基于SVM算法的分布式光纤扰动传感系统快速检偏技术研究

针对基于双马赫-曾德尔干涉的分布式光纤扰动传 感系统对传感光信号的偏振状态需要进行实时监测以便及时进行偏振控制的问题,本文提出 一种基于支持向量机(SVM)的偏振状态快速判别算法。该方法对采集到的两路干涉信号进 行做差处理,得到原始数据。提取原始数据中的过零率与峰值的绝对和作为分类器的输入特 征向量,使用Verilog HDL语言编写支持向量机(SVM)分类识别算法,借助现场可编程门阵 列(FPGA)的硬件并行结构和流水线技术实现分类器权系数的快速迭代求解。通过提取未知 偏振状态信号的特征向量,并将其输入到训练好的支持向量机模型中可以实现高效率的偏振 状态识别。实验结果表明:本方法可以快速并准确的实现对系统偏振状态的识别判断,平均 识别率达到93.25%,分类模型训练时间在100 ms以内,平均识别响应时间在8ms以内。     

Pt／TiO2膜光催化氧化降解高聚物的研究

以250W高压泵灯为光源,通过光化学沉积法在TiO2表面上担载1％Pt制备的催化剂对难降解高聚物PVA具有很好的光催化活性,固定相活性提高后的该类催化剂在用量为30g/m∧2时,光照60min,PVA的光解率可达78．3％。研究发现,PVA的光催化氧化可分为两个阶段,前一阶段PVA主要生成中间产物,后一阶段,PVA被彻底氧化分解,1％Pt/TiO可以明显地缩短前阶段反应时间,增强后阶段PVA的矿化作用,增加矿化阶段反应级数与反应速度常数。     

Pt/TiO_2膜光催化氧化降解高聚物的研究

以 2 5 0W高压汞灯为光源 ,通过光化学沉积法在TiO2 表面上担载 1%Pt制备的催化剂对难降解高聚物PVA具有很好的光催化活性 ,固定相活性提高后的该类催化剂在用量为 30g/m2 时 ,光照 6 0min ,PVA的光解率可达78 3%。研究发现 ,PVA的光催化氧化可分为两个阶段 ,前一阶段PVA主要生成中间产物 ,后一阶段 ,PVA被彻底氧化分解 ,1%Pt/TiO2 可以明显地缩短前阶段反应时间 ,增强后阶段PVA的矿化作用 ,增加矿化阶段反应级数与反应速度常数。     

纳米TiO2薄膜光催化降解苯酚和氯代苯酚的研究

采用溶胶凝胶法制备纳米TiO2薄膜,研究了初始浓度、pH和外加H2O2对TiO2薄膜光催化降解苯酚、对氯苯酚和2,4-二氯苯酚影响.结果表明,纳米TiO2薄膜对于苯酚和氯代苯酚均有较高的光催化活性,相同条件下,2,4-二氯苯酚的光催化降解速率＞4-氯苯酚＞苯酚.在本实验条件下,随着反应物初始浓度的升高,相同时间内,苯酚和氯代苯酚的降解效率均逐渐降低.在中性条件下,苯酚和氯代苯酚的光催化反应速率均强于酸性条件下,其中pH对苯酚光催化降解的影响幅度最大.适量的H2O2有助于提高苯酚和氯代苯酚光催化降解速率.     

TiO2柱撑膨润土复合光催化剂的合成及其光催化活性

采用酸性溶胶法合成TiO2柱撑膨润土复合光催化剂并对其进行表征,研究该复合催化剂的光催化活性。X射线衍射(XRD)分析表明,d001的衍射角对于膨润土是5 88°,323K处理后的TiO2/膨润土样品为5 60°,773K处理后的TiO2/膨润土样品为9 06°,对应的层间距分别为1 502、1 577和0 982nm。层间距的先增大后减小规律,证明了柱撑膨润土复合物的生成。X射线光电子能谱(XPS)进一步验证了复合物中的Ti均以TiO2的形式存在。该复合光催化剂对于阳离子红GTL表现出很好的催化降解活性,其反应速率常数分别为两种纯TiO2的2 88和3 65倍。并且其沉降性能明显优于纯TiO2,在10～20min可以基本上完全沉降。     

UV-TiO2-H2O悬浮体系光催化降解聚乙烯醇

在自制的圆柱状夹套光化反应器中，以6W(Emax=365nm)紫外光灯为光源，研究了聚乙烯醇(PVA)的光催化降解行为，探讨了催化剂用量、pH及外加氧化剂等因素对PVA的光催化降解效率的影响。结果表明，催化剂用量与pH是影响PVA光解的重要因素，在酸性和碱性条件下PVA更易于光催化降解。另外，外加分子氧与过氧化氢可以有效地提高PVA的光解速率。PVA与降解60min后样品的红外光谱(IR)分析表明，PVA光催化氧化降解过程中羟基氧化形成羰基，碳-碳键的剪切形成短链化合物，实现了长链的断裂。     

基于DOFVS的新型压力输水管道泄漏在线监测方法

压力输水管道因内部压力及外部使用环境腐蚀等因素经常造成爆管泄漏等问题,根据管道泄漏时会引起泄漏点周围管壁振动这一特点,利用基于相位敏感光时域反射仪技术的分布式光纤振动传感技术(DOFVS)提出了一种新型压力输水管道光纤在线泄漏监测方法,此方法利用普通单模通信光纤拾取泄漏点引起的管道振动信号并进行实时检测和定位。在室内测试环境下,该系统能够检测出DN90 cm×EN2 cm普通钢制压力输水管道在0.4 Mpa压力下,泄漏孔径为4 mm的泄漏;在室外测试环境下,该系统能够检测出DN200 cm×EN2 cm普通钢制压力输水管道在0.27 Mpa压力下,泄漏量大于11 L/s泄漏孔的泄漏。此外,采用多尺度小波分解去噪方法,对监测信号中的环境噪声信号进行滤除,并取得了良好的去噪效果。     

基于无人机视频联动的分布式光纤传感周界安防系统

本文构建一种基于双马赫曾德干涉仪的分布式光 纤传感技术周界安防监控系统和基于 四旋翼无人机具有视频跟踪功能的智能视频联动于一体的综合系统。该系统采用分布式光纤 扰动传感技术与无人机技术进行融合,分布式光纤传感技术基于双路马赫曾德干涉仪,利用 正反两路信号时延差进行定位;无人机为四旋翼无人机搭载ODROID机载计算机进行视频处理 。其中扰动传感系统监测各种入侵行为,并对信号处理对入侵进行定位,并发出报警信息。 无人机进行视频联动,无人机利用其“上帝视角”进行对入侵位置勘查,监测入侵行为,并 对入侵者进行实时跟踪。摄录入侵视频,并将其视频传输到终端。本过程,全程智能化、自 动化。经过实验测试,该系统定位精度能达到10m,四旋翼无人机飞行稳定,响应速度快, 全程自动摄录、自动返航,并能将摄录的视频实时传输给客户端。测试结果表明系统能够有 效实现对入侵的检测与定位,并能与无人机实现视频联动功能。本系统将分布式光纤传感技 术和智能无人机视频联动技术相融合,构成混合式智能型周界安防监控系统。     

热处理对TiO2/膨润土纳米复合物结构及其光催化活性的影响

采用酸性溶胶法合成TiO2/膨润土纳米复合物,考察了热处理温度对其物理特性与光催化活性的影响.研究发现,制备的复合物具有较好的热稳定性,经973K热处理后,其结构仍基本保持不变.但随着煅烧温度的升高,层间隙逐渐减少.不同煅烧温度对复合物的催化活性影响较大,773 K热处理样品的光催化活性＞973K＞573K.煅烧温度对复合物的吸附性能与催化活性影响规律的差异表明了在吸附作用加强光催化性能的同时,复合物中的高分散的TiO2的形态等其他因素也发挥着重要作用.