摘要：提出了一种光强解调型极大倾角光纤光栅(Excessively Tilted Fiber Grating,ExTFG)的龙门架低频振动传感器。首先分析Ex-TFG振动传感的基本原理和传感特性,实验分析Ex-TFG的偏振相关谐振峰的损耗强度与横向压力的关系;然后通过弹性膜片将PZT的振动信号转换为对传感器的横向压力;再通过光电探测模块把光信号转化为电信号;并且对输出信号进行FFT变换分析。实验结果表明,所设计的传感系统对正弦信号频率响应时间为0.045s,检测范围为1~10Hz,平均误差为0.085Hz,最大误差率为1.4%,幅度响应的线性度为96.46%,传感性能良好,其FFT变换主频分量占80%以上,对低频振动信号的传感与检测具有一定的指导意义。

摘要：针对核反应堆热工设计与建模中堆芯气液两相流参数的测算需求,研究了一种基于激光成像的气泡群特征测量方法。在透明模型堆芯外部使用平面激光照射两相流形成横向探测截面,通过高速摄影获取气泡群在该截面处的前向光散射图像,利用圆度值分类法和优化的快速径向对称变换图形分割算法对图像进行处理,有效降低了气泡影像重叠引入的面积计算误差。基于气泡“断层轮廓-速度-形态”的约束关系,完成了气泡垂直速度的求解,最终所提方法实现了瞬时截面含气率测量、截面含气率均值成像、气泡三维形态重建和平均粒径分布计算。

摘要：针对紫外-可见光谱水质检测系统单个LED光源输出功率低、光束质量差的问题,提出了一种多束紫外LED光源与光纤合束耦合的结构设计方案。运用ZEMAX光学分析软件开展了仿真设计研究,针对紫外LED光源与光纤耦合发散角较大的问题,设计了非球面准直透镜,准直后发散角为0.403mrad;针对光束尺寸与光纤的匹配问题,进行了消色差双分离聚焦耦合透镜的设计。实验结果表明,合束LED光束汇聚的弥散斑的RMS尺寸为186.412μm,GEO点尺寸为290.071μm,光束中95%以上的能量集中在300μm以内,实现了多束LED光源与光纤的高效耦合。

摘要：提出一种基于81°倾斜光纤光栅(81°-TFG)的新城疫病毒(NDV)免疫传感器。分析81°-TFG传感器的基本原理和传感特性。利用金黄色葡萄球菌蛋白A(SPA)修饰81°-TFG的表面,然后将自制的高纯度新城疫病毒单克隆抗体(MAbs)通过SPA分子固定于81°-TFG表面,从而制成对NDV抗原特异性检测的传感器。实验结果表明:该免疫传感器对NDV的探测极限在0.1~0.2ng/mL之间,检测饱和点约为1.0ng/mL;在0~1.0ng/mL范围内具有良好的线性度(R2约为0.982),灵敏度约为342pm/(ng·mL-1);且该传感器具有良好的可重用性和对NDV抗原的高度特异性,并能用于NDV的临床检测。相对于传统的免疫荧光技术、酶联免疫等生化检测方法,本文提出的方法具有免标记、操作简便、快速检测等优点。

摘要：常规X射线荧光计算机断层扫描(XFCT)成像中,探测角度与荧光收集效率密切相关。基于MCNP5设计了多探测角度下笔束XFCT成像系统,对质量浓度为1%的金纳米溶液柱形模体进行成像仿真,并采用滤波反投影(FBP)算法、联合代数重建(SART)算法和最大似然模型期望最大化(ML-EM)算法重建元素分布。通过对比度噪声比定量分析不同角度下不同算法重建图像的效果,研究探测角度对成像质量的影响。结果表明,FBP算法在背向散射角度下有较好的成像质量,SART算法和ML-EM算法在垂直角度和背向散射角度均有较好的成像质量。

摘要：针对交通安全问题,智能车路协同系统的设计与实现可大幅减少交通事故,提高交通运行效率。本文采用新一代专用短程通信和互联网技术,基于车车、车路通信实现实时信息交互和共享,将人、车、路有机协同,设计并实现一套新型的智能车路协同系统。该系统可提高交通安全水平,提升道路通行效率,降低能源消耗,是继安全带、安全气囊之后的新一代安全技术,能有效的弥补高级驾驶辅助系统的不足,在保障道路交通安全方面将发挥巨大作用。路试场测试结果表明:基于车路协同系统的实验车辆,能提前接收到预警消息,可大大的降低了交通事故的发生率,该系统具有广泛的应用前景。

摘要：针对传统大型电梯钢架结构健康监测手段的传感器布线复杂、传感器退化快等问题,提出了一种基于光纤光栅式传感器构成的准分布式光纤传感网。首先阐明了光纤光栅应力、温度传感器的基本原理,采用“空分复用+波分复用”的方式构建电梯钢架结构的光纤光栅远程传感监测系统,设计应变和位移传感器阵列,并研究了光纤光栅应变计和位移计的解调算法。然后使用电梯钢架结构实物模型搭建相应的试验系统,安装光纤光栅应变计和位移计准分布式网络进行测试,并开发配套的电梯钢接结构运行健康状态监测软件,试验测试结果表明,系统能够实时响应,稳定性良好。该系统为室外大型竖行和斜行电梯的安全运行提供了实时监测数据和安全预警功能,可为其“按需维保”提供大数据支撑。

摘要：压水核反应堆堆芯结构设计中通常需要借助模型实验装置验证其热工特性。其中,对装置内的电加热仿真燃料棒进行温度、应变和振动同步测量是研究堆芯棒束通道水力学参数的重要环节。针对传统检测方法抗电磁干扰能力弱、体积较大,且只能实现单参数测量等问题,本文基于双光纤布拉格光栅(fiber Bragg grating,FBG)光纤传感法对此进行了研究,首先通过光纤封装的优化设计,改变棒体上两FBG的波长漂移系数,实现应变、温度传感的可靠解耦,解决两者的测量串扰问题;然后对FBG中心波长进行动态采集,在频域上分析了燃料棒的振动特性,最终实现三种参数的精准测量。实验表明,在流动水浴环境下,该方法可观察到不同流速下流致振动幅度存在明显的单调增长,对棒体表面温度和应变的测量误差均低于0.5%,可为反应堆研究设计提供可靠的数据支撑。

摘要：针对光纤光栅pH值传感器的响应灵敏度低、交叉敏感等问题,提出了一种包覆pH值敏感型智能水凝胶的极大倾斜角度光纤光栅(Ex-TFG)pH值传感器。理论上研究了Ex-TFG pH值传感器的响应原理,分析了影响传感器灵敏度的因素,提出了提高测量灵敏度的方法。结合pH值敏感型智能水凝胶独特的响应特性设计和制作了传感器,并进行了相应的实验研究。实验结果表明,相对基于光纤布拉格光栅和长周期光纤光栅的pH传感器,基于Ex-TFG的pH值传感器可有效提高对pH值的响应灵敏度(最大可达-0.718nm/pH),并且可以扩大pH值的检测范围。通过增加水凝胶的包覆厚度,可增加pH值传感器的测量灵敏度。

摘要：采用高光谱成像技术对同种介质上的不同血迹进行分类识别。利用高光谱成像系统采集木头、玻璃、布上的兔血、鸡血、人血的高光谱图像数据,并提取出感兴趣区域,得到三种血迹的光谱数据。使用db4小波对光谱进行去噪处理,建立BP神经网络模型、SVM模型和谱面积法对血迹进行分类识别。通过对比发现,高光谱图像技术与BP神经网络模型的相结合,平均识别率可以达到82.44%,BP神经网络模型的综合运算时间为1.0380s;高光谱图像技术与SVM模型相结合,平均识别率可以达到99.82%,时间消耗仅用0.2092s;高光谱技术与谱面积法结合,可以保留光谱的全部信息,并且数据处理较为简单。研究结果表明高光谱成像技术与SVM模型、谱面积法相结合对微量血迹检测具有很好的识别作用,可为微量的血迹识别提供参考。