课程文献中心 更多>>

关键词： 分布式光纤传感   拉曼散射   卷积神经网络   去噪  

摘要： 针对地下电缆温度监测问题，提出一种基于卷积神经网络的分布式拉曼温度传感系统。由于拉曼散射光非常弱，因此该系统的信噪比对于系统性能的影响非常大，如何有效地去除噪声目前成了该领域的关键问题。传统去噪方法有的需要对传统传感系统的硬件进行调整，有的消耗时间较长不灵活，都无法较好地且方便地实现去噪功能。提出引用卷积神经网络对大量仿真数据进行学习，然后用仿真数据和真实数据对该训练好的模型进行验证，实验表明，基于卷积神经网络的去噪算法能够有效的去除分布式拉曼温度传感系统的噪声。

关键词： Electroweak Interaction   Neutrino Detectors and Telescopes (experiments)   Beyond Standard Model  

摘要： Charge Coupled Devices (CCD) are being used for reactor neutrino experiments and have already demonstrated their potential in constraining new physics models. The prospect of a Skipper-CCD experiment looking for standard and beyond standard model (BSM) physics in a nuclear reactor has been evaluated for different benchmark scenarios. Here, we report the first installation of a 2-g Skipper-CCD inside the containment building of a 2 GWth nuclear power plant and analyze its performance throughout its first 18 months of operation. The sensor was successfully deployed at Atucha II, in Argentina, 12 meters away from the center of the reactor core. We discuss the challenges involved in the commissioning of the detector and present data acquired during reactor ON and reactor OFF periods, with the sensor functioning with a sub-electron readout noise of 0.17 e-. Based on an exposure of 56.8 g day reactor ON and two reactor OFF data sets with a total exposure of 118.1 g day we characterize the system and evaluate the sensitivity to CEvNS. We achieved a background rate of 33 kdru and a low threshold of 45 eVee. The ongoing efforts to improve sensitivities to CEvNS and BSM interaction are also discussed.

关键词： 超声检测   服役钢轨   轨底缺陷   全断面检测   横向裂纹   钢轨探伤车  

摘要： 我国铁路向高速和重载方向发展对服役钢轨的质量提出了越来越高的要求,服役钢轨缺陷危及行车安全,因此及时有效检测服役钢轨中的缺陷具有重要意义.当前主要采用超声方法对服役钢轨轨头、轨腰及轨底中部的缺陷进行检测,尚未有适用于轨底两侧缺陷的超声自动化检测方法,轨底两侧缺陷因无法被有效检出而持续扩展,成为钢轨断轨的主要原因之一.针对当前轨底缺陷检测的不足,提出适用于服役钢轨轨底缺陷的超声无损检测方法,并研制设计相应的检测装置.以检测轨底两侧的横向裂纹为主,通过对超声探头主声束覆盖范围的分析,制定轨底缺陷全面检测的方案;考虑轨底扣件等影响,设计专用的装夹装置,确保探头处于可检测位置,提出淋水耦合方法解决轨底耦合的难题.选取60 kg/m钢轨,在轨底不同位置设计并人工加工为横向裂纹,通过改进的钢轨探伤车进行检测试验,结果表明,研究方法可以实现不同位置缺陷的有效检测.研究成果为后续服役钢轨轨底缺陷乃至全断面缺陷的自动检测提供了有效的解决方案.

关键词： 接触网   附加导线   分布式光纤传感   实时在线监测  

摘要： 铁路接触网附加导线故障具有早期发现困难、偶发性强、故障定位难度大等特点，直接影响接触网系统运行可靠性的提升，对行车安全构成潜在威胁。提出通过架设光纤复合附加导线并设置监测系统的方案，利用分布式光纤技术实时监测附加导线运行状态并实现列车运行位置监测，重点围绕监测系统方案、导线监测、列车运行状态监测等开展论述。该监测方案具有灵敏度高、监测距离长、不受隧道等环境限制等优势，可实现接触网架空附加导线重大故障、列车运行状态的实时监测，提升了运维效率和安全可靠性。同时为搭建具有实时监测、实时评价、实时报警等特点的智能接触网系统提供了基础技术支撑。

关键词： 星敏感器   遮光罩   光纤面板   点源透过率   杂散光  

摘要： 杂散光会严重影响星敏感器光学系统的成像质量，现有抑制杂散光的方法多采用遮光罩等，其对小角度的杂散光抑制能力较为有限且尺寸较大。针对上述问题，提出了一种基于光纤面板抑制视场内外杂散光的方法。通过仿真软件分析了三种系统——仅含遮光罩系统、仅含探测器前光纤面板系统、探测器前光纤面板和遮光罩二者结合系统，并对比研究了三种系统在不同视场角下的点源透射率情况。验证了光纤面板对小角度入射（10°-20°）杂散光的抑制能力优于遮光罩；在大角度入射光下，加入光纤面板亦能有效抑制杂散光，视场角25°的条件下，点源透射率降低至3.8×10-5以下。创新性地提出采用光纤面板取代传统遮光罩对系统杂散光进行抑制，对促进星敏感器技术的小型化具有重要的工程意义。

关键词： 超导   光纤传感   专利信息   文献信息   分析  

摘要： 针对超导领域光纤传感技术传输速度快及测量精度高等优点，本文利用智慧芽数据库，从全球专利视角对超导领域光纤传感技术相关研究进行可视化分析，重点对近20年超导领域光纤传感技术相关专利及文献数据进行分析。分析结果表明，近20年超导领域光纤传感技术专利申请量为1240件，其中发明专利占比97.34%，主要申请国家（地区）主要为美国和中国，申请量分别为670件和163件。专利研发主要集中于传感器设计和应用领域拓展，其中分布式光纤测温技术是超导领域的重点技术领域之一，在后端信号处理方面技术研发较为分散。超导领域光纤传感技术正处于专利生命周期的稳定发展期，可从产业政策、技术布局、技术合作等方面推动超导领域光纤传感技术的发展，为超导状态监测领域提供更多有效的方案。

关键词： 车载式系统   轨道综合检测   轨道几何参数   钢轨轮廓   轨道状态  

摘要： 针对轨道专用检测车挤占“天窗”资源、作业频率低、无法实现在线检测的局限，研制电客车车载式轨道综合检测系统，实现车载在线检测，并通过人工智能和识别算法技术，对检测结果进行分析、筛选，及时检出超限病害进而指导合理养护，以保证列车运行安全。该系统主要由轨道几何参数检测系统、钢轨轮廓检测系统、轨道状态巡检系统组成。轨道几何参数检测系统基于惯性轨迹法对轨道几何参数实时采集和分析，可实现各参数重复性偏差均小于0.5 mm；钢轨轮廓检测系统基于PLICP (Point-to-Line Iterative Closest Point)法，可实现95%置信度重复性偏差均小于0.2 mm的磨耗检测；轨道状态巡检系统基于卷积神经网络深度学习法对钢轨、扣件、轨枕、道床等进行伤损检测分析，可实现检查对象完整覆盖和高清成像，且缺陷识别最小尺寸满足5.0 mm×5.0 mm检测需求。重复性、准确性等验证试验结果均表明，该轨道综合检测系统可以满足各项检测指标的精度要求。

关键词： 无源光网络   数字电路设计   低密度奇偶校验码   高速编码器  

摘要： 【目的】低密度奇偶校验码（LDPC）由于接近香浓限的纠错性能取代里德-所罗门码（RS）成为50G无源光网络（PON）场景下新的前向纠错码，但是由于其本身编码以及协议中译码矩阵的高复杂性使其难以在硬件上实现，【方法】文章首先改进了R. Urbanke（RU）编码算法使其支持译码矩阵的列交换，在此基础上设计了三段式流水高速编码架构，资源消耗小，不需要等到收集完固定长度的信息位，编码时延小，能够支持任意码型，同时针对丢失指示等异常情况进行了健壮性设计。【结果】基于统一验证方法学（UVM）验证，代码覆盖率达到98%，编码器能够正确处理协议规定的3种码型，应对各种异常情况，在Intel Stratix 10 FPGA开发板上进行FPGA原型验证，4个编码器的逻辑资源占用只有14%，数据吞吐量达到50Gbps。【结论】文章提出的改进RU编码算法和三段式流水高速编码架构在硬件实现中以低延时和低资源消耗实现了50Gbps的数据吞吐量，能够正确处理协议规定的所有码型并有效应对各种异常情况，为50G PON场景中的LDPC编码器的硬件部署提供了一种高效可行的解决方法，具有重要的应用前景。

关键词： 无人机巡检   极端环境   架空输电线路   缺陷检测   系统设计  

摘要： 针对当前极端环境架空输电线路缺陷检测存在的不足，提高极端环境架空输电线路缺陷检测效果，设计基于无人机巡检的极端环境架空输电线路缺陷检测系统。采集环境数据，传送至无人机伺服模块，电子调速器依据数据调节无人机舵机偏转角度与转速，采集架空输电线路图像，图像利传送至地面数据处理中心，缺陷检测单元利用基于决策树方法得到缺陷检测结果。实验证明:系统可以有效检测架空输电线路的断线、断股、绝缘子散落等缺陷，提升架空输电线路的运行安全性。

关键词： 高温传感器   热应力   多物理场   压电  

摘要： 针对极端环境下高温传感器的可靠性受限于热应力，导致传感器零漂和温漂甚至失效的问题，提出了一种基于热-结构耦合的高温压电式力传感器热应力计算方法及其有限元模型。基于平衡方程和热-弹性理论，建立了传感器热弹性力学物理方程，分析了封装材料和温度对压电式力传感器热应力的影响规律。通过分析高温环境下压电式力传感器的热应力分布，确定传感器应力集中位置。对传感器热应力进行溯源，得到封装材料和晶组材料的热膨胀系数不一致导致热失配应力产生。将随机振动功率谱密度转换为加速度时域信号，利用多物理场耦合方法，分析得到传感器的热应力最大为134.61 MPa，小于材料的屈服强度300 MPa，验证了传感器在高温、高压和随机振动综合环境下具有良好的可靠性。通过研究氧化铝和氧化锆绝缘层对传感器最大热应力的影响，研究结果表明，温度为420 ℃时氧化铝绝缘层传感器最大热应力比无绝缘层传感器最大热应力小9.18 MPa，比氧化锆绝缘层传感器最大热应力小79.31 MPa，该工作可为高温环境下减小传感器热应力措施提供一定的参考。