基于小波包特征提取及支持向量回归机的光纤布拉格光栅冲击定位系统

以光纤布拉格光栅(FBG)为传感网络,构建了复合材料冲击载荷实时在线监测系统,研究了基于小波包特征提取及支持向量回归机的光纤-碳纤维复合材料结构冲击定位方法.针对同一冲击点,分析不同传感信号,获得了冲击响应信号小波包能量谱,分析结果表明小波包能量谱中特定阶数对冲击敏感.改变冲击点位置研究小波包能量谱与冲击位置之间的关系,提出将第6阶小波包能量值作为冲击定位的特征向量.采用支持向量回归机建立样本数据的回归模型,预测冲击载荷位置,并对支持向量机的相关调整参数进行了优化.实验表明,支持向量机的网络测试误差为4.81％.研究结果可为碳纤维复合材料(CFRP)层状结构的冲击性能评估提供可行的实验方法.     

贴片式光纤Bragg光栅应变传感器

为解决因光纤的圆柱型结构所带来的粘贴问题，引入了粘贴式光纤Bragg光栅应变传感器。该传感器被粘贴于可通过加载载荷的方式产生应变的等强度悬臂梁的表面，并用光谱仪获得了光纤Bragg光栅的反射谱。实验表明Bragg波长对荷载产生的波长偏移分别为0.901nm／μm和-0．902nm／μm．计算表明：Bragg波长偏移量的最大标准误差为0．003nm．结果表明该传感器可满足建筑工程结构检测中对测量精度要求。     

基于单元平均应变的结构多损伤静态识别

利用长标距布喇格光纤光栅（FBG）传感器，可以测量结构一定长度的平均应变。在介绍单元平均应变的基础上，采用单元平均抗弯刚度和广义单元平均中性轴高度作为识别参数，通过工字形悬臂钢梁和简支钢梁的多损伤数值模拟进行了验证，说明基于单元平均应变的结构静态损伤识别方法是可行的。     

激光微加工系统中控制器的设计

在自行研制的激光微加工系统中,激光光源固定,待加工工件置于X-Y移动平台上,驱动平台运动带动工件运动,利用光束与工件的相对运动加工出各种图形.X-Y移动平台运动控制的核心是控制器.控制器通过串行通讯接口与PC机串行通讯,接收PC机下载的加工轨迹文件和运动控制命令,以步进电动机作为执行机构、以光栅尺作为反馈部件构成闭环控制系统.以光栅尺测量为标准,系统的位置控制误差小于2μm.     

柔性立管涡激振动实验的数据分析

在对光纤光栅应变计（FBG）测量得到的柔性立管室内模型实验数据进行分析中,通过信号滤波、模态分解、频谱分析以及位移计算等得到立管涡激振动的共振模态、振动频率和位移变形等参数的变化规律。分析结果表明所采用的数据分析方法能够很好地分析出柔性立管涡激振动的基本特性,这对今后深入开展深海立管涡激振动问题的实验研究和现场原位测试提供了有益的借鉴。     

Improving optical and electrical performances of aluminum-doped zinc oxide thin films with laser-etched grating structures

A laser etching method was performed to achieve the dual purpose of fabricating grating structures and laser annealing on aluminum-doped zinc oxide (AZO) thin films, and thus improve the film photoelectric performances. Different line spacings and laser fluences were adopted to systematically explore the optimal laser etching condition. Too narrow line spacings or too high laser fluences led to light reflections at the grating external surface to cause more light dissipation, and too wide line spacings or too low laser fluences resulted in relatively small total grating lateral areas being detrimental to multiple internal light reflections. Moreover, too narrow line spacings brought about laser-caused lattice disorder and too high laser fluences produced laser-ablated spots or overburned traces. Therefore, using the medium line spacing and laser fluence, e.g. 40 μm and 0.6 J/cm² in the present work, was more suitable for synchronously realizing grating structure fabrication and laser annealing. The corresponding AZO film exhibited the maximum figure of merit of 2.89 × 10^?2 Ω^?1, which was 1.6 times that of the untreated AZO film. This study is expected to expand performance improvement methods of TCO films and promote the application of laser-etched grating structures.     

传感器在大型天文望远镜中应用

简述大型天文望远镜对传感器的需求，重点介绍了ＣＣＤ传感器、波面传感器和光栅传感器等在大型天文望远镜中应用。     

液态金属表面特性研究的新途径

以流体动力学方程和光栅衍射原理为基础，得到了研究液态金属表面特性的理论方程式。在液态金属的表面上，激振出了理想的一维表面张力驻波，交视作为一种反射式光栅；研制成能自动地采集光信息与处理数据的系统，它由电荷耦合器件、驱动电路、模数转换及计算机所需的硬、软件组成，从而提供了测试分析液态金属表面特性的新途径。     

基于光栅传感器的高压输电线杆塔监测

通过对输电线杆塔力学分析,利用传感器技术获得杆塔的最薄弱部位的扭转力矩、拉力、倾斜角度等信息,传送到集控中心进行数据比对,由后台控制系统做出判断,明确杆塔出现的机械失效问题,从而作出预警。传感器技术和杆塔的力学分析结合提高了杆塔机械失效监测的效率,通过该方式管理人员可及时掌握杆塔信息,及时发现安全隐患,有效减少导线覆冰引起的杆塔受损灾害的发生。     

圆光栅精度及均匀性研究

圆光栅已经普遍用于高精度角度仪器作为定位基准，然而要研制得到超高精度圆光栅，必须要精度高，均匀性好，两者缺一不可［1］，本文研究达到二者全优。