工程湖北省重点实验室武汉430068

中国铁路总运营里程近14万km,大量钢轨服役时间较长,可能存在较多安全隐患。电磁超声作为一种非接触式、高穿透性的检测技术,可实现对钢轨的高效全面在线检测。然而,由于电磁超声存在换能效率低的问题,通常需要使用大功率激励装置来驱... 详细信息

中国铁路总运营里程近14万km,大量钢轨服役时间较长,可能存在较多安全隐患。电磁超声作为一种非接触式、高穿透性的检测技术,可实现对钢轨的高效全面在线检测。然而,由于电磁超声存在换能效率低的问题,通常需要使用大功率激励装置来驱动其正常工作,单通道体积与功耗均较大。而钢轨由于承受恶劣环境的影响,需要一种能全面覆盖的高效低耗检测技术。因此,提出了一种面向钢轨的电磁超声垂直偏振剪切(Shear vertical,SV)波与表面波多维集成检测方法。结合SV波和表面波的共性,在单一电磁超声曲折线圈中加载含有两个不同频率段的脉冲信号进行激励,同时产生SV波和表面波,分别完成对钢轨轨头表面和轨腰缺陷的多维检测。通过有限元仿真和试验得出,本方法对人工加工的轨头表面刻槽和轨腰横通孔实现了同时检测,并利用分频滤波完成了两种缺陷信号的分离。所提出的电磁超声SV波与表面波多维集成检测不仅实现了对钢轨检测的低成本、高效率检测,还能够相互消除两种超声波检测技术的盲区,达到优势互补的目的。

关键词：电磁超声钢轨 SV波表面波多维检测

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基于多智能体的舰船装备健康状态仿真评估方法

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中国机械工程 2022年第10期33卷 1169-1177页

作者：丁善婷王淼董正琼聂磊湖北工业大学机械工程学院武汉430068 湖北省现代制造质量工程重点实验室武汉430068

考虑到海况对舰船安全航行和任务执行有着重大影响,提出了一种基于多智能体技术的装备健康状态仿真评估方法。在分析舰船装备航行任务的基础上,建立了“任务-装备-维保-环境”装备健康状态模型,针对海洋环境因素对装备性能、维保能力的... 详细信息

考虑到海况对舰船安全航行和任务执行有着重大影响,提出了一种基于多智能体技术的装备健康状态仿真评估方法。在分析舰船装备航行任务的基础上,建立了“任务-装备-维保-环境”装备健康状态模型,针对海洋环境因素对装备性能、维保能力的影响,制定了环境智能体的内部规则和通信机制,可实现不同海况条件下舰船装备的健康状态评估。以某舰船动力系统为例,分别在0级、5级和7级海况下对其巡航任务下的健康状态进行分析与评估,仿真结果表明:相比0级海况,动力系统在5级和7级海况下健康度和任务成功率均有所降低,量化评估结果与专家定性评估结果趋势一致。

关键词：舰船装备海洋环境多智能体系统健康状态评估

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