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关键词： 光纤通信   科研反哺教学   Optisystem   可视化  

摘要： 光纤通信原理与系统作为光电信息科学与工程专业的重要课程,其开设旨在使学生充分了解光纤通信的基础知识,培养学生对光纤通信的基本技能素养和新科技、新方法的运用技能,近年来光纤通信技术的飞速发展也导致了光纤通信系统的容量和速度的巨大提升。光纤通信科研与教学之间的协同已经成为培养学生科研创新思维能力与实践能力的重要抓手,本文阐述了将科研融入教学的若干尝试,包括引入光纤通信系统仿真软件Optisystem;构建光纤通信系统光发射端、光纤传输线路和光接收端的详细可视化结构;通过Optisystem仿真软件分析光纤通信系统信号眼图和误码率动态特性。通过科研反哺教学的方式,将光纤通信科研实践成果引入教学中,一方面可以使光纤通信原理与系统课程中的基本概念与工作流程更加直观;另一方面可以培养学生的科研创新思维与实践能力。该教学改革与实践对具有创新精神与创新意识的光电信息科学与工程学术型人才培养有一定的意义。

关键词： 光纤传输   航空发动机   控制系统   电磁防护   整机试验   分布式控制  

摘要： 为了提高发动机控制系统的耐电磁辐射能力,减轻系统传输电缆的质量,以全权限数字电子控制系统为基础,提出了一种基于光纤的系统重构和传输方案,开展光纤数据传输技术研究。设计了整套光纤链路的方案,完成了光纤组件的硬件加工,并在主、备系统间建立光纤传输路径,对设计的光纤传输链路开展了半物理和整机试验验证。结果表明:光纤传输技术可用于航空发动机控制系统信号传输,设计的光纤传输链路可耐受发动机的恶劣机械环境,并能稳定可靠地传输数据;当主系统部分功能失效时,通过光纤传输可获取备份系统信号,实现主控系统的故障重构,提高了系统的可靠性。通过项目研究,为未来新一代分布式控制系统的研制积累了技术经验。

关键词： 压力管道   管道机器人   环形阵列探头   相控阵超声  

摘要： 压力管道检测是确保工业生产可靠性的关键,为了延长管道使用寿命并预防安全事故,必须定期进行有效检测和维护。然而,由于管道内部空间狭小且传输介质有害,难以实施人工检测。传统的抽样检测和挖掘法存在稳定性、效率和准确性低的问题。开发了一种基于爬行机器人技术的管道内部相控阵超声扫描检测系统,解决了现有设备体积大、成本高、移动不畅和耦合不佳的问题。设计了一种环形相控阵探头,结合胶膜水囊耦合装置,进行了实际工业管道中的探头性能测试。结果表明,设计的探头灵敏度高,在厚壁管道检测中具有良好的信噪比,能够准确检测缺陷的位置和大小;设计的系统提高了管道检测的效率和准确性,满足了工业生产的可靠性要求。

关键词： 脉冲激光   锁模   碲化钒(VTe_(2))   光纤激光器   可饱和吸收体(SA)  

摘要： 将亚微米层状结构的碲化钒(VTe_(2))与聚乙烯醇(PVA)充分混合,制备了VTe_(2)-PVA可饱和吸收体(SA)薄膜。利用紫外分光光度计测量了其线性吸收特性,发现其在400~1800nm波段均具有良好的吸收,证明VTe_(2)-PVASA薄膜具有优异的宽带吸收特性。将制备好的VTe_(2)-PVASA薄膜置于跳线端面并接入搭建的掺铒光纤激光腔内,构建了一个全光纤结构的纳秒锁模脉冲光纤激光器。该激光器输出的锁模脉冲中心波长为1568.15nm,3dB带宽为0.639nm,脉冲宽度为4.3ns。采用掺铒光纤激光腔结构,锁模脉冲最大平均输出功率为1.123mW。实验结果表明亚微米层状结构的VTe_(2)具有作为一种低成本的新型可饱和吸收材料的潜力,为被动锁模脉冲光纤激光器的发展开辟了新的道路。

关键词： 荧光录井   岩屑   深度学习   图像分割   智能检测  

摘要： 针对当前荧光录井检测方法存在激活光源单一、定量评估精度较差及检测计算方法复杂等问题,研制了一种基于人工智能的录井岩屑荧光智能检测系统,以便快速检测出含油物质。针对不同岩屑样本的特性,可以根据岩屑类型和面积自由调节灯源波长,并配合工业相机对岩屑样本进行拍摄,采集易于深度学习算法检测的高清图像;使用嵌入于移动端的改进DeepLab v3+算法进行岩屑荧光检测,计算出荧光占比,并在移动设备屏幕上展示出计算结果和检测效果图。不同岩屑样本的测试结果表明,系统对岩屑荧光检测的平均交并比达到72.73%,能够在保证准确性与时效性的同时,实现对岩样中荧光区域的有效量化。基于改进DeepLab v3+算法的岩屑荧光智能监测系统解决了人工探测岩屑荧光过程中存在的不确定因素,能够满足荧光录井技术对岩屑荧光检测的现场应用要求。

关键词： PLC   触摸屏   温度模块   热电偶   触摸屏   温度模块   热电偶  

摘要： 铜线漆包线是在高温环境下生产,经拉丝机拉线后,再经RO水蒸汽清洁油污,加热软化上绝缘漆再烘烤,根据生产条件需求,产品质量要求,生产车无法车间,空气不流畅,导致环境温度高,无冷却风机,只有楼顶排气风机,其主要控制部件“接触器”由分立旋钮开关、接触器和按钮开关及时间继电器元件组成。故障率高,维修线路复杂,能耗又高,为了提高排气风机的效率,降低环境温度,又节能降耗,操作方便,自动控制,减少故障,将接触器和时间继电器控制器改为PLC、变频器、触摸屏和热电偶控制。节能排气系统自动控制的关键是能迅速而准确地检测温度,经热电偶检测温度模拟量信号传送给PLC A/D温度模块,A/D温度模块读取模拟量传输给PLC,进行内部程序运算后,并由PLC输出控制信号控制楼顶排气运行,从而根据春、夏、秋、冬四季温度高低,自动控制风机运行的数量,提高排气性能和运行效率,改善环境,降低故障率,节能降耗的目的。

关键词： 光纤传感系统   偏振衰弱   改进Adamax算法   高压电缆   定位精度  

摘要： 为提高长距离高压电缆局部放电信号光纤检测的可靠性和定位精度,解决分布式光纤传感系统中的偏振衰弱和相位漂移问题,搭建接入偏振控制器的光纤传感检测系统模型对电缆局部放电超声特性进行分析,提出了一种基于改进偏振控制的自适应矩估计最大值优化算法(adaptive moment estimation max,Adamax).通过调整偏振控制器的驱动电压以减小偏振衰弱,基于MATLAB对算法的衰减率、噪声幅度、控制精度等参数进行仿真计算,结果表明改进算法比Adam算法平均迭代步数降低了约35%,控制收敛精度可达到10-4级.在15 km高压电缆系统进行了光纤传感局部放电定位检测实验,结果表明改进的偏振控制算法定位精度为±12 m.验证了分布式光纤传感系统中偏振控制器和改进算法的可靠性和定位精度,为基于大数据的高压输电设备绝缘状态监测提供技术支撑.

关键词： 隧道施工   光纤微动   地表探测   不良地质  

摘要： 传统的城市地表探测方法存在观测空间不足、数据串扰和信号提取困难等问题,寻找新的探测方法至关重要。光纤微动探测技术具有较强的抗干扰能力、较高的场地适应性、高效的数据采集以及对周围环境影响小等特点,非常适合在城市环境中使用。本研究以济南市某盾构区间为案例,运用光纤微动探测技术采集数据并反演成像,成功查明了盾构区间的不良地质状况,揭示了岩石破碎情况及软弱分界面分布情况,实现了城市随机噪声的“变噪为源”与科学利用。

关键词： 甲烷检测   光纤传感   激光光谱   多通道   温度补偿  

摘要： 瓦斯浓度检测精度不高、传感器后期检修工作量大,是当前煤矿瓦斯灾害防治中存在的重要问题。针对这一问题,设计了一种光纤传输的分布式激光甲烷检测系统,并研究了其配套的温度补偿方案。阐述了采用可调谐激光光谱吸收技术和光复用技术进行多通道系统设计的方法,进而分析环境温度变化与甲烷吸收光谱的影响关系,在此基础上提出了一种基于实验测试数据的多变量自适应温度补偿算法,实现了瓦斯浓度在大空间复杂温度场条件下的准确检测。测试结果表明:该系统能够实现64个测点在10 km范围内的准确检测;进行温度补偿后,在0~40.0℃温度变化范围内,甲烷体积分数测量范围为0~100.00%,测量误差小于±2.00%。该系统适用于煤矿通风巷道、采煤工作面等危险场所,具有测量精度高、信息覆盖面广、气室无源、本质安全、成本低等特点,可为煤矿瓦斯突出预警和瓦斯抽采提供准确的基础数据。

关键词： 航空发动机   蓝宝石光纤   光纤光栅   光纤法珀   黑体腔辐射测温   光纤超声测温  

摘要： 在航空发动机的研制和使用中,温度参数测试技术的研究具有重要意义。因其恶劣的工作环境和狭窄的安装空间,准确高效且耐高温的测试方法非常有限,所以迫切需要研究新的测温技术。近年来,蓝宝石光纤成为高温测试的主流材料,从航空发动机温度测试需求出发,介绍了基于蓝宝石光纤的测温技术,包括光纤光栅测温技术、光纤法珀测温技术、黑体辐射测温技术以及光纤超声测温技术。重点阐述了这些技术的测试原理、测试系统及优缺点,并对其在航空发动机应用的可行性进行了分析,最后对蓝宝石光纤温度测试技术的未来研究方向进行了展望,为后续的研究和应用奠定了基础。