基于核主元分析与神经网络的传感器故障诊断新方法

提出综合利用核函数主元分析(KPCA)和神经网络的方法实现非线性系统内传感器故障的检测和识别,克服了以往核函数主元分析法只能给出故障检测结果,却无法对故障进行识别的缺陷,并给出了在特征空间中计算残差的简单方法.最后,对一个简单的多变量过程进行了故障检测和识别,验证了这一诊断策略的有效性.     

可调灵敏度的新型光纤光学甲烷检测系统

应用取样光纤光栅和棱镜气室,构建了灵敏度可调的光纤甲烷检测系统,可实现对甲烷气体等距分布的多条吸收线的同时测量.利用背景扣除和比值处理技术,实现了常压下甲烷不同体积分数的检测.气体配置过程的在线实验表明,系统示值与体积分数变化间线性关系良好.     

取样光栅滤波的新型光纤甲烷差分检测系统

综合应用取样光纤光栅滤波和改进的差分吸收检测技术,实现了对甲烷气体等距分布的多条近红外吸收线的同时测量,完善了差分吸收技术应用于弱气体检测的理论。基于分子光谱学理论对谱带精细结构的分析,结合取样光纤光栅的梳状滤波思想,以1.66μm附近甲烷泛频(2v3)吸收光谱R支中的R4线为中心,同时对R3、R4和R5三条吸收线进行测量。为消除光源功率波动对测量结果的影响,利用两个同类型的取样光纤光栅实现对气体浓度的差分吸收检测。选用中心波长在R4附近的啁啾光纤光栅作为光学带通滤波器,利用PINPD实现对三条吸收线处光强的同时测量,由比值处理消除光源功率波动对测量结果的影响。通过实验验证了系统的可行性。     

三维荧光光谱技术及平行因子分析法在绿茶分析及种类鉴别中的应用

提出了一种绿茶成分分析和种类鉴别的新方法。利用FS920荧光光谱仪测量得到国内生产的26个绿茶样品的三维荧光光谱矩阵(EEMs),建立了不同种类绿茶在特定范围内(激发波长为300～550 nm,发射波长为310～750 nm)的三维荧光光谱图和等高线光谱图。采用平行因子分析法(PARAFAC)计算得到绿茶的3因子激发-发射光谱轮廓图和样品因子投影得分图。通过因子光谱特征分析确定绿茶的三种主要成分(茶多酚、黄酮醇及叶绿素);通过三维荧光光谱图和等高线光谱图的图谱特征和样品因子投影得分图的分析,证实三维荧光光谱技术和平行因子分析法对绿茶进行成分分析和种类鉴别,是一种高效、精确的方法。     

空芯光子带隙光纤在甲烷检测中的应用

以多段级联的空芯光子带隙光纤(PBF)作为气体传感探头,以谐波检测技术作为信号处理方法,构建了一种新型全光纤甲烷监测系统。分析了甲烷在空芯内的扩散特性,实现了传感气室的优化设计。实验结果证实了该传感头用于甲烷检测的可行性。     

光纤传感器中散射噪声的研究

基于光电探测器信号波散射波理论,研究了光纤气体传感器中的散射噪声。计算了透射型传感器中由于散射噪声造成甲烷气体浓度信号波与散射波之间干涉对输出信号产生的影响。并用Matlab对散射噪声进行了模拟,模拟结果与实验结果相符。     

荧光光谱检测技术在茶饮料成分分析中的应用

荧光光谱检测技术已广泛用于有机物的定性和定量分析,取得了良好的效果.本文介绍了荧光光谱法的检测原理和检测系统的组成.采用该荧光检测系统在激发波长300～550nm、发射波长310～710nm处检测了茶饮料的荧光光谱,通过对荧光光谱的分析,建立了主要成分的荧光光谱特征数据库.该方法有助于解决市场上真假茶饮料的质量鉴别问题.     

一种新型光纤布拉格光栅气体泄漏检测传感器

提出了一种新颖的基于光纤自加热效应的气体泄漏检测用传感器,不仅可对管道连接处等易发生泄漏的部位进行实时监测,还可提供定量的有关管道泄漏速度的数据。泄露到光纤外部的泵浦光能被附着在光纤光栅外部的金属涂敷层吸收,导致温度上升,改变了光栅的栅格周期,进而影响了光栅的谐振波长。当有气流通过光纤光栅时,由于热量被带走,导致光纤光栅温度变化,通过监测谐振波长的改变即可求得气体的泄漏速度。为简化信号解调方法,利用长周期光纤光栅的边沿滤波器特性,实现光纤光栅传感波长的解调。实验通过控制CO2的流速,证实了该方法的可行性。     

基于可逆信息隐藏的的无损鲁棒数字水印模型的研究

提出一种新的无损鲁棒数字水印的框架模型,该框架模型中通过鲁棒数字水印算法把水印嵌入进去,然后将可恢复原载体图像的信息再经可逆信息隐藏方法嵌入到该水印图像中,该模型在提取水印和恢复载体图像过程中都不需要原载体图像。基于该框架模型,本文提出一种基于混沌和JPEG压缩格式的无损鲁棒数字水印的算法,实验证明该算法不仅可以使载体图像无损重构,而且能有效的抵抗JPEG压缩、噪声干扰、低通滤波、剪切、旋转等几种典型的攻击,具有较强的鲁棒性,验证了本文所提出无损鲁棒数字水印框架模型的有效性。     

基于情境构建培养解决复杂工程问题能力

解决“复杂工程问题”能力是工程教育认证关注的焦点之一。本文提出培养工科学生解决复杂工程问题能力的首要工作是在适当的教学环节中为学生创设合理、有效、具有专业领域特点和一定“复杂”水平的“复杂工程问题情境”。燕山大学测控技术与仪器专业的"测控仪器电路课程设计"教学环节中,从“技术要素”和“非技术要素”两个方面设计构建了学生学习的“复杂工程问题情境”,取得了良好的教学效果。本文阐述了“复杂工程问题情境构建”的教育心理学依据与构建策略,强调了用课程知识体系承载学生工程师能力与素质的培养。