气动光学自适应校正研究进展

自1982年Gilbert明确提出气动光学问题以来的理论和实践研究表明:气动光学畸变已严重影响机载/弹载激光能量系统及激光信息系统的性能。但是,由于气动光学畸变的高时间、高空间频率特征,现有的反馈控制自适应光学系统控制带宽尚不能满足高频气动光学波前畸变实时校正对系统带宽的需求。通过梳理近30多年来人们致力于气动光学自适应校正所做的机理、测量、校正等方面的标志性研究工作,以明确气动光学研究的问题、现状及未来的研究思路,从而为广大气动光学研究者提供理论和技术参考。     

基于随机并行梯度下降算法的多级波前校正技术

为提高基于随机并行梯度下降(SPGD)箅法的高分辨率自适应光学(AO)系统的有效校正带宽,提出了分级SPGD波前校正的方法.在每一级SPGD波前校正中,将高分辨率波前校正器的控制单元按位置分成多组.每一组都施加相同的控制电压作为一个控制变量.采用的校正级越高,独立的控制变量的数目也越多.多级SPGD自适应光学系统按从低到商的等级顺序对畸变波前进行校正.以一个具有16×16控制单元的分立活塞式波前校正器为基础建立了基于3级SPGD波前校正的自适应光学系统的数值模型,并针对大气湍流引起的某一帧随机相位屏做了模拟校正实验.结果表明采用分级波前校正后收敛速度提高了23%,此方法确实提高了基于随机并行梯度下降算法的自适应光学系统的有效校正带宽.     

基于周期激励流场的气动光学效应自适应校正

通过外加周期激励对气动光学流场中相干结构的发展进行相位调制，从而获得近似周期变化的畸变波前时间序列；通过计算各相位角畸变波前的平均值，并将其共轭波前作为相应时刻的校正信号应用于畸变波前的自适应校正。对比校正前后的近场相位分布以及远场Strehl比发现：该气动光学校正方案能有效地消除相干结构产生的大尺度波前相位畸变，同时提高远场的Strehl比。     

气动隔膜泵在天然气场站的应用探讨

天然气场站采出水中富含甲醇和凝析油,目前主要依靠传统电动机泵进行输送转存,发生泄漏存在安全隐患和环境污染。榆林处理厂在对低压放空系统改造的过程中选型试用气动隔膜泵,分析评价发现排液效果良好,安全可靠,并进一步对气动隔膜泵在油气田场站适用性条件做了探讨总结。     

榆林天然气处理厂消防泡沫系统升级改造效果评价

消防系统在工业生产应用中必不可少,能够第一时间扑灭火源避免火势扩大,有效杜绝火灾和爆炸事故的发生。本文通过对榆林天然气处理厂消防泡沫系统运行情况测试并分析,针对性地进行了数字化升级改造,实现了消防水泵和泡沫罐的远程启停以及岗位的无人值守。     

天然气中水分脱除工艺优化

随着我国经济的不断增长,对天然气的需要量不断增加。水分脱除工艺是天然气生产中的重要技术工艺,其主要是为了将天然气中存在的水分尽可能脱除,目前应用最多的还是三甘醇法。该工艺的实际应用过程中,往往问题较多,不仅效率低下,对水分脱除的效果也不是很好。     

基于本征正交分解基的实时波前重构方法

气动光学畸变波前可近似表示为低阶本征正交分解(POD)基与时间系数的相乘叠加形式。当本征正交分解基已知时,如何实时获取各阶时间系数则是能否对波前进行有效低阶近似重构的关键。从波前低阶近似表达式出发建立了时间系数、基函数的空间导数与探测光束偏折角所满足的线性方程组,通过求解该方程组得到系列低阶时间系数。对实验测量的畸变波前时间序列的分析表明,该方法求解的时间系数和直接波前本征正交分解分析得到的时间系数能够较好地吻合,并且与基函数的组合也能较好地重构出波前。由于只需测量波面上稀疏布局的探测光束的偏折角,并且求解的方程组包含方程数量少,因此该系数获取方法更具有实时性,从而实现对高频变化的气动光学畸变波前的实时重构。     

榆林天然气处理厂闪蒸分液罐工艺改造及效果评价

闪蒸分液罐具有闪蒸和分液的双重功能,能够有效防止管线设备憋压和回收烃油。榆林天然气处理厂的闪蒸分液罐设计和投入使用早,存在安全阀出口直接泄放至大气和压力、液位不能实时远程监控,以及残留液体加速腐蚀压力容器等诸多问题。因此,有针对性的进行工艺改造,消除了设备使用过程中潜在的安全隐患,也避免了环境污染,达到了预期的改造效果。     

气动光学畸变波前的本征正交分解和低阶近似

应用哈特曼波前传感器测量了准直平行光通过低速热射流流场后的畸变波前时间序列,对该波前时间序列进行了本征正交分解(POD)和低阶近似研究,对比研究了16#,1008#数据点处的低阶近似波前时间序列和测量波前时间序列。结果表明,畸变波前可用本征正交分解基来展开,应用少量的低阶本征正交分解基即可捕捉到波前的主要信息,并且随着重构模式数的增加,低阶近似波前更加逼近测量波前。由于波面上不同位置处相位脉动量的空间相关性各异,因此选用相同的重构模式数时不同数据点处的重构精度也不一样。     

基于传感器响应校正的阅读环境照度测量研究

设计实现了阅读环境光度测量装置.用Canon SC50HS相机、BENETECH—GM1020型数字式照度计、标准灰板进行光度测量和标定,编制了基于LuxLAB,OriginLab软件平台的计算机采集和数据处理等程序.结合高校阅读光照环境的质量检测和评价问题,提出了区域平均法、传感器响应两点校正法的测量方法,并对测量操作误差进行了分析和验证,因位置不准确造成的误差在-3%~3%之间,实际可控制在2%左右.进行了自然采光、人工照明等典型情况下照度测量和阅读光环境的照明效果实验.比照国际CIE阅读光度标准,结合实际测量和结果,进行了阅读光环境数据分析评价.在光度测量检测、阅读光照环境评价和改进等方面具有重要参考价值.