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特种光纤光栅制作与湿度传感技术研究

特种光纤光栅制作与湿度传感技术研究

作者：钱姜潇西安工业大学

学位级别：硕士

相对湿度作为环境测量中的一个重要物理参量,在食品安全、医药化工、土木工程以及环境保护等方面都有着非常重要的应用。本论文针对传统湿度传感器受电磁干扰强、耐高温性能差、体积较大、响应速度慢等难点问题,结合特种光纤光栅,提出... 详细信息

相对湿度作为环境测量中的一个重要物理参量,在食品安全、医药化工、土木工程以及环境保护等方面都有着非常重要的应用。本论文针对传统湿度传感器受电磁干扰强、耐高温性能差、体积较大、响应速度慢等难点问题,结合特种光纤光栅,提出了两种全光纤型湿度传感器,能完美解决以上问题。从将光引入包层的方式着手,结合不同的制作工艺,分别对光纤的外部物理形态和内在结构进行改变,详细研究并提出了两种不同类型的光栅型湿度传感技术。论文的主要内容如下:1.综述了湿度传感的应用背景以及光纤湿度传感技术的国内外研究现状,对光纤湿度传感的发展历程进行了梳理。分析了光纤光栅型传感器在湿度传感中的优势,并对光纤光栅的制备方法进行介绍。分析了光纤光栅的模式耦合理论及倏逝场原理,对全光纤型湿度传感机理进行讨论。2.从光纤的外部物理形态考虑,提出了一种基于CO2熔接机熔融拉锥制作的微锥型长周期光纤光栅方案。从传感器的传感机理、制作方式、熔融拉锥参数对长周期光栅质量的影响这三方面进行了具体的分析阐述,完成了传感器的制作,传感部分长度仅1.5cm。后通过静态湿度实验与动态湿度实验两部分,全面探究了该传感器对湿度的响应程度。实验结果表明,该传感器的湿度灵敏度能达到0.048d B/%RH,对湿度的响应速度为0.237秒,恢复时间为0.299秒,在灵敏度、响应时间、尺寸方面均具有极大的优势。3.从光纤的内在结构出发,基于包层模式激发的光纤光栅湿度传感机理,提出了一种全光纤湿度传感器方案:利用飞秒激光逐点法在单模光纤纤芯中制备偏芯光栅,激发出包层模式,实现湿度传感。结合飞秒激光对折射率的调制理论,通过实验详细研究了不同激光加工参数如脉冲能量、重复频率、刻写速度、扫描次数和聚焦物镜等对所刻写光栅形貌及性能的影响。实验结果表明,偏芯2μm时,制得传感器的性能最优。该传感器与环境中的相对湿度存在指数关系,且响应速度快,响应时间能达到0.282秒。本文所提出的两种传感器具有抗电磁干扰、快速响应、微型化等明显优势,且均基于普通单模光纤,无需湿敏材料,制作工艺简单,为进一步提升湿度传感在极端环境下的应用奠定了基础。

关键词：光纤布拉格光栅长周期光纤光栅熔融拉锥飞秒刻写湿度传感呼吸监测

面向科技服务领域的异构数据汇聚系统的研究与实现

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面向科技服务领域的异构数据汇聚系统的研究与实现

作者：钱嘉琦北方工业大学

学位级别：硕士

科技服务业是基于信息网络、运用现代科技知识和技术,向社会提供服务和支撑的产业,对科技创新起着重要的作用。当前科技服务业在发展与运作中会伴随着大量的科技资源案件产生。案件是根据企业用户提出的需求,由中介角色对该需求进行相... 详细信息

科技服务业是基于信息网络、运用现代科技知识和技术,向社会提供服务和支撑的产业,对科技创新起着重要的作用。当前科技服务业在发展与运作中会伴随着大量的科技资源案件产生。案件是根据企业用户提出的需求,由中介角色对该需求进行相应建模设计所生成的实体。在科技服务业中存在着大量案件,而每个案件中含有许多相关联的数据,例如从科技服务平台中用户提出案件需求后,到科技中介完成并交付该案件的整个流程会产生包括科技案件资源、科技专利资源和科技信息服务资源等。这些资源、信息和数据存在多源异构、体量大和价值密度低等特征,若想高效利用上述数据,需要对数据进行汇聚处理。本研究中汇聚分为异构数据集成与关联发现两部分,对数据进行集成处理时候发现科技服务业中存在众多实体,并且关联复杂、耦合性高的问题,导致多方面共同管理数据困难。对此本文提出了面向科技服务领域的数据清洗和元数据管理方案,并使用图数据的方式来管理数据,使得数据之间的关系清晰可见,便于关联与呈现。本文建立异构数据汇聚系统,基于大数据与知识图谱等工具,从异构数据源中汇聚出高质量数据。本研究同时兼顾满足数据汇聚全流程的流畅性,以实现对科技服务业数据快速有效的组织管理。针对以上问题与需求,本文的主要研究工作如下。(1)关于科技服务领域中多元异构数据集成时的实体间关联复杂、耦合性高的问题导致的问题,本文将数据划分为结构化、时序数据和非结构化数据。并针对不同类型数据提出数据集成的解决方案,之后对这些数据设计专用的数据清洗方案。(2)针对数据关联性差与语义不一致的问题,设计了数据组织形式和映射到图中的方法,以便于更好的“图化”。对数据中的不同实体部分设计了科技服务的本体模型以完成数据的模型化。然后设计整套知识图谱构建方法,借助映射工具,设置映射的条件规则,以供实例数据映射到科技服务本体模型中。(3)实现了科技服务异构数据汇聚原型系统。实验和案例表明,该集成管理方法和本体模型及构建方法,能有效解决科技服务领域多源异构数据集成和关联性建立问题。

关键词：科技服务业异构数据汇聚大数据知识图谱

绿色金融与企业绿色创新耦合协调发展及影响因素研究

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绿色金融与企业绿色创新耦合协调发展及影响因素研究

作者：宁成钱哈尔滨商业大学

学位级别：硕士

近年来,全球环境问题的日益严峻,对人类的生存和可持续发展构成了严重威胁。在这一背景下,绿色金融与企业绿色创新作为推动可持续发展的重要力量,逐渐受到广泛关注。绿色金融作为一种新型的金融模式,为创新企业提供丰富多样的金融产品... 详细信息

近年来,全球环境问题的日益严峻,对人类的生存和可持续发展构成了严重威胁。在这一背景下,绿色金融与企业绿色创新作为推动可持续发展的重要力量,逐渐受到广泛关注。绿色金融作为一种新型的金融模式,为创新企业提供丰富多样的金融产品和金融服务,积极促进环境保护与产业优化升级。与此同时,企业在绿色金融的支持下,积极提高技术创新水平,开发绿色产品与服务,这不仅提升了自身的竞争力,也为金融机构提供了更多的投资机会和回报来源。绿色金融与企业绿色创新之间存在着相互促进、相互作用的关系,这种关系不仅有助于推动整个社会向绿色经济转型,也为实现可持续发展目标提供了重要支撑。因此,本文研究绿色金融与企业绿色创新的耦合协调发展机理及其影响因素具有重要的理论意义与现实意义。本文梳理和归纳了绿色金融和企业绿色创新的概念以及相关理论基础,包括信息不对称理论、融资约束理论、可持续发展理论及技术创新理论等等,全面系统分析了绿色金融和企业绿色创新的发展现状,进一步揭示了绿色金融与企业绿色创新耦合协调发展的作用机理。在此基础上,本文选取了我国2010年到2021年绿色金融和企业绿色创新的相关数据,构建绿色金融和企业绿色创新的耦合协调度模型,测算得出绿色金融和企业绿色创新的耦合协调发展水平,进一步使用空间杜宾模型探究了绿色金融与企业绿色创新耦合协调发展的影响因素。结果表明,绿色金融与企业绿色创新之间存在显著的耦合协调发展关系,其耦合协调发展水平不断上升但存在区域差异。同时,科技投入、外商投资水平、环境规制和人力资本水平对绿色金融与企业绿色创新的耦合协调发展具有重要影响。基于理论分析与实证结果,本文从金融、企业和政府等三个层面提出具有针对性的建议,各方应共同努力,营造良好的政策环境和市场氛围,推动绿色金融与企业绿色创新实现更高水平的耦合协调发展。

关键词：绿色金融绿色创新耦合协调影响因素空间计量

泉城特色文化融入驻济高校国际学生中国文化课教学设计

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泉城特色文化融入驻济高校国际学生中国文化课教学设计

作者：钱少华山东财经大学

学位级别：硕士

语言承载着文化,在国际中文教育中,学生在学习汉语的同时,不知不觉受到中华文化的熏陶。国际中文教育离不开文化教学,在济南的留学生首先能接触到的就是济南文化,充分利用好本地特色文化资源辅助语言教学不仅能让学生在实践中使用语言,... 详细信息

语言承载着文化,在国际中文教育中,学生在学习汉语的同时,不知不觉受到中华文化的熏陶。国际中文教育离不开文化教学,在济南的留学生首先能接触到的就是济南文化,充分利用好本地特色文化资源辅助语言教学不仅能让学生在实践中使用语言,也让教师在进行文化教学时有本可依。本文通过一个学期的文化课程教学,以当地的通识型文化教材为依托,尝试将济南特色文化融入驻济高校中高级留学生文化课中。全文共分为七个部分:第一部分为绪论,介绍了研究背景、综述、意义、方法。第二部分为泉城特色文化资源分类及特点,从济南的泉水和黄河、名士、方言、美食这四个方面介绍济南特色文化并总结其特点。第三部分为驻济留学生对泉城特色文化学习需求问卷调研,以济南三所高校留学生为调查对象,了解其对济南特色文化的认知程度及学习意愿,便于后续教学设计时选择合适的教学内容。第四部分为泉城特色文化融入国际中文文化课教学设计总体思路,先从语言学、教育学、心理学阐述可以依靠的理论基础,再对教学对象、内容、方法、课业评价进行分析和选择。第五部分为教学设计与实践,教师根据调查问卷结果,考虑学生兴趣和期望的学习方式及目前文化课所使用教材的内容,选择了济南的泉水和黄河、方言“老师儿”、大舜与儒家文化融入课本知识进行教学设计。教师通过具体的教学实践,记录保存教学视频并转写成教学实录作为后续教学反思的依据材料。第六部分为教学效果评价与反思,首先通过三个中高级班日常的随堂测试和期末测试成绩分析来了解教学实际效果,再请同行观摩教学视频、教案、课件等材料进行课堂观察,请部分上课的学生进行半结构化访谈,从侧面了解真实课堂情况和实际教学效果,从而进行教学反思,以求改进教学。最后是结论与展望部分,论述了本文的创新点与不足之处。

关键词：泉城特色文化驻济高校国际中文教育文化课教学设计

农业大棚环境温度场CFD模拟及测控系统研究

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农业大棚环境温度场CFD模拟及测控系统研究

作者：钱蔡华盐城工学院

学位级别：硕士

目前,农业大棚种植已经成为现代农业的重要组成部分。农业大棚温度场的分布直接或间接影响植物的生长和发育。植物的生长和发育伴随着热量的吸收和释放,同时也会影响周围温度的变化。因此,监测农业大棚温度场,研究其变化规律,对农业生... 详细信息

目前,农业大棚种植已经成为现代农业的重要组成部分。农业大棚温度场的分布直接或间接影响植物的生长和发育。植物的生长和发育伴随着热量的吸收和释放,同时也会影响周围温度的变化。因此,监测农业大棚温度场,研究其变化规律,对农业生产和理论研究具有重要意义。本文首先进行了农业大棚环境温度场的计算流体力学(Computational Fluid Dynamic,CFD)建模与仿真,然后分别基于光纤光栅阵列和多路电传感器进行了空气温度场测量实验。推导了土壤温度场数学模型,基于光纤光栅阵列进行了土壤温度场测量实验。分析了空气温度场和土壤温度分布规律及变化规律。最后设计了均温调控系统,并进行了系统仿真。本文主要工作如下:(1)农业大棚CFD温度场模型的构建与模拟。在建立了农业大棚几何模型的基础上,采用CFD软件网格划分方法得到高质量网格化模型,将实验平台的数据作为模型的初始和边界条件,在FLUENT平台上进行模型模拟和仿真,最终获得仿真结果,误差在3℃以内。(2)分别基于多路电传感器和光纤光栅温度传感器串进行了农业大棚空气温度场测量实验。多路电传感器测量系统包括上位机和下位机两部分,其中下位机通过单总线传感器实现了多点温度采集,并通过串口传至上位机。上位机采用Lab View软件进行数据预处理、Excel储存、数据分组和显示。将光纤光栅传感器串垂直布置于被测空气中,采用可调谐激光器法和寻峰算法解调光纤光栅波长,从而获取空气不同高度点的温度值。将两种实验结果进行了对比验证。采用Origin、Spyder等分析软件对测量的温度场数据进行了分析与研究,获得温度分布规律及变化规律。研究结果表明:农业大棚内各高度层面空气温度相差不大,温度场的变化与太阳光的辐射密切相关。(3)进行了土壤温度场理论分析,并基于光纤光栅温度传感器串进行了土壤温度场测量实验。将封装了光纤光栅串的不锈钢管垂直埋入被测土壤中实现了不同深度土壤温度值的测量。实验结果表明,土壤内部温度随地表气温周期性变化呈周期性变化。随着深度增加土壤温度受地表温度影响逐渐减小,振荡幅度逐渐减弱但温度峰值滞后效应越来越明显。(4)进行了农业大棚均温调控系统设计与仿真。将多路电传感器采集的空气温度数据上传至上位机记录与保存,上位机对测量的历史温度数据进行综合评判并确定是否驱动风机工作,以达到高效均温目的。

关键词：农业大棚空气温度场土壤温度场 CFD仿真光纤光栅

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出口匝道的自动驾驶车辆规划控制研究

出口匝道的自动驾驶车辆规划控制研究

作者：程正钱重庆理工大学

学位级别：硕士

我们国家的城市路网非常密集,在城市快速路和高速公路网一定要与城市主干道相连接。因此,不可避免地会出现出口匝道等交通场景。出口匝道场景是自动驾驶汽车不可避免的高频且相对复杂的交通场景之一。如果匝道分流不当,会导致交通堵塞,... 详细信息

我们国家的城市路网非常密集,在城市快速路和高速公路网一定要与城市主干道相连接。因此,不可避免地会出现出口匝道等交通场景。出口匝道场景是自动驾驶汽车不可避免的高频且相对复杂的交通场景之一。如果匝道分流不当,会导致交通堵塞,甚至可能出现车辆碰撞,造成车毁人亡的悲剧。本文以快速路出口匝道场景为研究对象,对快速路出口匝道测试场景的构建和自动驾驶车辆在出口匝道场景中的路径规划和速度规划以及横纵向控制进行研究,构建了出口匝道测试场景标准体系,生成了出口匝道测试场景,为测试验证轨迹规划和速度规划算法提供了测试基础。1、获取真实的道路数据,并对其进行分析,构建了快速路出口匝道分流场景模型,对分流场景中的反应危险程度的数据进行参数化处理,通过一定的数据分析手段确定了各模型参数的取值范围,并使用皮尔逊相关系数评估模型参数之间的相关度。2、针对出口匝道场景,设计了横纵向控制算法、轨迹规划和速度规划算法。通过改进的A*算法确定全局路径,然后利用动态窗口算法进行局部路径规划,以规划轨迹。采用动态规划算法进行决策和速度规划,利用二次规划算法加以优化,以规划出安全且舒适的速度曲线。控制算法中的横向控制采用LQR算法,而纵向控制则采用PID纵向控制,为了精确控制车辆行驶针对仿真器中的车辆还制定了油门制动标定表。3、参考自动驾驶测试场景标准体系构建了出口匝道测试场景标准体系,根据该体系具体内容,结合真实道路数据,输出了描述出口匝道分流场景车辆轨迹的数据文件,构建了出口匝道道路环境模型并输出了Opendrive格式的道路文件,通过PICT组合测试用例工具对出口匝道分流场景的部分模型参数进行了泛化并生成了测试用例。在基于CARLA和ROS搭建的联合仿真测试平台上,应用出口匝道测试场景验证了轨迹规划和速度规划算法的可行性和安全性。仿真结果表明:基于出口匝道测试场景标准体系生成的仿真测试场景能有效的用于自动驾驶系统的测试,能为自动驾驶仿真测试和出口匝道的研究提供一定的参考价值,并且轨迹规划算法、速度规划算法和控制算法能够有效且安全的实现出口匝道场景下的分流行为。

关键词：出口匝道测试场景搭建规划控制测试场景标准体系

适老化产品的积极体验设计研究 ——以宠物产品为例

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适老化产品的积极体验设计研究 ——以宠物产品为例

作者：钱苑上海师范大学

学位级别：硕士