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宽谱调谐二极管激光吸收光谱的数据预处理研究

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光学学报 2012年第4期32卷 304-309页

作者：高楠杜振辉齐汝宾李金义周涛周魁汪曣天津大学精密仪器与光电子工程学院天津300072 天津津航技术物理研究所天津300308

二极管激光吸收光谱以温度扫描实现快速宽谱调谐,其原始数据不便于传统的处理及运算,适当的预处理是进行后续数据处理的基础。在分析了温度调谐数据特征的基础上,利用Savitzky-Golay滤波器去除了波长序列中温度检测噪声的干扰,选择单调... 详细信息

二极管激光吸收光谱以温度扫描实现快速宽谱调谐,其原始数据不便于传统的处理及运算,适当的预处理是进行后续数据处理的基础。在分析了温度调谐数据特征的基础上,利用Savitzky-Golay滤波器去除了波长序列中温度检测噪声的干扰,选择单调的波长区间对信号幅值进行三次样条插值,以固定的波长点对应采样点,得到一组位置固定的幅值序列用于后期处理。此方法将两列检测数据合并为一列,相同的起始点和固定的波长位置不仅将多周期平均后的信噪比提升为原始数据的6倍,也使多组数据的比较及评价成为可能,一致的波长分辨率保证了线形检测的精确度,减小了吸收峰的频带宽度,有助于后续的处理、运算以及评价。

关键词：光谱学调谐二极管激光吸收光谱数据预处理 Savitzky-Golay滤波器三次样条插值

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黑龙江省农业产业化道路问题研究

理论探讨 1999年第5期 65-66页

作者：王国方李金义中共大庆市大同区委党校大庆163515 大庆市大同区政府办大庆163515

一、实施产业化战略的依据黑龙江省农业发展面临着许多矛盾和问题,其中最主要的,也是其他农业大省带有共性的问题就是三大矛盾:第一,"高"和"低"的矛盾,即社会效益高而经济效益低.黑龙江省耕地面积和人均粮食产量均居全国第一位,而农民... 详细信息

一、实施产业化战略的依据黑龙江省农业发展面临着许多矛盾和问题,其中最主要的,也是其他农业大省带有共性的问题就是三大矛盾:第一,"高"和"低"的矛盾,即社会效益高而经济效益低.黑龙江省耕地面积和人均粮食产量均居全国第一位,而农民人均纯收入却居全国第九位.

关键词：黑龙江省农业龙头企业产业化道路产业化发展大庆市大同区优化运行产业开发农村经济产业化实现产业化主导产业

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沈阳市城区空气质量预报两种模式的对比研究

沈阳市城区空气质量预报两种模式的对比研究

作者：李金义南京气象学院

学位级别：硕士

本文利用沈阳地区代表月份的气象资料，用中尺度数值预报模式(MM5)进行处理后，分别代入Pielke模式系统和HRCM污染预报模式系统，预报沈阳地区的二氧化硫浓度值，并根据沈阳的地理、气象条件对模式参数及网格距作适当调整，然后将模式... 详细信息

本文利用沈阳地区代表月份的气象资料，用中尺度数值预报模式(MM5)进行处理后，分别代入Pielke模式系统和HRCM污染预报模式系统，预报沈阳地区的二氧化硫浓度值，并根据沈阳的地理、气象条件对模式参数及网格距作适当调整，然后将模式预报值与污染源的实测值相比较，找出一个相关性好的污染预报模式系统，以提高沈阳的空气污染预报质量。通过对实况预报值与实测值的比较分析，这两个模式的预测结果在一定程度上反映了实际情况，可初步用于沈阳市的空气质量业务预报。相比而言，Pielke模式的模拟精度要稍好一些，但模式系统中的某些参数化方案及污染源方面尚需进一步改进。

关键词：模式二氧化硫浓度业务预报

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空气中挥发性有机物的光谱学在线监测技术

光谱学与光谱分析 2009年第12期29卷 3199-3203页

作者：杜振辉翟雅琼李金义胡波天津大学精密测试技术及仪器国家重点实验室天津300072

挥发性有机物(VOCs)是一类危害极为严重的大气污染物,其在线监测技术对于环境保护具有重要的意义。迄今为止,没有任何一种技术能够满足对所有VOCs进行监测的需求。分析了非色散红外方法、傅里叶变换红外光谱、光学差分吸收光谱、激光光... 详细信息

挥发性有机物(VOCs)是一类危害极为严重的大气污染物,其在线监测技术对于环境保护具有重要的意义。迄今为止,没有任何一种技术能够满足对所有VOCs进行监测的需求。分析了非色散红外方法、傅里叶变换红外光谱、光学差分吸收光谱、激光光谱等可以对VOCs进行在线监测的光谱学方法的特点和现状,并与VOCs的标准检测方法进行了比较,重点分析了调谐二极管激光吸收光谱(TDLAS)技术的发展现状及趋势。

关键词：挥发性有机物在线监测光谱学调谐激光光谱

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基于迁移学习的轴承故障预测算法研究

基于迁移学习的轴承故障预测算法研究

作者：李金义北京邮电大学

学位级别：硕士

With the advent of the era of big data and artificial intelligence,the health maintenance work in industrial systems has gradually changed from manual maintenance to intelligent maintenance *** are a large number of rotating mechanical parts in industrial systems,among which the failure rate of bearings is ***,the traditional bearing health maintenance methods have various problems such as poor timeliness and inaccurate *** hope to improve the reliability and stability of bearings in industrial systems and complete the predictive maintenance of bearings through intelligent management and intelligent ***,the Prognostics and health management（PHM）technology came into *** by bearing PHM technology,this paper studied bearing fault prognostics algorithm based on transfer learning to improve the prediction ability of bearing fault prognostics *** main research contents were as follows:（1）Based on the bearing vibration data collected by vibration sensors,the feature extraction algorithm of bearing vibration data based on convolution autoencoder was *** this paper,one-dimensional convolution autoencoder was used as feature extractor,and the hidden layer output of convolution autoencoder was used as the features which were extracted,so that the feature extraction of bearing vibration data could be realized and the error of manual labelling could be avoided.（2）Based on the features extracted from convolution autoencoder,the bearing health indicator construction algorithm based on support vector regression was studied,and the bearing health indicator with better monotonicity and trend was constructed,which effectively reflected the health status of bearings in the whole life cycle,and also verified the feature extraction ability of convolution autoencoder for bearing vibration data.（3）Based on the features extracted from convolution autoencoder,the remaining useful life prognostics algorithm based on trans

关键词：

Wavelength modulation spectroscopy based on quasi-continuous-wave diode lasers

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Chinese Optics Letters 2012年第3期10卷 77-79页

作者：齐汝宾杜振辉高东宇李金义徐可欣 State Key Laboratory of Precision Measuring Technology and Instruments Tianjin University

A modified wavelength modulation spectroscopy（WMS）based on the self-heating effect of the tunable diode laser when driven in quasi-continuous-wave（QCW）mode is investigated.A near-infrared distributed feedback（DFB）diode laser working at the QCW mode is employed as the QCW light source,and CO2 is selected as the target *** characteristic of the QCW second harmonic（2f）line profile is analyzed through a comparison with that of the traditional CW WMS with the same system.A noise-equivalent absorbance of 3.2×10-5 Hz-1/2 for CO2 at 1.58μm is obtained with 18-m optical *** QCW WMS lowers the dependence on lasers and expands selectivity,thus verifying the feasibility of the method.

关键词： Carbon dioxide Light sources Molecular spectroscopy

利用热敏电阻精确测量DFB激光器动态结温度

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仪器仪表学报 2012年第9期33卷 2088-2093页

作者：李金义杜振辉齐汝宾徐可欣天津大学精密测试技术及仪器国家重点实验室天津300072

半导体激光器结温度的测量对于其温度控制和特性研究非常重要。基于对激光器的结构和热电等效模型的研究,建立半导体激光器组件中激光器芯片和热敏电阻的数学模型,利用热敏电阻实时监测激光器在热动态过程中的结温度。以气体吸收谱线的... 详细信息

半导体激光器结温度的测量对于其温度控制和特性研究非常重要。基于对激光器的结构和热电等效模型的研究,建立半导体激光器组件中激光器芯片和热敏电阻的数学模型,利用热敏电阻实时监测激光器在热动态过程中的结温度。以气体吸收谱线的波长验证了模型的正确性,实现激光器结温度预测不确定度约为0.01 K。还利用此方法测量了电流调谐过程中动态结温度,在一个锯齿电流扫描周期内结温度变化量为0.044 K。基于热敏电阻预测激光器结温度无需附加额外测量装置,其精度不受环境温度和TEC电流的影响,适合于原位、在线激光系统,也可应用于激光器组件热学性能的研究。

关键词：结温度可调谐二极管激光吸收光谱动态测量

半导体激光器的宽谱快速调谐及其在气体检测中的应用

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半导体激光器的宽谱快速调谐及其在气体检测中的应用

作者：李金义天津大学

学位级别：硕士

本文基于DFB半导体激光器的调谐机理,建立了半导体激光器的调谐特性的数学模型,结合实验,给出了激光器调谐特性传递函数,即辐射波长与电流、温度的关系。提出了快速温度调谐的方法并搭建了实验装置,通过给激光二极管组件中的热电制冷器(... 详细信息

本文基于DFB半导体激光器的调谐机理,建立了半导体激光器的调谐特性的数学模型,结合实验,给出了激光器调谐特性传递函数,即辐射波长与电流、温度的关系。提出了快速温度调谐的方法并搭建了实验装置,通过给激光二极管组件中的热电制冷器(TEC)施加较大的周期性驱动电流改变激光腔温度实现快速连续调谐。TEC驱动电流为1.5A时,可在小于2.2s调谐时间内实现4nm的波长扫描,改善激光器散热条件等可以拓宽温度扫描范围从而实现更宽的波长扫描。本文提出了在快速温度调谐过程中的波长辨识方法,通过实测负温度系数(NTC)热敏电阻的温度值来预测LD chip的温度值,从而根据激光器的注入电流值和先验的激光器调谐特性实时预测快速调谐时激光器的输出波长。实验证明所述方法有效可行,波长预测的偏差小于10pm。建立了激光器模块(LDM)的等效电路模型,使用PSPICE仿真了不同环境温度下的温度调谐过程,验证了模型及波长补偿方法的适用性。利用宽谱温度调谐TDLAS系统进行了气体检测实验。首先,测得了CO气体在6320 cm 6336 cm波段的波长调制光谱的二次谐波(WMS-2f)信号,得到了8个强吸收线和14个弱吸收线的位置,线强、线宽等数据。然后又测得了CO和CO混合气在6318.5cm336 cm波段的WMS-2f吸收谱。因此,宽谱TDLAS技术可以用于单一气体的高精度测量和多成分气体的同时检测。本文的创新之处在于提出了一种宽谱快速调谐方法以及调谐过程中激光器辐射波长精确预测方法,可用于调谐激光二极管吸收光谱(TDLAS)技术以及光通信等领域。

关键词：半导体激光器可调谐激光二极管吸收光谱激光调谐温度调谐仿真动态波长预测

DFB激光二极管电流-温度调谐特性的解析模型

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物理学报 2011年第7期60卷 346-350页

作者：刘景旺杜振辉李金义齐汝宾徐可欣天津大学精密测试技术及仪器国家重点实验室天津300072 北华航天工业学院廊坊065000

从DFB型激光二极管调谐机理出发,提出了电流-温度调谐特性的解析模型,通过实验测量结果辨识出模型参数,将模型应用于四个不同厂家的DFB型二极管激光器,得到激光器电流-温度调谐的解析模型;将模型预测值与实验测量值比较,相关系数均在0.9... 详细信息

从DFB型激光二极管调谐机理出发,提出了电流-温度调谐特性的解析模型,通过实验测量结果辨识出模型参数,将模型应用于四个不同厂家的DFB型二极管激光器,得到激光器电流-温度调谐的解析模型;将模型预测值与实验测量值比较,相关系数均在0.9999以上.同时,利用CO2气体的多个吸收谱线测量激光的波长,验证了解析模型的预测波长值,与HITRAN谱库中CO2气体吸收波长的误差在3pm内.解析模型能够精确预测激光器在快速调谐过程中的瞬态输出波长,其精度能够满足光谱分析、光学相干测量等实用要求.

关键词： DFB激光二极管调谐机理解析模型电流调谐和温度调谐