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基于红外辐射原理的高速滑动电接触温度测量

光学学报 2013年第11期33卷 96-100页

作者：张玉燕王微王振春温银堂战再吉燕山大学电气工程学院河北秦皇岛066004 燕山大学测试计量技术及仪器河北省重点实验室河北秦皇岛066004 燕山大学科学技术学院河北秦皇岛066004

在高速滑动电接触过程中，接触表面会产生焦耳热、电弧等电气现象，导致接触温度发生突变，而温度是接触材料的导电性能及磨擦磨损的重要影响因素之一。提出了一种瞬态高温测量方法，用于测量高速滑动接触瞬间产生的温度变化。基于红外... 详细信息

在高速滑动电接触过程中，接触表面会产生焦耳热、电弧等电气现象，导致接触温度发生突变，而温度是接触材料的导电性能及磨擦磨损的重要影响因素之一。提出了一种瞬态高温测量方法，用于测量高速滑动接触瞬间产生的温度变化。基于红外辐射原理，考虑大电流条件下的强电磁场测量环境，设计了相应的测量系统，主要包括光纤测温探头、隔离模块和高速采集模块。用黑体炉对该系统进行了标定，在高速滑动试验机上对该系统性能进行了实验验证，结果表明，该系统可对600℃~2000 ℃温度范围进行非接触有效测量，精度高、响应时间短，适用于高速滑动电接触等特殊环境下的瞬态高温测量。

关键词：测量光谱学瞬态高温测量红外辐射高速滑动电接触

基于超分辨率改进Faster R-CNN的点阵结构内部缺陷判识方法

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机械工程学报 2022年第21期58卷 266-273页

作者：温银堂付凯张玉燕张芝威燕山大学电气工程学院秦皇岛066004 燕山大学测试计量技术及仪器河北省重点实验室秦皇岛066004

利用增材制造技术制备金属三维点阵结构件过程中,结构内部经常会出黏连、断裂等多种细小缺陷,导致样件结构功能下降。根据缺陷结构与正常结构之间的特征区别,提出了一种针对金属点阵结构内部出现的细小缺陷自动判识的方法。利用X-射线... 详细信息

利用增材制造技术制备金属三维点阵结构件过程中,结构内部经常会出黏连、断裂等多种细小缺陷,导致样件结构功能下降。根据缺陷结构与正常结构之间的特征区别,提出了一种针对金属点阵结构内部出现的细小缺陷自动判识的方法。利用X-射线微聚焦CT扫描金属点阵结构获得原始输入图片,在Faster R-CNN(Faster region-based convolutional neural networks)框架的基础上,改进原有特征提取网络,开发图像超分辨率重建模块。通过对工业CT图片的局部细节特征增强,实现了快速有效地识别细小缺陷的类型,以及缺陷位置信息的标注。试验证明,改进Faster R-CNN模型对金属点阵结构样件内部的两种典型细小缺陷识别的平均正确率高达93.5%。研究结果表明,通过超分辨率网络对图像进行放大,可以提高细小缺陷的特征提取,通过加深网络加强特征学习,从而实现了点阵结构内部细小缺陷的自动判识。

关键词：金属点阵结构缺陷识别 CT切片图像改进Faster R-CNN 超分辨率重建

激光熔覆原位制造复合氧化铝陶瓷涂层应力场研究

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激光与光电子学进展 2023年第9期60卷 475-483页

作者：张玉燕方威李晨温银堂燕山大学电气工程学院河北秦皇岛066004 河北省测试计量技术及仪器重点实验室河北秦皇岛066004

针对新型铁颗粒增强型氧化铝陶瓷涂层在激光熔覆原位制造过程中的热应力对涂层质量的严重影响,研究了激光诱导反应条件下钛合金表面原位制备单道复合涂层过程中的热力问题。采用代表体积元方法仿真计算该新型涂层的热力学参数。利用生... 详细信息

针对新型铁颗粒增强型氧化铝陶瓷涂层在激光熔覆原位制造过程中的热应力对涂层质量的严重影响,研究了激光诱导反应条件下钛合金表面原位制备单道复合涂层过程中的热力问题。采用代表体积元方法仿真计算该新型涂层的热力学参数。利用生死单元法与内部生热热源相结合的方法建立了激光诱导铝热反应热源模型,分析了不同工艺参数组合下涂层构件热应力分布规律。结果表明:热应力主要集中在涂层及其与基板的结合面处,涂层上沿熔覆方向的拉应力是导致涂层出现横向裂纹的主要原因。由于激光诱导铝热反应,涂层的裂纹以及残余应力随着激光功率和激光扫描速度的增加而增加。在激光功率600 W、扫描速度2 mm/s时,涂层裂纹最少;在扫描速度5 mm/s、激光功率300 W时,残余应力最小。

关键词：激光技术激光熔覆激光诱导铝热反应复合涂层数值模拟热应力

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基于连续太赫兹波的航天复合材料粘接缺陷检测

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光学学报 2015年第A01期35卷 145-149页

作者：潘钊郑晓康王玉田温银堂燕山大学仪器科学工程系河北秦皇岛066004 燕山大学河北省测试计量技术重点实验室河北秦皇岛066004 燕山大学国防科学技术学院河北秦皇岛066004

研究了连续太赫兹波技术在航天隔热复合材料粘接缺陷无损检测领域的应用。使用环氧树脂作为粘接剂，制作了隔热复合材料与金属基板的粘接样件。采用频率范围为0．23～0．32THz的反射式调频连续太赫兹波检测系统，对粘接层进行检测。使... 详细信息

研究了连续太赫兹波技术在航天隔热复合材料粘接缺陷无损检测领域的应用。使用环氧树脂作为粘接剂，制作了隔热复合材料与金属基板的粘接样件。采用频率范围为0．23～0．32THz的反射式调频连续太赫兹波检测系统，对粘接层进行检测。使太赫兹探头聚焦在粘接层处，获得层析图像。根据焦平面下0，1，2mm处的灰度图像，判断出粘接面的缺陷大小、形状和位置，并用自适应Canny算子边缘检测法对所得图像进行处理。实验与分析表明，应用连续太赫兹成像方法，结合适当的图像检测技术，可以实现对隔热复合材料与粘接基板之间粘接缺陷的无损检测。

关键词：太赫兹成像无损检测复合材料粘接缺陷

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高空气球太阳能电池标定用太阳跟踪控制技术

航空学报 2014年第11期35卷 3137-3144页

作者：刘福才赵阳杨亦强温银堂燕山大学电气工程学院河北秦皇岛066004 北京东方计量测试研究所北京100086 燕山大学国防科技学院河北秦皇岛066004

高空气球标定的太阳能电池是可被用于地面太阳模拟器和太阳光光强检测的标准电池。首先,给出了由飞行气球搭载的高空太阳能电池标定所使用的太阳跟踪控制系统设计方法,包括基于STM32的太阳跟踪控制系统硬件设计方案、混合自动追踪控制... 详细信息

高空气球标定的太阳能电池是可被用于地面太阳模拟器和太阳光光强检测的标准电池。首先,给出了由飞行气球搭载的高空太阳能电池标定所使用的太阳跟踪控制系统设计方法,包括基于STM32的太阳跟踪控制系统硬件设计方案、混合自动追踪控制策略、软件开发与实现方法、高空跟踪控制技术问题解决方案以及高空标定试验等。同时,解决了高空气球电池标定用太阳跟踪控制系统在极端环境下高可靠性、连续追踪和防抖动等关键技术问题。试验结果为气球飞行高度32km,平飘时间超过2h,太阳跟踪偏差小于1°。经初步分析,高空太阳跟踪控制系统标定测试结果合理可靠,工作性能稳定,为中国高空气球太阳能电池AM0标定用太阳跟踪控制系统的研究提供了新思路。

关键词：高空气球电池标定太阳跟踪四象限传感器 STM32

基于自适应Kalman滤波的平面阵列电容成像

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物理学报 2021年第11期70卷 299-307页

作者：张玉燕殷东哲温银堂罗小元燕山大学电气工程学院秦皇岛066004 燕山大学测试计量技术及仪器河北省重点实验室秦皇岛066004

针对平面阵列电极边缘电场和病态特性严重影响电容图像重建质量的问题,提出了一种改进的自适应Kalman滤波图像重建算法来同时减小电容及介电常数矩阵的噪声,在构建引入噪声的平面阵列电容成像状态模型的基础上,利用极大似然准则来对介... 详细信息

针对平面阵列电极边缘电场和病态特性严重影响电容图像重建质量的问题,提出了一种改进的自适应Kalman滤波图像重建算法来同时减小电容及介电常数矩阵的噪声,在构建引入噪声的平面阵列电容成像状态模型的基础上,利用极大似然准则来对介电常数矩阵噪声方差阵进行在线估计及实时修正,并且通过对系统误差协方差矩阵进行动态加权的方法来对此算法的收敛速度进行优化.通过一种复合材料结构件进行缺陷检测实验,结果表明与LBP, TR正则化及Kalman滤波算法相比,自适应Kalman滤波算法图像误差最高可降低约20%,图像相关系数高达0.79,收敛速度提升约15%,说明自适应Kalman滤波算法对提升重建图像质量的有效性.此研究对提高平面阵列电容成像的量化精度有着重要意义.

关键词：平面阵列电极电容图像重建自适应Kalman滤波复合材料极大似然准则

基于Faster R-卷积神经网络的金属点阵结构缺陷识别方法

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兵工学报 2019年第11期40卷 2329-2335页

作者：张玉燕李永保温银堂张芝威燕山大学电气工程学院河北秦皇岛066004 燕山大学测试计量技术及仪器河北省重点实验室河北秦皇岛066004

采用增材制造技术制备的金属三维点阵结构可能存在裂纹、未熔合、断层等缺陷,导致金属点阵结构的结构-功能性能下降,为此提出一种金属三维多层点阵结构内部缺陷的检测方法。在Faster R-卷积神经网络架构基础上设计特征提取网络,结合工... 详细信息

采用增材制造技术制备的金属三维点阵结构可能存在裂纹、未熔合、断层等缺陷,导致金属点阵结构的结构-功能性能下降,为此提出一种金属三维多层点阵结构内部缺陷的检测方法。在Faster R-卷积神经网络架构基础上设计特征提取网络,结合工业CT扫描图片,对得到的断层灰度图像中缺陷部位进行快速、准确、智能检测识别和定位。实验验证结果表明,对金属三维多层点阵结构样件的内部典型缺陷识别率达到99. 5%.

关键词：金属点阵结构缺陷识别无损检测 CT扫描图像 Faster R-卷积神经网络

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高空用标准太阳电池特性测试与拟合

光电工程 2017年第7期44卷 725-731页

作者：张玉燕刘勇温银堂罗小元燕山大学电气工程学院河北秦皇岛066004 燕山大学国防科学技术学院河北秦皇岛066004

高空条件下太阳电池特性测试对于研究航天用太阳电池具有重要意义。本文提出了一种高空太阳电池I-V特性曲线测量方案,研究基于FPGA的硬件测试系统、并行数据采集测量方式和系统软件自动测量方法。提出基于混沌算法与遗传算法融合的太阳... 详细信息

高空条件下太阳电池特性测试对于研究航天用太阳电池具有重要意义。本文提出了一种高空太阳电池I-V特性曲线测量方案,研究基于FPGA的硬件测试系统、并行数据采集测量方式和系统软件自动测量方法。提出基于混沌算法与遗传算法融合的太阳电池I-V特性曲线拟合算法。针对地面测试实验数据,利用太阳电池单二极管数学模型进行曲线拟合计算,结果表明混沌遗传算法优化结果适应度值为4.0289?10-4,曲线拟合效果优于粒子群算法和遗传算法。

关键词：太阳电池 I-V特性测试混沌遗传算法曲线拟合

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基于改进ECT的隔热材料胶层无损检测研究

仪器仪表学报 2016年第7期37卷 1596-1602页

作者：温银堂贾瑶张玉燕罗小元王洪瑞燕山大学国防科学技术学院秦皇岛066004 燕山大学电气工程学院秦皇岛066004

电容层析成像(ECT)技术是能显示被测物场的二维或三维介质分布图像的实时检测技术,基于平面阵列传感器的ECT系统为陶瓷多孔隔热材料缺陷检测提供一种新的技术途径。本文针对陶瓷多孔隔热材料粘结胶层的缺陷无损检测问题,提出了一种基于... 详细信息

电容层析成像(ECT)技术是能显示被测物场的二维或三维介质分布图像的实时检测技术,基于平面阵列传感器的ECT系统为陶瓷多孔隔热材料缺陷检测提供一种新的技术途径。本文针对陶瓷多孔隔热材料粘结胶层的缺陷无损检测问题,提出了一种基于改进的电容层析成像方法。首先在分析平面阵列传感器ECT检测系统模型及成像原理的基础上,提出了一种改进初值的Landwebe迭代图像重建算法;进一步将该算法应用到基材表层与隔热材料之间的粘结胶层的缺陷检测领域,并通过实验验证了采用基于改进ECT的无损检测方法在陶瓷多孔隔热材料粘结胶层缺陷检测中应用的有效性;同时与采用传统ECT成像算法的检测实验进行比较。结果表明本文提出的改进ECT算法对胶层缺陷图像重建质量具有较大幅度的提高。

关键词：电容层析成像陶瓷多孔隔热材料无损检测迭代算法