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关键词： 全光纤电流互感器   琼斯矩阵   双折射   敏感光纤老化   校准  

摘要： 研究了全光纤电流互感器(AFOCT)系统中敏感光纤器件老化对系统测量准确性的影响。首先,基于法拉第磁光效应,采用琼斯矩阵建立AFOCT系统的传输模型;结合存在双折射的传感光纤的琼斯矩阵,给出系统的注入电流测量值的表达式。进一步,搭建了光学测试系统,实验表征传感光纤的双折射率;基于测试结果,对传感光纤的琼斯矩阵以及系统传输模型进行校准,以降低AFOCT系统注入电流的测量误差。最后,对传感光纤开展了相当于实际运行3个月的加速老化试验,并测试获得老化后传感光纤的双折射率。采用校准后的AFOCT系统传输模型,分析了老化后双折射率的变化对系统注入电流测量值的影响。实验结果表明,在传感光纤老化3个月之后,系统就已经产生了0.2955%的相对误差。

关键词： 多芯光纤光栅   Frenet标架   曲线重构   扭转角度校准  

摘要： 由于多芯光纤光栅制备工艺中的几何缺陷以及封装位置摆放不正确,可能导致不同离散测量点的光纤截面中的纤芯之间产生相对角度偏移,进而产生光纤截面扭转问题。随着三维形状重构距离的增加,该扭转问题会带来形状重构坐标的误差累积,并最终影响三维形状重构的准确性。为此,设计并搭建了相应的形状重构扭转校准实验,以解决该固有扭转问题。实验结果表明,该扭转校准方法拓展了三维形状重构模型的适用范围,提高了重构结果的准确性。

关键词： 可编程控制   FPGA   永磁同步电机   SVPMW   FOC   编码器  

摘要： 为降低永磁同步电机的速度和扭矩波动,该文提出基于可编程控制器的控制方法。基于永磁同步电机数学模型,利用PLC结合FPGA构建控制架构。编码器解码模块确定电机方向并测量速度,PLC模块根据输入速度及期望值,运用PID算法获取期望电流。ADC模块采集实时电流,经变换后与期望电流作为PLC输入,得到期望电压。该电压经逆变换后输入SVPMW模块调制,控制电机功率。实验显示,该方法能精准测量电机实时转速,快速控制电机到达期望转速,保证扭矩和速度波动平稳。

关键词： 变压器   局部放电   光纤布拉格光栅   法布里珀罗腔   全方向  

摘要： 为实现变压器局部放电的灵敏检测,避免漏检局部放电信号,基于光纤布拉格光栅(FBG)与法布里珀罗腔(Fabry-Perot cavity)传感原理提出了一种结合FBG-FP的变压器油中局部放电光纤全方向传感方法。介绍了FBG与FP腔的局部放电传感原理,局部放电产生的超声波会引起FBG反射光谱与FP腔干涉光谱的偏移,通过光谱边缘解调法进行光强解调可实现局放信号的检测。研制了局部放电光纤全方向传感器,通过3D打印技术制作了尺寸为25 mm×25 mm×25mm的长方体探头,探头中空结构用于插入单模光纤形成FP腔,四个侧面用于形成膜片式FBG传感结构,可接收不同方向的超声信号。基于变压器油中局部放电的频谱特性与液相环境中膜片的振动模型设计了超声传感膜片,选用镀有高反介质膜的康宁玻璃作为FP腔传感膜片,膜片半径为1.7 mm,厚度为0.165 mm,理论谐振频率为82 kHz;选用单晶硅作为FBG传感膜片,膜片半径为2.5 mm,厚度为0.1 mm,理论谐振频率为25.6 kHz。搭建了光纤局部放电传感系统并进行了局部放电光纤全方向传感器性能测试。通过断铅实验测得变压器油中传感器FBG传感膜片实际谐振频率约为23 kHz,FP腔传感膜片实际谐振频率为71.4 kHz。将光纤全方向传感器与压电传感器(PZT)对同一局部放电信号进行对比检测,光纤全方向传感器FBG传感部分可检测到83.8 pC的金属尖端放电,FP腔传感部分可检测到27.1 pC的金属尖端放电,其局部放电检测灵敏度高于PZT。测试了传感器的方向响应,普通的FP传感器高灵敏检测范围有限,存在检测盲区,所研制的光纤全方向传感器FP腔传感部分与FBG传感部分高灵敏检测范围互补,可实现局部放电全方向灵敏检测,具有良好的方向响应性能。

关键词： 超快激光   激光谐振腔   光纤放大器和振荡器   光纤激光器   非线性光学   光纤  

摘要： GHz基本重复频率光纤超短脉冲激光器由于具有宽光谱,窄脉宽等优势,在高速光刻,高端制造,天文探测,太赫兹检测,精密仪器等领域应用广泛。然而在实现1GHz以上基本重复频率锁模的前提下,如何输出脉冲宽度在50fs以下的超短脉冲是当前科学研究的难点。文章以实现更宽光谱,更窄脉宽的GHz重复频率光纤超短脉冲激光器为目标,通过非线性偏振旋转锁模(NPR)技术,利用波分复用光纤准直器(WDM-Collimator)缩短激光谐振腔长度,最终实现了48.8fs脉冲宽度的1GHz基本重复频率光纤激光器。该脉冲宽度是当前国际上1μm波段GHz基本重复频率光纤激光器的最窄直接输出脉冲宽度。最后对激光器集成形成样机,并有效降低制造成本,提升了系统稳定性。该激光样机可满足天文光梳、卫星导航等领域空间尺寸的需求,有望推动高重复频率光纤超短脉冲激光器工业化、商业化发展。

关键词： 输尿管结石   输尿管软镜碎石术   经皮肾镜取石术   逆行置管  

摘要： 目的探讨比较逆行置管联合200 μm激光光纤行输尿管镜碎石术(URL)与经皮肾镜取石术(PCNL)治疗输尿管上段结石的临床疗效。方法回顾性分析2020年7月至2022年1月本院收治的180例输尿管上段结石患者的临床资料, 结石位于骶髂关节上缘至第四腰椎(L4)椎体横突水平之间, 结石长径1.0~2.0 cm。按不同手术方式分为两组, 其中采用F6.0/7.5输尿管镜内置3F输尿管导管逆行置管联合200 μm激光光纤行URL治疗的患者81例(URL组), 采用F18通道行PCNL治疗的患者99例(PCNL组)。分别记录并比较两组患者的术前一般资料、手术时间、术中视野满意度、结石清除率、梗阻解除后肾盂压、围手术期脓毒血症发生率、住院时间、住院总费用、术前及术后的血红蛋白、血肌酐水平和输尿管支架取除后3个月随访的术侧肾脏积水情况。结果两组患者的手术时间[(52.14±15.67)min vs.(38.59±9.34)min, P=0.018]、住院时间[(8.65±2.21) d vs.(4.14±1.04)d, P=0.003]比较, 差异均有统计学意义(均P<0.05);两组患者的手术视野满意度、结石清除率比较, 差异均无统计学意义(P=0.672、0.232);同URL组相比, PCNL组的梗阻解除即刻肾盂内压力较高(P=0.043)、术后发生脓毒血症概率较高(P=0.004);PCNL组的住院总费用高于URL组(P=0.032);两组患者术前及术后的血红蛋白(P=0.376、0.385)、血肌酐(P=0.486、0.347)水平比较, 差异均无统计学意义;输尿管支架取除3个月后PCNL组的输尿管狭窄发生率高于URL组(P=0.013)。结论逆行置管联合200 μm激光光纤行URL与F18通道PCNL在治疗骶髂关节上缘至L4椎体横突水平、长径1.0~2.0 cm的输尿管结石上, 均为安全、有效的手术方式。同F18通道PCNL相比, F6.0/7.5输尿管镜内置3F输尿管导管行URL具有手术时间短、经济适用、创伤小的特点, 值得在临床推广应用。

关键词： 窄线宽   光纤激光器   多纵模振荡种子源   自脉冲   复合腔  

摘要： 基于多纵模振荡种子源的窄线宽光纤激光器具有光路简单、结构紧凑、可靠性高、成本低等特点,在实际工程应用以及在空间受限的载荷平台上有着显著优势,是高功率光谱合成的理想子束模块。受自脉冲效应的影响,多纵模振荡种子源的时域特性较差,导致放大过程中会产生较强的光谱展宽与受激拉曼散射效应。这限制了其输出功率的进一步提升并降低了其光谱纯度。本文首先介绍了4种常见的窄线宽种子源,并重点分析了多纵模振荡种子源中自脉冲效应产生的机理及抑制方法,对优化多纵模振荡种子源和放大器的关键技术进行了详细介绍,归纳总结了近几年的技术突破与研究成果,对未来的发展方向进行了展望分析。本文研究对基于多纵模振荡种子源的窄线宽激光器的功率提升和光谱优化提供一定思路。

关键词： HCV RNA   荧光法   性能验证  

摘要： 目的 基于Stream SP96全自动核酸提取仪、ABI7500实时荧光定量PCR仪对丙型肝炎病毒(HCV)RNA定量检测系统的性能指标进行验证。方法 依据《临床实验室对商品定量试剂盒分析性能的验证》WS/T 420-2013性能验证方案,采用Stream SP96全自动核酸提取平台及ABI7500荧光定量PCR仪检测HCV RNA,对其准确度、精密度、线性区间、检测限、定量限和抗干扰能力等进行方法学性能验证。结果 低、高浓度标准物质的均值与靶值的误差分别为0.20和0.25,均小于靶值对数值±0.4 log;低浓度样本的批内、批间不精密度变异系数值分别为0.79%、1.01%,高浓度样本的批内、批间不精密度变异系数值分别为0.52%、1.22%,均<5%;线性相关系数r>0.980,线性区间可达20~1.0×10^(8),呈良好线性(R^(2)=0.997 3);检出限为20 IU/mL,最低定量限为50 IU/mL;含胆红素(300 mg/L)、血红蛋白(300 g/L)、甘油三酯(3 000 mg/L)的干扰物质对样本检测结果无影响。结论 HCV RNA实时荧光PCR定量法检测系统准确度、精密度、线性范围、检出限、定量限、抗干扰能力均符合厂家声明,能够满足临床对HCV RNA定量检测的需求。

关键词： 农业物联网   智能化养殖   传感器网络   STM32  

摘要： 随着农业物联网的快速发展,智能化养殖逐渐走进大众视野,为实现室内养殖环境的自动监测与调节,本文设计了基于农业物联网的室内养殖环境调节系统。该系统以STM32F103ZET6微控制器为主控,以温湿度传感器、烟雾浓度传感器和光照强度传感器等为主要传感器,实时采集环境中温湿度、烟雾浓度和光照强度等参数,通过ESP8266模块实时将所采集到的数据上传至数据中心进行数据可视化处理,并通过与适宜环境条件参数对比进行自动调节操作,直至参数达到适宜条件范围内。实验证明,该系统在误差范围内实现了室内养殖基本的环境测量和调节功能,具有较好的可靠性。

关键词： 光纤陀螺   温度零偏误差   ELM-AdaBoost预测模型   模型参数   零偏稳定性  

摘要： 针对光纤陀螺零偏与温度之间复杂的非线性关系,引入极限学习机(extreme learning machines,ELM)模型补偿光纤陀螺的零偏温度误差;针对单个ELM在预测准确性和稳定性不足及其对奇异样本敏感的问题,引入自适应增强算法(adaptive boosting,AdaBoost)建立ELM-AdaBoost预测模型改善光纤陀螺性能,分析光纤陀螺的温度误差机理及模型参数对预测精度的影响,给出ELM算法隐含层神经元个数及AdaBoost算法迭代次数的确定方法。仿真结果表明:基于ELM-AdaBoost预测模型的补偿效果优于多元线性回归模型和单个ELM神经网络模型,并具有良好的泛化性能和温度适用性,补偿后陀螺零偏均方根误差降低93%以上,显著改善了光纤陀螺零偏稳定性能。