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基于分组测量和边沿滤波的FBG传感系统研究

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基于分组测量和边沿滤波的FBG传感系统研究

作者：曹品奇南京大学

学位级别：硕士

光纤通信技术的发展带动了各种光纤器件的研发和生产,这些器件被各地学者们不断研究并逐渐引入到光纤传感的应用中来。在这些有源和无源光器件中,光纤布拉格光栅是一个典型的器件,它可以将外界许多种类的物理参量转换成其反射光的中心... 详细信息

光纤通信技术的发展带动了各种光纤器件的研发和生产,这些器件被各地学者们不断研究并逐渐引入到光纤传感的应用中来。在这些有源和无源光器件中,光纤布拉格光栅是一个典型的器件,它可以将外界许多种类的物理参量转换成其反射光的中心波长信息。相比于传统传感器具有多种优势,可以有效地避免外界许多无关因素的影响,不受电磁辐射的干扰。同时光纤布拉格光栅和作为传输介质的光纤成本都十分低廉,空间体积小,适用于多种行业。随着其应用地不断推广,现在面临的一个重要问题是,需要在单个系统中复用更多的光栅。本文的研究内容就是如何提高光纤光栅传感系统的复用容量和传感距离。本文从基本的模式耦合原理入手,计算了光栅反射率与光栅参数之间的关系,并由此给出光纤光栅温度及应力传感模型的推导过程。分别介绍了目前常用的波长解调方法和光纤光栅复用方法,并比较了它们的优劣势,在此基础上提出了本文所设计的新型光纤光栅复用传感系统。为了满足大容量复用的设计需求,该系统采用了目前应用最为广泛的时分复用技术和弱反射光纤光栅,弱反射光栅可以有效地减少多反射和光谱阴影造成的串扰、提升系统复用能力。但是由于探测器的测量动态范围有限,导致了系统的测量距离以及复用数量受到了限制。为了解决这一问题,本系统采用了分组测量的方法：对光纤上的光栅按照它们的远近位置分成多个编组,使用低功率的输入光测量距离近的分组、高功率的输入光测量距离远的分组。保证每组光栅的反射光强在探测器单次探测的动态范围内,实现了对探测器动态范围的重复利用。要实现分组测量法中一次测量一个编组光栅的能力,还需要一个快速实时的波长解调系统与之进行配合。本文系统采用边沿滤波法实现这一功能。边沿滤波器的滤波谱随输入光波长线性变化,光在经过滤波器时其波长信息被写入到光强中,通过探测输出光功率就能解调出输入光的波长。通过结合使用分组测量和边沿滤波,本文成功实现了一个长距离、大容量的快速光纤光栅传感系统。本文随后对系统进行了测试,使用可调谐激光器扫频,标定了传感光栅串的反射率和中心波长数据。使用几个不同的边沿滤波器进行温度传感测试,在其中选取了最佳的滤波器,获得了良好的温度解调线性度。通过实验比较了分组测量法和普通测量法的效果,结果表明分组测量法能够有效提升系统的测量距离和信噪比。最后,本文根据系统的测试结果推算了系统的最大性能,介绍了分组的数量和每组长度的选取方法,分析了系统中主要的误差来源和缺点并给出了对应的改进方法。

关键词：光纤光学光纤光栅传感复用分组测量边沿滤波时分复用

机动车号牌生产管理系统数据交换机制的优化研究

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道路交通科学技术 2019年第3期 16-20页

作者：曹品奇赵鸣蕾公安部交通管理科学研究所

随着全国机动车保有量、业务量的不断增加,机动车号牌生产量也逐年增加。机动车号牌生产管理系统承担了全国的号牌生产业务的监管职能,正不断产生需通过专用局域网与公安信息网进行跨网络交换的数据。为满足机动车号牌生产管理系统的数... 详细信息

随着全国机动车保有量、业务量的不断增加,机动车号牌生产量也逐年增加。机动车号牌生产管理系统承担了全国的号牌生产业务的监管职能,正不断产生需通过专用局域网与公安信息网进行跨网络交换的数据。为满足机动车号牌生产管理系统的数据交换需求,本文对原有交换机制进行了调整优化,提出了一种稳定通畅的数据交换方案,并就其特性作了阐述。

关键词：数据交换公安信息网机动车号牌生产管理系统

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一种基于电子凭证的交管证件电子化系统

道路交通科学技术 2021年第6期 20-23页

作者：曹品奇黄鑫张帅黄金公安部交通管理科学研究所

传统的纸质交管证件携带和使用不便、更换费力费时、不利环保,管理纸质证件效率低下。本文根据交管证件电子化的需求,设计了一套基于电子凭证的交管证件电子化系统,阐述了系统的功能需求、架构、数据流程和对接方案设计,为执法民警、证... 详细信息

传统的纸质交管证件携带和使用不便、更换费力费时、不利环保,管理纸质证件效率低下。本文根据交管证件电子化的需求,设计了一套基于电子凭证的交管证件电子化系统,阐述了系统的功能需求、架构、数据流程和对接方案设计,为执法民警、证照持有人等提供证照电子化服务。

关键词：交通管理证件电子化电子凭证数字签名

人工智能文生视频大模型Sora对科技伦理的冲击及应对

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新疆师范大学学报（哲学社会科学版） 2025年第1期46卷 142-148页

作者：曹贤平南昌工程学院马克思主义学院江西南昌330099

Sora的推出是人类社会发展和人工智能进步的标志性事件,凸显出生成式人工智能的强大功能。Sora的爆火离不开规模化数据、先进算法和规模化算力,其内在运行机制紧扣文本输入、文本编码、视频生成和视频输出的基本逻辑,在人类社会具有广... 详细信息

Sora的推出是人类社会发展和人工智能进步的标志性事件,凸显出生成式人工智能的强大功能。Sora的爆火离不开规模化数据、先进算法和规模化算力,其内在运行机制紧扣文本输入、文本编码、视频生成和视频输出的基本逻辑,在人类社会具有广阔应用前景。但Sora在技术更迭和运用过程中可能给科技伦理带来诸如冲击人的主体性地位、导致人们认知的混乱性、冲击伦理规则的适用性、冲击数字隐私伦理并造成数字歧视等风险。因此,要坚持以人为本,运用技术手段增强Sora的数据筛选力度和敏捷治理效度,防止数据泄露和侵犯隐私,进行伦理设计实现科技伦理与时俱进,辅之必要的教育培训,以此提升全民运用人工智能技术的能力。

关键词： Sora 生成式人工智能科技伦理

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高考数学试题情境的价值、质量与考态分析

教学与管理 2025年第1期 63-66页

作者：曹翛骛陕西省西安市昆仑中学西安710043

鉴于试题情境影响测评目的的实现,首先探讨试题情境的测评价值和质量特征,并建构质量特征的分层评价标准。其次,以2024年高考全国卷和地方卷为研究单元,以上述评价标准为研究工具,研究得出高考数学试题情境综合质量的相对排序为:北京卷... 详细信息

鉴于试题情境影响测评目的的实现,首先探讨试题情境的测评价值和质量特征,并建构质量特征的分层评价标准。其次,以2024年高考全国卷和地方卷为研究单元,以上述评价标准为研究工具,研究得出高考数学试题情境综合质量的相对排序为:北京卷≈上海卷>新高考I卷>新高考II卷≈甲卷(理科)≈天津卷;虽然高考数学试题的情境存在差异性,但具有以下共性:试题情境主要承载单一的工具或发展价值;真实性与新颖性的水平较低;融合性水平较高。最后,提出重视情境教育、引导学生深度学习的教学建议。

关键词：高考数学试题情境 2024年高考数学试卷情境呈现

3D打印矩形粗糙通道内火箭煤油流动换热特性试验方法研究

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西安交通大学学报 2025年第1期59卷 47-55,67页

作者：刘朝晖彭乐钦李沛奇杨宝娥王玫西安交通大学动力工程多相流国家重点实验室西安710049 西安航天动力研究所航天液体动力全国重点实验室西安710100

为探究3D打印再生冷却通道在液体火箭发动机推力室中的替代应用特性,研制了具有不同内表面粗糙度的正弦波纹结构3D打印304不锈钢矩形通道。内截面名义尺寸为2.0 mm×2.0 mm,设计粗糙度分别为6.3、25.0、100.0μm,实际粗糙度Ra分别为11.8... 详细信息

为探究3D打印再生冷却通道在液体火箭发动机推力室中的替代应用特性,研制了具有不同内表面粗糙度的正弦波纹结构3D打印304不锈钢矩形通道。内截面名义尺寸为2.0 mm×2.0 mm,设计粗糙度分别为6.3、25.0、100.0μm,实际粗糙度Ra分别为11.88、12.70、17.53μm,通过将高温电阻率法和像素法相结合获得了3D打印通道的实际内径和壁厚,修正了火箭煤油流动换热的内壁温和热流密度,建立了3D打印粗糙通道内火箭煤油流动换热特性试验研究方法。试验参数如下:压力处于15~20 MPa范围、质量流速在12 450~24 900 kg·m-2·s-1之间、热流密度为5~15 MW·m-2、流体温度为-150℃。研究结果表明:火箭煤油流动换热特性受到热流密度、流体温度和质量流速的影响;流体温度处于50~135℃范围内,换热系数增加约25%~33%;热流密度处于5.0~15.0 MW·m-2范围内,换热系数增加了8.3%;质量流速为12 450~24 900 kg·m-2·s-1范围内,换热系数增加了60.2%。粗糙度增加对火箭煤油流动换热起到强化作用,粗糙度从11.88μm增加到17.53μm时,换热强化幅度超过20%以上。该研究可为3D打印通道在火箭发动机推力室中的替代应用提供参考。

关键词： 3D打印矩形通道流动换热粗糙度火箭煤油

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激光诱导荧光技术与地下水重金属原位检测应用进展

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岩矿测试 2025年第1期44卷 19-34页

作者：毛康薛家奇陈卓张华中国科学院地球化学研究所环境地球化学国家重点实验室贵州贵阳550081

对地下水重金属污染进行现场检测,是快速识别重金属种类和评价污染程度的重要手段。激光诱导荧光技术(LIF)利用特定荧光探针,在目标重金属存在下,通过激光诱导荧光探针产生/猝灭荧光,从而完成对重金属的识别和检测,具有快速甄别地下水... 详细信息

对地下水重金属污染进行现场检测,是快速识别重金属种类和评价污染程度的重要手段。激光诱导荧光技术(LIF)利用特定荧光探针,在目标重金属存在下,通过激光诱导荧光探针产生/猝灭荧光,从而完成对重金属的识别和检测,具有快速甄别地下水重金属污染特性和无损获取其价态的优势。本文在简述LIF检测重金属原理和LIF原位检测地下水重金属装备基础上,重点从荧光探针合成及其在重金属传感检测方法的构建上总结了基于不同荧光探针的LIF现场检测重金属的研究进展。目前可用于重金属检测的荧光探针包括以小分子探针、有机大分子和聚集诱导发光为主的有机荧光探针和以金纳米簇、量子点和金属有机框架材料为代表的纳米荧光探针。这些探针的合成及其对应的传感检测方法的构建表明LIF技术在地下水重金属检测中具有巨大优势。而针对地下水重金属检测的LIF设备研发方面的成果虽不如荧光传感检测方法丰富,但已研制出部分重金属的传感器和检测装备,表现出良好的应用前景。未来研究将会聚焦在地下水重金属主控因子识别和抗干扰技术研发、荧光探针合成与LIF检测方法构建、重金属传感部件和检测装备集成研制,以及检测技术标准化,为后续场地地下水典型重金属LIF检测技术的研究提供参考。

关键词：地下水重金属激光诱导荧光荧光探针现场检测

中国式现代化对西方中心主义文明观的破题与超越

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保山学院学报 2025年第1期 22-28页

作者：曹鏸中国农业大学马克思主义学院

从文明观的视角出发，中国式现代化代表着具有悠久历史传统的中华文明与马克思主义相结合，以全新形态进入当代人类文明体系中。中国式现代化从话语解构和范式升维两路径实现了西方中心主义文明观的现实批判，在复原现代化本真含义、打... 详细信息

从文明观的视角出发，中国式现代化代表着具有悠久历史传统的中华文明与马克思主义相结合，以全新形态进入当代人类文明体系中。中国式现代化从话语解构和范式升维两路径实现了西方中心主义文明观的现实批判，在复原现代化本真含义、打破消费主义幻境、回击话语启示陷阱三方面破解了西方中心主义文明观的现代化迷障，实现对资本逻辑和西方现代化模板的话语解构，并在“自我-他者-世界”三重向度上构成了对西方中心主义文明观发展范式、合作范式、文明范式的超越升华。

关键词：中国式现代化西方中心主义文明观现代化

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钢筋螺旋肋灌浆套筒连接性能试验分析

哈尔滨工业大学学报 2025年第1期57卷 110-119页

作者：魏嘉奇李明越姜洪斌哈尔滨工业大学土木工程学院哈尔滨150090 结构工程灾变与控制教育部重点实验室(哈尔滨工业大学) 哈尔滨150090

传统灌浆套筒制造过程繁琐、原材料成本高且灌浆质量难以保证,限制了中国预制装配式建筑的推广。为促进建筑行业的经济、环保和高效发展,本课题组研发了一种新型钢筋灌浆套筒连接技术,采用了“滚压螺旋肋灌浆套筒”和“类宾汉流体灌浆料... 详细信息

传统灌浆套筒制造过程繁琐、原材料成本高且灌浆质量难以保证,限制了中国预制装配式建筑的推广。为促进建筑行业的经济、环保和高效发展,本课题组研发了一种新型钢筋灌浆套筒连接技术,采用了“滚压螺旋肋灌浆套筒”和“类宾汉流体灌浆料”,钢筋与灌浆料、灌浆料与套筒之间形成了更加紧密的机械锁合,显著提高了构件连接后的承载力。该技术具有成本低廉、施工简便、灌浆质量易于保证等优点。为了探究该连接体系下钢筋的最小锚固长度及钢筋对中对接与偏置对接在连接性能上的差异,通过对34个接头试件进行单向拉伸试验,分析了试件的破坏模式及各项结构性能指标。研究结果表明:钢筋在套筒内部偏置对接与对中对接在连接性能上差别不大;滚压套筒内的内凸肋显著增强了对灌浆料滑移的阻抗作用,可提供足够的黏结锚固以达到连接性能要求。初步结果显示,在该连接方式下钢筋的最小锚固长度可采用10倍钢筋直径,并采用偏置对接方式。

关键词：螺旋肋灌浆套筒钢筋偏置对接单拉试验锚固长度黏结强度