检索结果-内蒙古大学图书馆

光谱学与光谱分析 2019年第1期39卷 142-149页

作者：王玉田刘凌妃张立娟张正帅刘婷婷王书涛商凤凯燕山大学河北省测试计量技术及仪器重点实验室河北秦皇岛066004 河北环境工程学院河北秦皇岛066102

水作为生命之源与人类的生存息息相关,近年来关于水环境污染的报道越来越多,不容忽视。实验以萘酚的两种同分异构体1-萘酚、2-萘酚的混合物作为研究对象,提出了一种新的算法,通过对混合物的三维荧光光谱进行分析来实现水中萘酚的定性定... 详细信息

水作为生命之源与人类的生存息息相关,近年来关于水环境污染的报道越来越多,不容忽视。实验以萘酚的两种同分异构体1-萘酚、2-萘酚的混合物作为研究对象,提出了一种新的算法,通过对混合物的三维荧光光谱进行分析来实现水中萘酚的定性定量分析。利用FS920稳态荧光光谱仪对配制的混合溶液进行扫描得到荧光光谱数据,并对数据进行一系列的预处理去除拉曼散射和瑞利散射的影响。将解决盲源分离(BSS)问题的独立成分分析(ICA)算法应用到荧光光谱定性定量分析问题当中,盲源分离技术就是将测量得到的混合信号作为处理对象进行分解,实现未知系统中源信号的求解,并得到混合矩阵。对混合物中单一物质的识别与测量与盲源分离问题类似。采用基于负熵最大的快速独立成分分析(FastICA)算法对实验数据进行分解,将所有样本的三维荧光光谱数据沿发射波长方向展开成为向量,得到一个大小为(N×M)的矩阵(N为样本数,M为波长数),将该矩阵作为快速独立成分分析的输入进行独立分量提取,输出分别为单组分物质的展开荧光光谱和混合矩阵。FastICA算法的关键是利用牛顿迭代算法得到解混矩阵,但迭代过程中复杂的求导问题会使计算量增大、迭代速度减慢,针对该算法存在的问题,提出用差分法(又称为双点弦截法)代替求导的解决方法。为了验证算法的可行性,用改进后的算法和原有算法分别对荧光光谱数据进行了五次独立分量提取实验,原有算法平均运行时间为17.78s,而改进后的算法平均运行时间为3.22s,比原有算法提高了14.56s,有效地减少了计算量,改善了FastICA算法的迭代速度并且使其收敛性更加稳定。通过实验结果可以看出改进后的算法得到的光谱更接近真实的光谱。利用快速独立成分分析算法分解得到的混合矩阵与物质浓度相关,这是物质定量分析的依据,但它们之间的关系可能是非线性的,采用能实现非线性拟合的支持向量回归机(SVR)进行回归预测,将混合矩阵和实际浓度矩阵分别作为SVR的输入和输出,利用遗传算法(GA)对支持向量回归机的参数进行优化选择,并选择径向基核函数(RBF函数)作为SVR的核函数,建立回归模型,实现对荧光光谱的定量分析。1-萘酚的拟合相关系数(r)为0.998 6,样品回收率(Recovery rate)为96.75%～104.2%,预测均方根误差(RMSEP)为0.119μg·L^(-1);2-萘酚的拟合相关系数为0.998 8,样品回收率为96.8%～105.5%,预测均方根误差为0.1μg·L^(-1),预测结果比较令人满意,符合预测要求。实验证明改进的基于负熵最大的FastICA-SVR算法能实现对混合物中1-萘酚、2-萘酚准确有效的识别和测量,并且改进之后加快了算法的分解速度。

关键词：萘酚光谱分解独立成分分析支持向量回归机样品回收率

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基于交替三线性分解的芳烃类化合物荧光光谱

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激光与光电子学进展 2018年第9期55卷 427-433页

作者：王玉田刘凌妃王书涛张正帅燕山大学河北省测试计量技术及仪器重点实验室河北秦皇岛066004

基于交替三线性分解(ATLD)研究了芳烃类化合物的荧光光谱。通过完整集成经验模态分解(CEEMDAN)及小波软阈值算法对荧光光谱进行了去噪处理,处理后信噪比为28.51,均方根误差为3.52×10~3。ATLD算法能成功分辨出1-萘酚、2-萘酚和萘,... 详细信息

基于交替三线性分解(ATLD)研究了芳烃类化合物的荧光光谱。通过完整集成经验模态分解(CEEMDAN)及小波软阈值算法对荧光光谱进行了去噪处理,处理后信噪比为28.51,均方根误差为3.52×10~3。ATLD算法能成功分辨出1-萘酚、2-萘酚和萘,三种物质的回收率分别为96%~103.3%,97.24%~103.9%和97.2%~103.6%。结果表明,ATLD算法对芳烃类化合物具有良好的预测性能。

关键词：光谱学荧光光谱学交替三线性分解完整集成经验模态分解回收率

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基于光谱吸收和荧光检测技术的新型光纤气体传感系统(英文)

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红外与激光工程 2012年第8期41卷 2141-2146页

作者：王书涛崔彦彦燕山大学测试计量技术及仪器河北省重点实验室河北秦皇岛066004

设计了一个完整的光纤气体测量系统,提高了检测SO2浓度精确度和读取时间。光路检测系统和分配系统相结合,用于实现在气体传感系统中光谱吸收检测技术和荧光检测技术的有效集成,从而可以扩大本仪器的应用领域和测量范围。光源调制锁定检... 详细信息

设计了一个完整的光纤气体测量系统,提高了检测SO2浓度精确度和读取时间。光路检测系统和分配系统相结合,用于实现在气体传感系统中光谱吸收检测技术和荧光检测技术的有效集成,从而可以扩大本仪器的应用领域和测量范围。光源调制锁定检测技术和双光路差检测技术也被结合在该系统中。在测量吸收光信号和荧光信号中,使用高精度空心光子带隙光纤传感探头,实现了较高的精度和灵敏度。实验数据和测量的结果表明,该系统具有较高的分辨率,大约为2 ppm,并且误差小于0.109。

关键词：光纤气体光谱吸收荧光二氧化硫

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基于特征峰值积分法的调和油组分含量的测量（英文）

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光谱学与光谱分析 2016年第1期36卷 298-302页

作者：徐婧侯培国王玉田潘钊燕山大学电气工程学院河北省测试计量技术与仪器重点实验室河北秦皇岛066004

目前食用调和油市场混乱,存在混淆概念、随意冠名、以次充好等问题,特别是调和油成分和配比标准模糊不清。国家食用调和油标准历经八年仍未能如期出台,其根本原因在于缺乏对调和油中植物油定性及定量检测的有效方法。食用调和油是由不... 详细信息

目前食用调和油市场混乱,存在混淆概念、随意冠名、以次充好等问题,特别是调和油成分和配比标准模糊不清。国家食用调和油标准历经八年仍未能如期出台,其根本原因在于缺乏对调和油中植物油定性及定量检测的有效方法。食用调和油是由不同的植物油按一定比例混合而成,含有丰富的营养成分,在日常生活中经常使用。不同的植物油含有特定的组成成分,将各种植物油进行混合可以充分利用其中的营养物质,使调和油中营养成分更加均衡,有利于人的身体健康。因此准确测定调和油中单一植物油的含量可以有效对调和油市场进行监管。同时由于调和油中植物油种类是确定的,仅需对其含量进行准确测定。利用三维荧光光谱对调和油中植物油含量进行测定,提出一种新的数据处理方法,采用拟蒙特卡洛原理对选定的特征区域进行特征峰积分,结合神经网络方法求解非线性方程组,得出调和油中各单一植物油含量。选用花生油,大豆油,葵花油为研究对象,用不同比例单一植物油调和成食用调和油,不考虑每种单一植物油的具体组分,仅将其作为整体研究。通过测定10组不同调和比例的调和油的回收率,验证特征峰积分法的有效性,为高灵敏度检测混合物复杂组分含量提供一种有效方法,与常用的解线性方程组测定混合物组分浓度的方法进行比较,回收率的准确度提高,可以用于食品质量检测人员对食用调和油中所用植物油种类及含量进行检测,为国家标准的出台提供一种有效参考。

关键词：光谱学特征峰峰值积分拟蒙特卡洛食用调和油

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光纤光栅温度调谐技术的发展与展望

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光学技术 2012年第2期38卷 244-249页

作者：张颖吴艳微李刚李伟李红杰陈佳妹燕山大学河北省测试计量技术及仪器重点实验室河北秦皇岛066004

介绍了光纤光栅调谐技术的基本原理。分别对基于半导体制冷器、电阻丝、双肩梁结构、镀膜光纤光栅的温度调谐方法进行了分析和综述。展望了光纤光栅温度调谐技术未来的发展。

关键词：光纤光栅调谐温度调谐温度增敏

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一种基于EEMD-SVD和FCM的轴承故障诊断方法

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计量学报 2016年第1期37卷 67-70页

作者：张立国康乐金梅李盼燕山大学河北省测试计量技术与仪器重点实验室

提出了一种基于总体平均经验模式分解（EEMD）和奇异值分解（SVD）的模糊C均值聚类（FCM）相结合的轴承故障诊断方法。首先对轴承信号进行EEMD分解，得到若干个平稳的本征模函数（IMF），再通过相关性分析筛选包含主要信息的前几个分量... 详细信息

提出了一种基于总体平均经验模式分解（EEMD）和奇异值分解（SVD）的模糊C均值聚类（FCM）相结合的轴承故障诊断方法。首先对轴承信号进行EEMD分解，得到若干个平稳的本征模函数（IMF），再通过相关性分析筛选包含主要信息的前几个分量进行奇异值分解，然后将得到的奇异值矩阵作为特征向量，通过FCM模糊聚类进行识别。实验结果表明，此方法可有效地对轴承故障类型进行识别。

关键词：计量学总体平均经验模式分解奇异值分解模糊C均值聚类轴承故障诊断

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带多孔硅表面缺陷腔的半无限光子晶体Tamm态及其折射率传感机理

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物理学报 2014年第24期63卷 252-257页

作者：陈颖范卉青卢波燕山大学电气工程学院测试计量技术及仪器河北省重点实验室秦皇岛066004

结合表面缺陷半无限光子晶体Tamm态与多孔硅光学传感机理,在光子晶体表面缺陷腔中引入多孔硅,并利用其高效的承载机制,提出基于多孔硅表面缺陷光子晶体Tamm态的折射率传感结构.在半无限光子晶体中缺陷腔与原来的周期性分层介质结构的界... 详细信息

结合表面缺陷半无限光子晶体Tamm态与多孔硅光学传感机理,在光子晶体表面缺陷腔中引入多孔硅,并利用其高效的承载机制,提出基于多孔硅表面缺陷光子晶体Tamm态的折射率传感结构.在半无限光子晶体中缺陷腔与原来的周期性分层介质结构的界面上存在Tamm态,通过入射角度调制使其在缺陷腔中实现多次全反射,并在缺陷腔中加入吸收介质,使谐振波长在缺陷腔中完成衰荡,从而在反射谱中得到缺陷峰;调整光子晶体参数,使缺陷峰的半高全宽得到优化,提高其品质因数(Q值);在此基础上,根据Goos-H?nchen相位移与谐振波长的关系,建立由待测样本折射率改变所导致的多孔硅表面吸附层有效折射率变化与缺陷峰值波长漂移之间的关系模型,并分析其折射率传感特性.结果表明,此生物传感结构Q值为1429,灵敏度为546.67 nm/RIU,证明了该传感结构的有效性,可为高Q值和高灵敏度折射率传感器的设计提供一定的理论参考.

关键词：光子晶体多孔硅表面缺陷腔折射率传感器

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基于信号稀疏表示和瞬态冲击信号多特征提取的滚动轴承故障诊断

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计量学报 2019年第5期40卷 855-860页

作者：孟宗殷娜李晶燕山大学河北省测试计量技术及仪器重点实验室

在滚动轴承故障信号特征分析中,针对瞬态冲击信号稀疏表示和特征提取问题,提出一种基于IChirplet原子的故障信号多重特征提取方法。在分析故障信号特点的基础上,构建IChirplet原子库,利用优化的OMP算法进行原子寻优,然后提取IChirplet... 详细信息

在滚动轴承故障信号特征分析中,针对瞬态冲击信号稀疏表示和特征提取问题,提出一种基于IChirplet原子的故障信号多重特征提取方法。在分析故障信号特点的基础上,构建IChirplet原子库,利用优化的OMP算法进行原子寻优,然后提取IChirplet原子的时频参数和重构信号的敏感特征作为特征参量,通过PSO_SVM实现故障分类。实验证明IChirplet原子与滚动轴承故障信号有较好的匹配性,且多重特征的提取能够有效表征故障信息,更准确地判断轴承故障类型。

关键词：计量学滚动轴承故障诊断稀疏分解 IChirplet原子多重特征提取

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蚁群循环定位算法在WSNs节点定位中的应用

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计量学报 2015年第4期36卷 365-369页

作者：张立国任立彬金梅李盼张志福燕山大学河北省测试计量技术与仪器重点实验室

针对无线传感网络中测距和定位算法复杂、精度不高的问题，提出了一种基于蚁群算法的循环定位算法。首先，利用接收信号强度指示（RSSI）方法测量距离，并建立信号衰减模型来计算测距公式。然后，利用循环定位算法对8个锚节点进行循环... 详细信息

针对无线传感网络中测距和定位算法复杂、精度不高的问题，提出了一种基于蚁群算法的循环定位算法。首先，利用接收信号强度指示（RSSI）方法测量距离，并建立信号衰减模型来计算测距公式。然后，利用循环定位算法对8个锚节点进行循环定位，将定位结果的平均值作为盲节点的最佳位置。最后，将该算法与加权质心定位算法和三边测量法进行对比，实验结果表明，循环定位算法的定位精度和稳定性更佳。

关键词：计量学节点定位无线传感网络 RSSI 蚁群循环定位算法

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基于自适应Kalman滤波的平面阵列电容成像

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物理学报 2021年第11期70卷 299-307页

作者：张玉燕殷东哲温银堂罗小元燕山大学电气工程学院秦皇岛066004 燕山大学测试计量技术及仪器河北省重点实验室秦皇岛066004

针对平面阵列电极边缘电场和病态特性严重影响电容图像重建质量的问题,提出了一种改进的自适应Kalman滤波图像重建算法来同时减小电容及介电常数矩阵的噪声,在构建引入噪声的平面阵列电容成像状态模型的基础上,利用极大似然准则来对介... 详细信息

针对平面阵列电极边缘电场和病态特性严重影响电容图像重建质量的问题,提出了一种改进的自适应Kalman滤波图像重建算法来同时减小电容及介电常数矩阵的噪声,在构建引入噪声的平面阵列电容成像状态模型的基础上,利用极大似然准则来对介电常数矩阵噪声方差阵进行在线估计及实时修正,并且通过对系统误差协方差矩阵进行动态加权的方法来对此算法的收敛速度进行优化.通过一种复合材料结构件进行缺陷检测实验,结果表明与LBP, TR正则化及Kalman滤波算法相比,自适应Kalman滤波算法图像误差最高可降低约20%,图像相关系数高达0.79,收敛速度提升约15%,说明自适应Kalman滤波算法对提升重建图像质量的有效性.此研究对提高平面阵列电容成像的量化精度有着重要意义.

关键词：平面阵列电极电容图像重建自适应Kalman滤波复合材料极大似然准则

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