基于FBG传感器的架空输电线覆冰监测方案的设计与实验

提出了一种基于光纤Bragg光栅(FBG)传感器的架空输电线路覆冰厚度监测方案,并进行了仿真分析和实验验证.利用覆冰后输电线路的形变牵引FBG应变传感器,综合考虑FBG的应变量、实时气候条件等多种因素,得出输电线路的覆冰厚度.实验结果表明,方案能监测到30 nm覆冰厚度,测量精度和灵敏度达到1 mm覆冰厚度,有效监测距...     

基于进口膜片的光纤光栅压力传感器的研究

分析了光纤布喇格光栅(FBG)的压力传感特性,给出了FBG的中心波长与压力的关系以及压力灵敏度系数的表达式,并将FBG纵向粘贴在富士公司生产型号为FBC 20WB2的膜片上进行了压力实验。实验结果表明粘贴在FBC 20WB2型膜片上的FBG压力传感器的灵敏度系数为0.376 nm/MPa左右,其测量精度在满量程范围内为1%,而理论的压力灵敏度系数为0.385 nm/MPa。同时发现粘贴在该膜片上的FBG压力传感器的中心波长与压力变化有着良好的线性关系和很高的相关系数并且迟滞现象较小,说明基于该膜片的FBG压力传感器非常适合于压力测量。     

新颖的光纤Bragg光栅压强传感器的实验研究

提出了一种基于圆柱形容器和活塞结合的光纤Bragg光栅（FBG）传感模型。将FBG粘接在基底材料上，基底材料固定在活塞和容器底部间，容器内压力的变化导致活塞移动进而带动FBG所受拉力的变化，从而实现对外界压强的检测。该传感器的压强响应灵敏度系数理论值和实验值分别为0．9200nm／MPa和0．8223nm／MPa，分别为裸FBG灵敏度系数的306和274倍。该传感器有很好的线性度，线性度为0．9998。可以改变该传感器的有关参数来调节传感器的压强灵敏度系数，实现不同压强范围的测量。     

基于楔形腔结构的光纤光栅位移传感器

提出一 种基于楔形腔结构的光纤光栅(FBG)位移传感器设计方法,制作了具有结构简单、体积小、 测量精度可调节和抗 电磁干扰等优点的FBG位移传感器。通过对制作的FBG位移传感器进行标定实验,得出传感 器的灵 敏度系数为13.77pm/mm,相关系数达到了0.99,线性度良好。在钢筋混凝土柱双向偏心 受压试验中,与电类位移计的测量结果对比表明,本文制作的FBG位移传感器测量结果准 确,实用性强,适用于工程结构长期的位移监测。     

光纤光栅和静态电阻在静压模型管桩测试中的对比试验研究

为了提高光纤布拉格光栅(fiber Bragg gratin g,简称FBG)应变传感器测量精度,针对光纤光栅传 感器在模型管桩试验应用情况,提出了一种光纤光栅传感器理论灵敏度系数和实验灵敏度系 数应变标定方 法。该方法通过实验标定微型光纤光栅应变传感器的灵敏度系数,与理论分析传感器灵敏度 系数进行对比, 同时在模型管桩安装传感器位置粘贴应变片。实验结果表明,标定后的FBG应变传感器测试 结果更加准确, 为基于FBG应变传感器的模型管桩监测技术奠定了基础。同时,该方法适用于FBG传感器应 用与模型管 桩前的标定,可以得到准确反映模型管桩受力变形的真实数据,提高了光纤光栅传感器在模 型管桩试验中 的测量精度。同时,该方法简单、易操作,为光纤光栅传感器在试验和工程中应用奠定了基 础,加快了FBG 传感器在模型管桩荷载传递监测应用的步伐。     

基于L型悬臂梁的膜片式FBG压力传感器

为满足油气管道压力测量需求,本文提出并研究 了一种使用膜片和L型悬臂梁作为压力转换单元的 光纤布拉格光栅(FBG)压力传感器。基于传感器的结构模型,通过理论计算对传感器灵敏 度和温度自补 偿效应进行了分析,并利用有限元法分析了传感器的静态和动态特性。实验结果表明,在0－2MPa范 围内,该传感器的压力灵敏度为1185.621pm/M Pa,相关系数达到 0.999,在0－80 ℃温 度范围内温 度灵敏度相关系数达到0.999以上,能有效消除温度交叉敏感。且具 有良好的可靠性,这种FBG压力传感器可广泛用于油气管道压力的长期准分布在线监测。     

光纤光栅温度压力同时区分测量技术研究

提出一种基于金属合金薄壁弹性圆筒双光纤Bragg光栅(FBG)温度压力同时区分测量的传感模型。将FBG1和FBG2分别沿着圆筒的轴线方向粘贴在空心段外壁上和底座实心的外壁面上。圆筒内压力和温度的变化将引起FBG1波长的变化,温度的变化引起FBG2波长的变化,通过FBG2对FBG1的温度补偿进行温度和压力的同时区分测量。在100℃内2、0 MPa压力下,实验测得传感器的压力响应灵敏度系数约为0.012 nm/MPa,温度响应灵敏度系数约为0.012 nm/℃。     

基于双光纤光栅温度压力同时区分测量的研究

提出了一种基于薄壁圆柱壳体的压力温度同时区分测量的光纤Bragg光栅(FBG)传感器结构。将双FBG沿着轴向分别粘贴在壁厚度不均匀的柱体外表面,由于两个FBG受到温度影响而引起的波长漂移量是相同的,这时两光栅Bragg波长漂移量之差就完全取决于压力,从而实现对压力温度的区分测量。实验测得,在0～7MPa内传感器的压力响应灵敏度为0.073nm/MPa,在22.6～112.6℃内的温度灵敏度为0.037nm/℃,分别是裸FBG的24倍和3.7倍。结果也表明,这种传感器具有良好的线性度与可重复性。     

新颖的高灵敏度光纤Bragg光栅压强传感器

提出了一种新颖的基于线性膜片的光纤Bragg光栅(FBG)压强传感模型。给出了FBG反射波中心波长与压强的关系以及压强灵敏度系数的表达式。该传感器压强响应灵敏度系数的理论值为-9.50nm/MPa,实验值为-8.73nm/MPa,分别是裸FBG灵敏度系数的3166和2910倍。理论值和实验值基本吻合。该传感器有很好的线性度,并可以通过调节膜片的大小和材料的弹性模量及泊松比来调节传感器的压强响应灵敏度。     

同时测量多参数FBG传感器的应用与研究

提出一种基于FBG(Fiber Bragg Grating)光纤光栅传感器来实现温度、压力和加速度多参数同时测量的系统设计。采用在等强度悬臂梁上、下两表面对称放置两个FBG传感器,解决了加速度,温度和压力的相互影响问题;同时借镀层技术提高了FBG传感器的灵敏度。实验表明,三个参数能被精确、同时和实时测量,并且FBG传感器的灵敏度也提高了5~10倍。     

利用变异函数估计SAR影像海冰参数

随着遥感技术的不断发展,SAR（Synthetic Aperture Radar,合成孔径雷达）影像开始广泛用于空间数据分析。本文在随机几何和空间统计学的基础上,利用随机模型和空间统计学测度解译SAR影像海冰空间结构。在传统二阶变异函数的基础上,创新性地提出一阶变异函数,并以此刻画SAR影像海冰空间结构,从而更加全面、准确地辨识各种类型海冰结构。该方法将SAR影像海冰空间结构建模成两随机函数的线性加权和混合随机模型,其中,多值Gamma随机函数表征海水与海冰的连续性变化,Poisson Mosaic随机函数表征海水与海冰之间的局域性变化。并定义该混合随机模型的理论一阶、二阶变异函数以刻画海冰空间结构变化。对给定SAR影像计算其实际变异函数值,利用最小二乘拟合理论与实际变异函数,得到理论模型参数,并以此反演海冰空间结构信息。本文对加拿大Ungava湾的RADARSAT-1影像进行实验,时间为4月到6月的海冰融化期,海冰结构变化明显。实验结果表明提出的方法可以准确描述不同时期各种类型海冰空间结构。     

交流融冰方法在粤北山区的应用研究

固定式直流融冰是对全线进行融冰,耗能大,融冰慢。粤北山区电力线路并非全线结冰,履冰区一般在线路的中段或中后段。文章提出交流融冰的多种模式,并将融冰装置置于履冰区,只对履冰区进行融冰,实施精准融冰。根据履冰区段的特点,选择不同的融冰模式或多模式组合搭配,能应用在110 kV、35 kV、10 kV线路融冰,且投资少、见效快。     

基于分区大涡模拟方法的双角冰翼型气动特性分析

为研究大迎角状态下机翼前缘双角冰诱导产生的流动大分离问题,本文将RANS方法与WMLES方法结合起来,构造了一种分区大涡模拟(ZLES)方法,针对具有双角冰的GLC305翼型进行了数值研究,并与RANS方法、IDDES方法及风洞试验进行了对比,结果表明:ZLES方法够准确预测宏观的升力系数,压力分布、分离范围、再附位置等流场特征参数较之IDDES、RANS及文献结果与试验吻合最好,适用于双角冰诱导大分离流动的数值模拟。     

LED冰雪景观照明技术浅析

冰雪艺术景观是冰雪建筑与灯光艺术的结合体。文章讨论了冰雪景观照明的需求特点和LED冰雪景观照明系统设计方案需要考虑的问题,并根据大量实验和示范应用数据,总结了LED在冰雪景观照明应用上的主要技术指标和指导性数据,为LED冰雪景观照明在今后的推广应用提供了详细的指导性规范准则。     

风云三号卫星MERSI影像提取北极海冰参数的方法

风云三号卫星MERSI影像的空间分辨率达到250 m,不仅可以长期宏观监测海冰整体分布变化,而且能够观测分析破碎冰块的面积、圆度等细节形态特征.从海冰光谱特征和冰块灰度分布特征出发,给出MERSI影像提取海冰整体分布参数和冰块形态参数方法,包括海冰识别、冰块分离提取以及海冰参数提取,利用这些方法成功提取了2014年夏季弗拉姆海峡海冰边缘区的海冰细节信息.给出的方法可为研究分析北极海冰变化及海气相互作用提供方法支持和信息保障.     

非球形冰晶在94/220 GHz毫米波的散射特性模拟计算

针对94/220 GHz双频雷达的数据处理,分析了不同形状冰晶对这两个波段的单散射特性及衰减特性,探讨了单形状冰云及具体冰云模型的回波特性,结果表明:1)当冰晶较大时,冰晶的后向散射及衰减对冰晶形状较敏感,相同最大尺度下,六角形冰晶后向散射及衰减最大、子弹花次之、雪花最小;2)单形状冰晶云的雷达反射率因子对冰晶形状、冰水含量、滴谱的中值尺度较敏感,同样滴谱条件下,220 GHz的衰减系数约是94 GHz的5~25倍;3)具体冰云模型的雷达反射率因子随粒子浓度、冰水含量、中值尺度增加而增加,对粒子谱的形状参数敏感性较低.     

一种架空输电线覆冰厚度的传感监测方案和实验验证

提出了一种基于光纤光栅应变传感器的输电线路覆冰监测方案,并进行了仿真分析和实验验证.方案利用一段与架空输电线相同的测试导线作为覆冰载体,测试导线覆冰重力牵引光纤光栅应变传感器应变,通过监测光纤光栅传感器的应变量,同时综合实时气候条件等多种因素,计算出测试导线的覆冰厚度,估算架空输电线的覆冰厚度.仿真分析及实验测试结果表...     

基于压电陶瓷的风机叶片模型覆冰主动监测

南方山区高湿低温严酷环境易导致冰灾,风机叶片覆冰会导致发电效率降低甚至停机,因此发展高效可靠的风机叶片覆冰监测技术对防冰、除冰具有重要意义。该文提出了一种基于压电陶瓷应力波测量的风机叶片覆冰主动监测方法。开展叶片模型进行模拟覆冰试验,在叶片表面布置伸缩型和剪切型两种压电陶瓷片,根据波动法原理对驱动器输入正弦扫频电压信号作为激励,记录不同传感器在不同结冰厚度下的响应信号,并对测量信号进行小波包能量分析。结果表明,同一压电陶瓷片接收信号的小波包能量与结冰厚度存在明显关系。     

Large Area Artificial Spin Ice and Anti‐Spin Ice Ni80Fe20 Structures: Static and Dynamic Behavior

Artificial spin ice has been the subject of extensive investigation in the last few years due to advances in nanotechnology and characterization techniques. So far, most of the studies have been limited to local probe of small area magnetic elements due to limitations with lithographic techniques used. In this study, large area spin ice and anti‐spin ice Ni₈₀Fe₂₀ structures with three lattice configurations have been fabricated using deep ultraviolet lithography at 193 nm exposure wavelength. The static and dynamic properties are systematically characterized using vibrating sample magnetometer, magnetic force microscopy, and broadband ferromagnetic resonance spectroscopy. Intriguing static and dynamic behaviors are observed due to the geometrical arrangement of the nanomagnets in the lattice. When the nanomagnets are saturated at high field, multiple resonance peaks whose frequencies are strongly dependent on the orientation of the applied magnetic field are observed. The experimental results are in qualitative agreement with the micromagnetic simulations. These findings may find application in the design of magnetically controlled tunable microwave filters.     

动态冰蓄冷蓄冰装置综合性能分析

动态蓄冰技术是今后蓄冰技术发展的方向…。本文通过分析比较目前常用的几种蓄冰装置的性能参数、技术特点和综合性能,得到：动态蓄冰装置比静态蓄冰装置效率高;动态蓄冰装置综合成本低、融冰速度快、融冰温度稳定性较好等;静态蓄冰占用空间最大,而板冰片冰蓄冰等动态蓄冰设备占用空间小。动态蓄冰装置的最大缺点就是运行不够稳定,需要进一步完善。本文可为蓄冰系统和设备的设计师提供参考。