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关键词： 光纤光学   光纤传感器   振动传感   地震监测   灵敏度  

摘要： 目前光纤传感器增敏的研究方向主要从改变光纤自身结构和成分的角度出发或者借助外部封装工艺来实现增敏效果,导致传感器研发制作的成本和时间都会大幅提升。为满足地震勘探和结构安全监测中分布式光纤传感系统对振动测量的实际需要,设计了一种基于马赫—曾德尔干涉仪(MZI)光纤干涉的盘片式振动增敏结构,结合弹性力学与光纤弹光效应对其灵敏度进行了推导;使用有限元方法分析了盘片参数对灵敏度的影响,通过对增敏结构的合理设计及优化确定了盘片的尺寸。基于此结构设计的振动传感器有效工作频率范围为0.1~2.5kHz,灵敏度可达6988.2 rad/gn,对于60 m外的震源可以采集到有效振动信号,能够满足振动监测领域的实际需要以及系统运行的经济性。

关键词： 光纤通讯   仿真实验   实践教学   理论教学  

摘要： 为了提高学生的学习兴趣,加深学生对理论知识的理解,同时培养学生的实践能力,将仿真实验融合到《光纤通讯》课程理论教学中,利用理论和实践结合的教学方式,有效提高教学质量和教学效率。

关键词： 非线性光学   自相似脉冲   色散渐减光纤   增益光纤  

摘要： 脉冲在增益光纤中进行自相似演化时,随着能量的放大,增益光纤中的增益饱和能量与增益带宽对脉冲造成的畸变也愈发明显,影响了增益光纤生成的自相似脉冲质量,限制了大能量、高质量的自相似脉冲的获取。本文利用色散渐减光纤(DDF)进一步优化脉冲在增益光纤中的自相似演化进程,在确保获得大能量的同时提高自相似脉冲的质量。论文不仅在理论上解释了DDF对增益光纤生成自相似脉冲进行优化的可行性,而且搭建了相应模型进行仿真验证,并分析了不同类型的DDF对优化效果的影响。结果表明,DDF成功对增益光纤中的自相似脉冲进行优化,其自相似评价因子从0.0517降低到0.0286。同时,在对不同色散曲线的DDF的分析中,得出双曲型DDF对自相似脉冲优化后能够产生最佳的压缩脉冲,最终获得峰值功率为11034 W、半高全宽为129 fs的低旁瓣超短脉冲。该研究对获取具有大能量、高质量的自相似脉冲具有一定指导意义。

关键词： ABS材料   激光打标   打标工艺参数  

摘要： 利用华之尊HZZ-M300型光纤激光打标设备对白、黄、红和黑4种基底颜色的ABS树脂进行打标,研究不同打标功率(p)和打标速度(v)等打标参数下,激光打标后的效果和质量,并用超景深显微镜观察打标后的微观结构。实验结果表明:不同颜色基底的ABS材料,其激光打标性能不同,基底颜色较深的,其激光打标性能较好,较容易获得好的打标效果。因此,在实际生产应用中,应尽量选用深色基底的材料。同时,实验也得到了不同颜色基底的ABS材料的光纤激光打标工艺参数,能为它们的高效、高质量光纤激光打标提供一定的借鉴。

关键词： 光纤通信   教学改革   教学评价指标  

摘要： 对专业课程开展课程思政元素挖掘,是协同推进思政教育与专业教育的关键手段,也是提升育人成效、实现学生能力培养与价值观塑造的重要渠道。为改善传统课程思政元素采集方法存在的挖掘层次较浅、思政覆盖面窄等不足,对通信类课程的思政元素挖掘策略展开研究。以“光纤通信”课程为例,分别从纵向和横向对不同知识点的课程思政元素展开深入挖掘,采用故事讲述法和问题引导法对思政要点的学术价值和社会价值等进行探究,对思政元素的专业意义和教育意义展开分析对比。有效拓宽了专业课程思政教育的深度和广度,具有全面育人、全方位育人、思政效果明显等优点。

关键词： 异常检测   图偏差网络   自编码器   外部注意力机制   自适应学习  

摘要： 随着互联网和连接技术的提高,传感器产生的数据逐渐趋于复杂化.深度学习方法在处理高维数据的异常检测方面取得较好的进展,图偏差网络(graph deviation network,GDN)学习传感器节点之间关系来预测异常,并取得一定的效果.针对图偏差网络模型缺少对时间依赖性以及异常数据不稳定的处理,提出了基于图偏差网络的外部自编码器模型(graph deviation network-based external attention autoencoder,AEEA-GDN)深度提取表征,此外在模型训练时引入自适应学习机制,帮助网络更好地适应异常数据的变化.在3个现实收集传感器数据集上的实验结果表明,基于图偏差网络的外部自编码器模型比基线方法更准确地检测异常,且总体性能更优.

关键词： 管道泄漏检测   分布式温度传感   压力管道   可行性研究   污水  

摘要： 为了测试在管道内临时引入光缆进行泄漏检测的可行性,在管道泄漏检测中使用分布式温度传感技术,且光纤光缆被永久安装在管道的外护套或内护套上。文章在实验室中进行了检测和定位实验,在不同的测量条件下进行测量,包括泄漏的数量和光纤电缆的位置。实验表明,在适当选择测量分辨率、温度梯度和测量时间的情况下,该方法能够准确地检测泄漏。在实际系统应用中,管道系统在较长的距离内的温度梯度以及电缆在实际管道系统中的放置可能会带来挑战。研究结果对光纤温度传感器检测管道泄漏的可行性研究中提供了理论与技术支持。

关键词： 油气管道   内检测   漏磁检测   超声检测   涡流检测   数据分析方法  

摘要： 【目的】油气管道内检测作为管道完整性管理的关键环节,可为管道事故的预防与合理维护提供科学依据。【方法】为全面了解油气管道内检测技术发展水平及趋势,对检测技术与数据分析方法的发展现状进行了述评。在检测技术发展现状方面,分别对典型的单一原理检测技术、复合检测技术、新型检测技术的检测原理、内检测设备技术水平及工业应用情况进行了分析,并对国内外同类技术发展及应用水平进行了对比。在检测数据分析方法发展现状方面,以应用最广泛的漏磁检测为例,按照数据分析步骤分别对缺陷识别、分类、反演方法进行了梳理。【结果】油气管道内检测技术总体上已进入工业化应用阶段,国外的漏磁检测、超声检测、涡流检测等技术已基本实现常规化、系列化;中国管道内检测技术起步较晚,与国际先进水平尚有差距,但已初步掌握了漏磁检测技术、涡流检测技术,并成功应用于各类油气管道。针对传统内检测技术的适用范围及局限性,已研发出了结合多种检测技术优点的复合检测技术,还探究了以管道轴向应力、管材性能等为检测对象的新型检测技术的可行性。【结论】油气管道内检测技术已取得了显著进展,但仍面临诸多挑战,尤其是微小缺陷的检测能力不足、附加应力检测方法的研究尚不充分。此外,亟需开展海量检测数据智能分析方法的研究,为管道内检测技术的进一步发展提供技术支撑。(图4,表5,参83)

关键词： 超声光栅   声速   温度   透明液体浓度  

摘要： 浓度是描述溶液特性的重要物理量,随温度的改变而发生变化.基于超声光栅测量透明液体中声速的方法,以透明溶液氯化钠溶液为例,通过控制变量法研究了声速、浓度、温度三者之间的关系,最终定量得出三者所满足的方程,实现了不同温度下浓度的测量.结果表明,该方法测量液体浓度置信度高,相对误差小,且广泛适用于透明液体浓度的测量,具有时效性高、反映时间短、精度高等优点。

关键词： 生物技术   光谱学   二氧化碳   一氧化氮   临床应用   吸收光谱  

摘要： 针对呼出气一氧化氮(FeNO)体积分数的检测,使用了具有高灵敏度、高精度等特性的可调谐半导体激光吸收光谱(TDLAS)技术。利用直接吸收光谱(DAS)技术和波长调制光谱(WMS)技术对呼出二氧化碳(CO_(2))体积分数进行标定,并通过模拟两种气体信号来确定相关系数并完成FeNO体积分数反演。连续测量15 min气体体积分数,根据其变化实验和Allan方差曲线分析确定两种气体的参数,该系统中的CO_(2)气体测量精度和探测极限分别为0.045%和5.4×10^(-3),一氧化氮(NO)气体测量精度和探测极限分别为1.1×10^(-9)和3.4×10^(-9);通过反复置换CO_(2)和NO的混合气体与氮气(N_(2))测量气体体积分数随时间变化情况来确定该系统响应时间为12 s;最后根据单次呼气周期曲线确定志愿者呼出气体中CO_(2)和NO的体积分数。该研究为FeNO的在线检测提供实验依据。