强冲击压电陶瓷结构的应力波传播及电压输出特性

为了研究强冲击作用下应力波在压电陶瓷复合结构（前基板-压电陶瓷-后基板）中的传播规律和压电陶瓷的电压输出特性,利用自行构建的聚偏氟乙烯（PVDF）冲击压力测试系统和压电陶瓷的电压输出测试系统并结合一级轻气炮加载系统,开展了2A12柱状铝弹丸分别以313m/s、326m/s、379m/s和397m/s的速度正碰撞压电陶瓷复合结构（不同材料的后基板）实验,采集压电陶瓷与后基板间压力传感器产生的电压信号和压电陶瓷的电压输出信号.同时,基于一维弹性波的传播理论,推导了应力波在弹体与压电陶瓷复合结构接触界面所形成的变截面问题中传播时的碰撞速度与压力峰值的计算关系式,得到了不同碰撞速度条件下压电陶瓷后表面处的应力峰值;利用压电陶瓷输出电压与冲击压力峰值间的理论计算关系式并结合Matlab编程对冲击压力的实验数据处理所得到的冲击压力峰值,计算得到了压电陶瓷的电压输出峰值.研究结果表明：通过理论计算得到的冲击压力峰值、电压输出峰值与实验测量所得结果均基本吻合;在碰撞速度接近时,后基板的材料性质（有机玻璃和铝合金）对应力脉冲峰值特征的影响显著,有机玻璃作为后基板的应力脉冲峰值高于后基板为铝合金时的应力脉冲峰值,且有机玻璃作为后基板的脉冲持续时间长于后基板为铝合金时的脉冲持续时间;压电陶瓷的电压输出峰值随冲击压力峰值的增加而增大且二者呈非线性关系.     

半导体激光主动成像雷达扫描成像实验

对激光主动成像雷达做了一些初步的理论与实验研究,建立了一个半导体激光扫描成像演示系统,利用雷达距离方程计算了系统的最大作用距离,并在实验室做了成像实验.在实验室内获得了10帧/s、每帧32行的轮廓像,且成像质量较高.     

飞秒光频梳基于鉴相信号处理实现速度测量

以激光测速为基础,引入飞秒光频梳,通过鉴相信号处理,研究出了一种高精度的测速方法,理论测量下限低至m/s量级。文中详细分析了飞秒光频梳经运动目标反射后梳齿相位发生变化的原理,建立了较为全面的数学模型并使用MATLAB软件进行了仿真。采用快速傅里叶变换方法对仿真测量信号相位信息进行提取并处理,分别对m/s、mm/s和m/s量级速度值进行了测量,理想情况下测量误差在1 m/s以下。同时,还对做任意运动的目标进行了测量仿真实验,结果表明文中方法还可以还原目标的运动状态。最后搭建了实验装置对mm/s量级的速度进行测量,测量相对误差均在4%以内,验证了此方法的可行性。     

使用1.3μm发光管的传输试验和系统计算

使用1.3μm宽带宽高亮度InGaAs/InP发光管,已经在长4.545km的渐变型光纤上实现了280Mbit/s非归零信号传输。理论计算和试验结果十分吻合。理论证明,560Mbit/s的无中继传输距离可达4.3km,采用多电平强度调制系统时,中继间距可以增至5.4km。     

Gb/s级APD光接收机

高速雪崩光电二极管和高灵敏度接收机是未来的Gb/s级光通信系统的重要组成部分。本文论述了高速Ⅲ-Ⅴ族雪崩光电二极管的理论和实验特性,以及用场效应晶体管(FET)和双极晶体管放大器组成的Gb/s级光接收机。特别讨论了APD增益带宽积以及对高速接收机灵敏度的影响。对目前比特率高达8Gb/s的接收机灵敏度测量值和理论计算结果进行了比较。     

格栅式风口风量测量修正系数实验研究

实际工程中对风口风量的测量,常用测定风口风速和面积值获得,受现场测量条件及方法的影响,所测风速计算所得风量与实际风量有一定差距.利用标准风洞试验台对测定风速计算风量的修正系数进行了实验研究,对格栅式风口进行了不同风量、测试距离、测试仪器和计算面积的修正系数实验,实验结果表明,热线风速仪在风速1 m/s～6 m/s范围内、测距为10 cm～30 cm之间,修正系数为0.84～0.90,大叶型风速仪在风速2 m/s～6 m/s范围内、测距为10 cm～30 cm之间,修正系数为0.85～0.90,从而为现场风量测量提供了简便准确的依据.     

利用光子晶体光纤实现10 Gb/s光传输系统的色散补偿

利用光子晶体光纤（PCF）在10Gb/s光传输系统中对普通单模光纤中传输的光脉冲进行了色散补偿，获得了很好的补偿效果。实验中，10Gb／s光脉冲序列经过2.163km普通单模光纤被展宽后．利用26m长光子晶体光纤对其进行色散补偿．补偿后脉冲基本恢复到了初始形状。进一步的理论计算表明，此光纤在C波段20nm波长范围内对普通单模光纤能够实现较好的色散斜率补偿，补偿后剩余色散小于5ps／nm。理论与实验结果表明光子晶体光纤在色散补偿方面具有很大的潜力．在未来光通信系统中将发挥重要作用。     

基于ARM的红枣烘烤自动控制系统设计

为研究红枣的热风干燥特性,分别考查了50℃,60℃和70℃干燥温度及0.5 m/s,1.0 m/s和2.0 m/s条件下整果红枣的热风干燥曲线和干燥速率曲线的相关规律,并对实验数据进行了统计和分析,建立了红枣热风干燥数学模型。在此基础上,设计实现了基于ARM的红枣干燥自动控制系统,系统测试结果表明:该系统可以满足红枣烘烤过程的温湿度自动控制要求,提高红枣干制品的质量。     

光纤位移干涉仪的研制及其在Hopkinson压杆实验中的应用

为了满足爆炸冲击作用下结构体动态变形过程测试的需要,基于激光多普勒效应和外差技术,采用单模光纤器件、声光移频器（AOM）和高带宽光电转换器研制了一套可辨别速度方向的参考光调制式光纤位移干涉仪,它具有结构简单、动态响应快以及非接触式测量的优点。采用短时傅里叶变换算法编写了数据处理程序,并在Hopkinson压杆上进行了实验研究,获得了36.82 m/s的峰值速度,并对速度波形与应变片测量获得的结果及应力波理论计算结果进行了对比分析,验证了系统的可行性。钢筒爆炸实验获得了壁面振动的正负速度历程,验证了系统可以辨别物体运动方向。     

涂覆聚合物膜的Love波传播特性

该文计算了涂覆聚合物膜的Love波传感器波速和波导层相对膜厚的关系,并进行了实验验证。Love波器件以ST-90°X石英晶体为基片,在基片表面镀一层不同膜厚的聚乙烯醇(PVA)膜作为波导层兼吸湿层。采用网络分析仪测量了相对湿度35%左右器件的工作频率和插入损耗分别随膜厚的变化,算出Love波波速和PVA相对膜厚的关系,当PVA膜厚度从0增大到波长的5%时,Love波速度由约4 992m/s降低到4 840m/s,和理论计算结果一致。