摘要：电容层析成像系统中,其反问题的“病态性”特点,导致传统图像重建算法的重建结果伪影现象严重。粒子群算法(Particles Swarm Optimization,PSO)作为智能算法的一种,具有易实现,收敛快等显著优点,缺点也很明显,即粒子易收敛于局部最优解。将模拟退火算法与粒子群搜索算法相结合,利用模拟退火算法中的概率突变能力,能够有一定概率跳出算法的局部最优解。设计了五种不同的典型流型并进行了仿真实验,利用所提算法与LBP算法、Tikhonov算法、Landweber迭代算法以及标准PSO算法分别对其进行了图像重建。仿真实验所得到的主观结果和客观数据均表明,所提算法可以有效减少重建图像中的伪影,明确图像形状,提高重建图像质量,使得图像重建结果更加接近原始流型。

摘要：土壤水分是现代精准农业中的重要检测对象,目前常用的土壤水分传感器大多使用高频测量方法,电路制作成本较高无法满足大范围布设的要求。基于土壤水分含量变化影响土壤介电常数的原理,设计了利用电导率特性进行校正的低频电容土壤水分传感器,详细介绍了传感器的原理、组成以及含水量计算混合模型,并将传感器应用于低盐度、低有机物含量的黄土土样中进行了重复测试。测试结果表明,传感器的最大误差小于3.30%,平均绝对误差小于2.0%,能够满足农业生产对土壤水分检测的精度要求。

摘要：针对目前光纤环形腔衰荡光谱技术多用于测量单一通道或者单一物理量的问题,依据双通道同步检测的思想,在传感系统中结合延迟线方法,搭建了基于光纤环形腔衰荡光谱技术的双路复用微位移传感系统,并对其重复性、灵敏度、复用性等特性进行了实验研究。结果表明:该系统可在双通道条件下分别实现0~10位移测量,且在未发生位移时两路传感器的重复性测试结果分别为(0.950 080 6±0.001 151)μs^-1和(0.953 523±0.001 757)μs^-1;当两路传感分别产生6 mm和5 mm的位移时,重复性测试参数变化为(0.955 884±0.001 966 4)μs^-1和(0.959 957±0.002 013)μs^-1;双路传感器的灵敏度分别为(1.07×10^-3±7.337×10^-5)μs^-1·mm^-1和(1.00×10^-3±4.130×10^-5)μs^-1·mm^-1.经实验验证,双路传感器的相对误差分别为2.1%,4.0%,可为实现多参数同步检测提供一种有效的途径和方法。

摘要：针对开河期河流凌汛监测手段的不足,设计了一种可用于野外极端低温环境的河道定点冰凌图像监测系统,介绍了系统的组成及工作过程,探讨了对所采集冰凌图像的校准算法优化问题,进而获得了相对准确的观测区域河道水面冰凌密度数据。系统于2015年12月-2016年5月部署在黑龙江漠河县北极广场(53°28′43″N,122°21′38″E)的防洪堤上,在汛期有效获取了流冰密度分布、流速等相关参数,为提高该河段凌汛测报的精度提供了一种有效的技术装备。

摘要：结合笼形分子(Cryptophane-E)对甲烷气体的选择性吸收特性,提出了一种基于双层薄膜的高灵敏度长周期光纤光栅(LPFG)甲烷体积分数传感器。通过减小包层直径使低阶包层模式LP_(06)工作在色散转折点(DTP)附近,并在光纤表面涂覆厚度经过优化的TiO_(2)薄膜,以确保包层模式LP_(06)在模式转换(MT)区内与纤芯模式LP01耦合,从而显著提高了LPFG的折射率灵敏度。由于甲烷气体分子会改变最外层Cryptophane-E薄膜的材料折射率,进而改变包层模式的有效折射率,因此通过监测共振波长的移动即可实现对甲烷气体体积分数的测量。在DTP和MT效应的共同作用下,当甲烷气体体积分数从0%变化到3.5%时,所提的LPFG传感器平均灵敏度高达249.6 nm/%。此外,针对本传感器在不同甲烷体积分数下的非线性响应特征,设计了反向传播(BP)神经网络信号解调算法。研究结果表明:在甲烷气体体积分数变化范围内,其最大预测误差为0.008%,该传感器良好的性能使其在煤矿安全监测等领域具有潜在的应用价值。