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关键词： 高速公路隧道   光纤传感   机电设备   温度监测  

摘要： 将光纤温度传感技术应用于高速公路隧道内机电设备的温度状态监测,具有安全实时的技术优势。为了优化温度监测系统的运行效果,对高速公路隧道内的温度场特点进行分析,据此设计信号分析和异常事件识别判断方法。经过多次现场模拟异常升温测试和长期的运行核实检验效果表明:光纤温度传感系统能够对高速公路隧道内机电设备的异常升温和突发火灾等情况进行及时有效地监测和定位,报警正确率高,误报率低,能够有效地监测高速公路隧道内机电设备的消防安全状态。

关键词： 随机森林算法   基尼系数   感受性曲线   充电桩监测装置   模型优化   深度学习  

摘要： 随着新能源电动汽车的不断普及,充电桩的使用需求越来越高。但在充电桩日常运维时,往往由于硬件设计以及技术手段无法满足实际的运维需求,导致充电桩故障检测不够精确与及时的问题。针对这一问题,提出一种以随机森林算法为基础依据,对充电桩故障进行自动化检测的系统,以保证实时检测充电桩的运行数据信息,及时处理充电桩故障。首先介绍系统硬件的整体构造,而后结合随机森林算法搭建充电桩充电故障自动化检测模型,经过实验验证,检测系统进行充电桩故障检测准确率高达97%。

关键词： 光纤通信   FPGA   数据加密   SM4   流水线  

摘要： 随着光纤通信技术在工业物联网中的广泛应用,越来越多的密码算法被应用到物联网嵌入式设备中来保障数据传输的安全性。其中,SM4分组密码算法是我国自主研发的商用密码算法,应用于无线局域网和物联网数据加密。嵌入式设备在光纤保密通信中对加解密速度要求很高,通过软件进行加解密的速度较慢,满足不了实时性高的应用场景。因此,基于现场可编程门阵列(FPGA,field programmable gate array)和SM4算法,设计了实时性高、安全性强的光纤通信系统。通过FPGA实现SM4算法加解密以及数据传输的介质访问控制(MAC,medium access control)层接口处理,提出SM4算法硬件实现架构的优化方案,采用流水线的方式缩短关键路径,提高系统时钟频率,并通过S盒变换并行处理加快数据的替换操作,结合双缓存的处理方式,减小数据读取时延,使缓存区数据处理更加容易,丢包率大大减小,所提方案极大地提高了系统数据的吞吐量。实验结果表明,所提方案的SM4算法加解密模块与同类型设计相比,在资源消耗相差不大的情况下吞吐量更大,可达25.6Gbit/s,受限于万兆SFP+光模块,整个光纤通信系统吞吐量最高为9.4Gbit/s,对于128 bit数据加密平均耗时为0.47μs,解密平均耗时为0.28μs,可应用于多种物联网保密通信场景。

关键词： 长周期光纤光栅   级联长周期光纤光栅   传输矩阵   光谱特性  

摘要： 基于耦合模理论利用传输矩阵法研究级联长周期光纤光栅(Cascaded Long Period Fiber Gratings, CLPG)的光谱特性。结果表明:选用两个参数相近的长周期光纤光栅(Long Period Fiber Gratings, LPG)级联可以获得更明显的透射谱。周期的增加导致损耗峰向长波方向线性漂移,可据此实现对特定波长的损耗。长度和折射率调制深度主要影响损耗峰深度,可以用于调控损耗峰出现极深值点。得到当两个级联LPG的周期为500 μm、长度为3 cm,折射率调制深度为0.00014时存在窄而深的最优CLPG损耗峰。该研究结论为分析级联长周期光纤光栅理论和改进传感器件设计应用提供了依据。

关键词： OWTS检测系统   110kV电缆   震荡波   局部放电  

摘要： 本文提出了一种新型的振荡波测试系统(OWTS),用于检测110kV电缆线路震荡波的局部放电。在所提出的系统中,基于传统的OWTS,在电路拓扑中添加了一个补偿电容器。充电电容器由高压直流电源充电至所需电压。在充电过程之后,测试电缆样品由电容器充电。谐振电路由充电电容器、测试电缆和谐振电抗器组成,以产生无振荡衰减电压。采用这种新方法,不会向电缆绝缘层注入空间电荷。利用Multisim软件计算了充电电容对充电效率的影响。测试结果表明了新的OWTS方法的可行性。

关键词： 内窥镜   CCD   分色盘   维护保养  

摘要： 内窥镜是具有观察目的的医学仪器,是一种光学装置,可以深入人体自然腔道或通过外科手术打开的孔道进行检查、诊断或治疗的医疗器械。奥林巴斯CV-260是用于胃肠道检查或者治疗的软性内窥镜,分别由主机、光源、软性检查镜和台车组成一套系统。本文总结了2例常见故障,以供交流。

关键词： 激光视觉传感器   特征提取   三维重构   波纹薄板  

摘要： 针对船用薄膜型液化天然气(LNG)货舱制造时存在的波纹薄板手工焊效率低且焊接质量不稳定的问题,设计了一种基于线激光和电荷耦合器件(CCD)图像传感器的波纹薄板焊缝识别方法,用以引导机器人自动焊接。通过CCD图像传感器获取带有线激光条纹和待焊接焊缝的波纹薄板图像,对采集的图像进行畸变矫正、中值滤波和阈值分割后,建立焊缝特征点的数学模型求解其像素坐标,并通过三维重构算法求取焊点的三维空间坐标引导机器人焊接。实验结果表明:对波纹薄板焊缝的识别误差均在0.5 mm之内,实时性好且精度较高,满足波纹薄板的焊接工艺要求,具有良好的应用前景。

关键词： 迈瑞国产化学发光检测系统   罗氏电化学发光检测系统   总前列腺特异性抗原   游离前列腺特异性抗原   阳性检出率   分析性能  

摘要： 目的研究阳性检出率和六西格玛两项指标评价迈瑞国产化学发光检测系统与罗氏电化学发光检测系统在总前列腺特异性抗原(TPSA)和游离前列腺特异性抗原(fPSA)检测的优劣。方法收集2019年全年罗氏E411设备和2021年全年在迈瑞CL1200i设备上的TPSA和fPSA临床样本检测数据,以大于生物参考区间上限为阳性标准,分别计算阳性检出率,并计算TPSA项目大于医学决定水平(10 ng/mL)的阳性检出率,采用χ^(2)检验进行数据处理,验证两个检测系统是否有统计学差别;收集相同时间段TPSA和fPSA室内质控数据和卫生部室间质评数据,以国家室间质量评价标准作为允许总误差(TEa)计算西格玛数值,并对数据进行比对分析。结果大于生物参考区间上限的阳性检出率:TPSA罗氏:7.75%,,迈瑞:6.05%,P<0.01;fPSA罗氏:7.93%,迈瑞:4.95%,P<0.01;大于医学决定水平的阳性检出率:TPSA罗氏:2.75%,迈瑞:1.61%,P<0.01;σ值TPSA罗氏:3.69迈瑞:6.19,fPSA罗氏:3.30迈瑞:6.50。结论迈瑞国产化学发光检测系统在检测TPSA和fPSA两个项目上分析性能优于罗氏电化学发光检测系统,但阳性检出率不及罗氏电化学发光检测系统,两者之间各有千秋,这可为其他实验室选择检测系统时提供参考。

关键词： 光纤传感器   横向压力   类椭圆结构   温度自补偿  

摘要： 为解决光纤横向压力传感器灵敏度不高及温度交叉敏感的问题,提出了一种具有温度自补偿的类椭圆结构光纤横向压力传感器。传感器通过将标准单模光纤(single mode fiber, SMF)弯曲成类椭圆结构,并用聚二甲基硅氧烷(polydimethylsiloxane, PDMS)封装形成,温度自补偿则通过将另一个近似孪生的类椭圆结构与测量端并联实现。类椭圆弯曲下SMF的纤芯模和包层模发生干涉,其干涉光谱随外界横向压力的变化发生漂移。实验结果表明,在0.25—0.5 N的横向压力范围内,传感器的特征波长随横向压力的变化呈线性关系,在33.5—44℃的温度范围内,温度自补偿后的灵敏度可达6.6 nm/N,温度交叉灵敏度仅为0.001 5 N/℃,温度补偿误差不超过0.089 nm。提出的横向压力传感器灵敏度高、成本低、结构简单,有一定的应用参考价值。

关键词： 树莓派   森林火灾   4G   YOLOv5  

摘要： 森林作为陆地上最大的生态系统,面对森林火灾却显得脆弱不堪。为了能够及时的发现火情,减轻森林值守人员的工作压力,设计一款远程图像传输与检测系统,对林区环境进行实时监测。使用树莓派进行图像采集终端硬件平台的设计,并以此为核心,设计硬件电路;以目前大量的森林火灾视频图像为训练样本,自定义森林火灾数据集,在原始YOLOv5模型的基础上进行改进;设计结果为上位机能够以1 s左右延时实时显示远程图像画面,检测模型可对视频流画面进行烟雾和火焰二分类实时检测,该系统基本满足设计任务。