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关键词： 分布式光纤应变传感(DFOSS)   预应力钢筒混凝土管(PCCP)   应变-挠度转换   多输出向量机回归(MSVR)  

摘要： 线路经过山区的埋地预应力钢筒混凝土管（PCCP， prestressed concrete cylinder pipe）易受落石冲击而出现漏水、爆管等结构安全问题。为了在落石灾害发生后及时对PCCP的结构安全状态进行评价，需要通过安全监测系统及时获取结构的变形信息。分布式光纤应变传感（DFOSS， Distributed Fiber Optic Strain Sensing）技术具有空间分辨率高、抗电磁干扰能力强等优点，适用于长距离埋地PCCP的变形监测。但光纤实际测量的是结构应变，难以直接反映管道的挠度变形情况，需要研究将DFOSS实测结构应变转换为PCCP挠度的方法。本文提出采用基于贝叶斯优化的多输出向量机回归（BO-MSVR， Bayesian Optimization- Multiple-output Support Vector Regression）模型来实现光纤实测应变与管道挠度的智能转换，并基于有限元数值模拟的数据，对建立的转换模型进行验证。分析结果表明，基于BO-MSVR的应变-挠度智能转换模型具有精度高和鲁棒性强的特点，可应用于实际工程。

关键词： 光纤光栅   输电杆塔   自动化监测   应变计   倾角计   解调系统  

摘要： 针对传统电子类传感器在输电杆塔安全监测中存在易受电磁干扰、布线复杂、信号不能远距离传输等问题，文章研究了一种基于光纤光栅传感技术的输电杆塔在线自动化监测系统。设计了光纤光栅应变计和倾角计，用于监测输电杆塔敏感位置的倾斜角度及应力变形，研制了光纤光栅解调仪用于数据的实时采集、处理以及传输。仪器试验及工程应用表明，该系统能够实现输电杆塔结构健康状态的安全自动监测，准确度高、稳定性好、响应速度快，为保障电网的安全稳定运行提供了更全面的监测手段，具有推广价值。

关键词： 分布式光纤管道   监测技术   长距离输水工程   运用措施  

摘要： 为保证青岛市黄水东调承接工程通水后的运行安全,提高输水系统的管理水平和应急处理能力,开展了分布式光纤管道监测技术应用于长距离输水工程的研究.首先,本文介绍了光纤管道监测的基本原理及结构,并从技术可行性、系统稳定性等方面对光纤传感系统进行了分析;其次,结合工程特点,提出了基于分布式智能处理技术的管道监测系统架构,对不同的工况条件下管道内液位变化的实时监测进行了讨论;最后,以具体工程为例,探讨了光纤监测系统在该工程中的具体运用.本项目所形成的研究成果有利于推动我国长距离输水型水利工程的信息化建设,可供同类工程参考借鉴.

关键词： 光纤陀螺   热致零漂   光路对称性   分布式测试   零漂误差抑制  

摘要： 光纤陀螺（FOG）作为一种高精度角速度传感器，在惯性导航、定位定向和姿态控制中扮演着至关重要的角色。然而，光纤陀螺光路热致零漂误差是限制陀螺精度提升的关键因素之一。通过分析Shupe效应、Mohr效应及交扰效应，解释了热致零漂误差的产生机理；从内因（几何对称性和物理对称性）和外因（环境影响和物理场激励）两方面归纳了影响零漂误差的不同因素；进一步讨论了对内因和外因的关键因素（如光路的应变和温度分布）检测的布里渊光时域分析（BOTDA）技术、光频域反射（OFDR）技术以及拉曼光时域反射（ROTDR）技术的研究现状；最后介绍了光纤环绕制工艺的优化、特种光纤的应用、尾纤长度的调整以及温度补偿技术等多种抑制热致零漂误差的措施和方法。上述研究为恶劣环境下导航级光纤陀螺测量精度和环境适应性的进一步提升奠定了基础。

关键词： 定位   复杂环境   激光传感器   视觉传感器   环境判断   回环检测  

摘要： 为了解决在某些低纹理或障碍物少场景下SLAM系统定位精度低的问题，提出一种基于环境判断的激光视觉融合定位算法。该算法通过比较激光传感器和视觉传感器所获取的信息量判断当前环境是有利于激光传感器还是视觉传感器。为每个传感器设置一个权重，根据各传感器信息所占权重对位姿进行优化以提高定位精度。此外，由于激光传感器获取的纹理信息有限，采用激光传感器进行回环检测误差较大。为提高回环检测精度，依据环境判断的结果动态决定是使用激光传感器还是视觉传感器进行回环检测，再对机器人位姿进行全局优化，以平摊误差。实验结果证明，在复杂环境下，相较于改进前的算法，所提算法精确度更高，在mh＿02＿easy、V1＿02＿medium、V1＿03＿difficult 3个序列中的误差分别为0.031/0.025、0.040/0.037、0.036/0.033，能很好地贴合真实轨迹。

关键词： 光纤光栅传感器   应变状况   无损检测   检测参数   应变真实值   Fiber Grating Sensor   Strain Condition   Non-Destructive Testing   Detection Parameters   True Value of Strain  

摘要： 光纤光栅传感器应用于道路工程最早可以追溯到21世纪初，目前作为一种常见的检测工具，光纤光栅应变传感器可以对道路结构的应变状况进行监测，凭借其灵敏度高、耐腐蚀、抗电磁干扰、使用寿命长等优点，在路面无损检测中发挥越来越重要的作用。本文对目前光纤光栅传感器的安装工艺和检测参数的提取进行了整理和分析。通过前人的研究可以证明光纤光栅传感器在数据修正后，可以作为沥青路面应变真实值的检测工具。

关键词： 超声波测厚   FPGA   多通道采集  

摘要： 针对金属管道壁厚的高效自动检测需求，设计了基于FPGA的多通道超声波金属壁厚检测系统。系统硬件部分以Xilinx Spartan 6 FPGA为控制核心，由超声波发射与接收电路共同组成，由FPGA实现对4个超声波通道的依次循环激励及信号接收处理。提出了一种新型的回波信号处理方法，将高频微弱回波信号处理成TTL方波信号，通过FPGA计算表征金属壁厚的表面波与一次底波、表面波与缺陷回波的时间间隔。设计上位机程序，上位机通过千兆以太网传与FPGA通讯，进行厚度计算与显示。实验结果表明：设计的超声波金属壁厚检测系统分辨率小于0.05 mm，实现了4通道信号采集和处理。采用FPGA的多通道超声波检测仪设计实现了对器件壁厚的高效、精确测量与识别。

关键词： 现场可编程门阵列(FPGA)   AD5933芯片   阻抗检测   皮肤阻抗  

摘要： 人体皮肤状态信息的评估与研究在现代生活中愈发重要，而实际应用又缺乏便捷的仪器设备能够直接反映表皮组织信息，因此设计了一种基于现场可编程门阵列（FPGA）的表皮阻抗测量系统，并对人体表皮的阻抗值进行了实验测量研究。本系统以FPGA处理器为控制核心，高精度阻抗转换芯片AD5933及其外围电路作信号采集功能，两者之间通过I2C总线协议来传输数据与控制信号，采集得到的数据经过FPGA处理器进行相应的校准和计算处理后，通过RS232串口传输至PC端上位机进行显示，实现对表皮阻抗信息的实时采集与显示。实验结果表明，该系统运行快速稳定，可以比较准确地测量表皮的阻抗值，实现实时观察阻抗值变化情况的功能。