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Performance improvement in double-ended RDTS by suppressing the local external physics perturbation and intermodal dispersion

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Chinese Optics Letters 2019年第7期17卷 17-22页

作者： Jian Li Yang Xu mingjiang zhang Jianzhong zhang Lijun Qiao Tao Wangh Key Laboratory of Advanced Transducers and Intelligent Control System Ministry of Education and Shanxi ProvinceTaiyuan 030024China College of Physics&Optoelectronics Taiyuan University of TechnologyTaiyuan 030024China

We propose and experimentally demonstrate a novel Raman-based distributed fiber-optics temperature sensor(RDTS) for improving the temperature measurement accuracy and engineering applicability. The proposed method is based on double-ended demodulation with a reference temperature and dynamic dispersion difference compensation method, which can suppress the effect of local external physics perturbation and intermodal dispersion on temperature demodulation results. Moreover, the system can omit the pre-calibration process by using the reference temperature before the temperature measurement. The experimental results of dispersion compensation indicate that the temperature accuracy optimizes from 5.6°C to 1.2°C, and the temperature uncertainty decreases from 16.8°C to 2.4°C. Moreover, the double-ended configuration can automatically compensate the local external physics perturbation of the sensing fiber, which exhibits a distinctive improvement.

关键词： Performance improvement double-ended RDTS intermodal dispersion

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提高蛋清粉起泡性能的工艺

农业工程学报 2008年第11期24卷 274-278页

作者：孙敏杰迟玉杰张明江东北农业大学食品学院哈尔滨150030 黑龙江东方学院食品科学系哈尔滨150086

在实际生产中,蛋清中常会混入蛋黄,这些少量脂质的存在会降低蛋清粉起泡性。为减少混入的蛋黄中脂类物质对蛋清粉起泡性的影响,该试验采用脂肪酶水解脂类来提高蛋清粉起泡性能。试验考察了酶添加量、pH值、水解时间、水解温度对蛋清粉... 详细信息

在实际生产中,蛋清中常会混入蛋黄,这些少量脂质的存在会降低蛋清粉起泡性。为减少混入的蛋黄中脂类物质对蛋清粉起泡性的影响,该试验采用脂肪酶水解脂类来提高蛋清粉起泡性能。试验考察了酶添加量、pH值、水解时间、水解温度对蛋清粉起泡性能的影响,确定了脂肪酶水解脂类的较适条件为酶添加量5000U/g,pH值8.0,水解时间6h,水解温度42℃。与原工艺相比,蛋清粉起泡力由36.67%提高到88.42%,泡沫稳定性从26.58提高到32.02。研究所确定的较佳工艺对高起泡性蛋清粉的生产具有指导意义。

关键词：脂肪酶水解脂类蛋清粉起泡性

川东北高温、高压、高含硫气井测试地面控制应用技术研究

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油气井测试 2009年第1期18卷 56-57页

作者：张明江张果中国石化石油工程西南公司井下作业分公司四川德阳618000

为消除或降低四川盆地川东北北海相碳酸岩含气区域气井深井试气因高温、高压、高含硫所带来的爆炸、泄漏、中毒等危险,对国内外先进测试设备进行改进研究,形成了一套独具特色的川东北测试控制工艺技术,满足了川东北地区气井测试施工要求... 详细信息

为消除或降低四川盆地川东北北海相碳酸岩含气区域气井深井试气因高温、高压、高含硫所带来的爆炸、泄漏、中毒等危险,对国内外先进测试设备进行改进研究,形成了一套独具特色的川东北测试控制工艺技术,满足了川东北地区气井测试施工要求,正确处理有毒有害气体,有序排放液体废物。

关键词：高温高压高含硫地面控制测试流程

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布里渊散射对光反馈混沌源时延特征的抑制

中国激光 2017年第2期44卷 301-306页

作者：张建忠冯昌坤张明江刘毅张永宁太原理工大学物理与光电工程学院山西太原030024 新型传感器与智能控制教育部与山西省重点实验室山西太原030024

提出了一种利用光纤布里渊散射效应抑制光反馈半导体激光器时延特征的方法。实验研究发现,当平均功率为200mW的混沌激光注入到长为10km的单模光纤中,经过光纤的后向布里渊散射作用,混沌激光自相关曲线在时延105ns处的峰值从0.251降低到0... 详细信息

提出了一种利用光纤布里渊散射效应抑制光反馈半导体激光器时延特征的方法。实验研究发现,当平均功率为200mW的混沌激光注入到长为10km的单模光纤中,经过光纤的后向布里渊散射作用,混沌激光自相关曲线在时延105ns处的峰值从0.251降低到0.075,互信息曲线在时延105ns处的峰值从0.087降低到0.008。在此基础上,实验分析了注入光功率对混沌激光时延特征抑制效果的影响,结果表明,当混沌激光注入的平均功率在200~1500mW范围内时,混沌激光的时延特征得到有效抑制;当测量次数在1~50范围内时,光纤布里渊散射对混沌激光时延特征的抑制效果较稳定。

关键词：非线性光学布里渊散射光反馈半导体激光器时延特征混沌激光

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拉曼分布式光纤温度传感仪的研究进展

应用科学学报 2021年第5期39卷 713-732页

作者：许扬李健张明江太原理工大学新型传感器与智能控制教育部重点实验室山西太原030024 太原理工大学物理与光电工程学院山西太原030024

拉曼分布式光纤传感技术可实现温度的大范围高精度检测,在桥梁隧道、油气管线、智能电网等大型基础设施结构等健康监测领域具有重大社会需求和应用前景。本文介绍了拉曼分布式光纤温度传感仪的基本工作原理,介绍了当前针对拉曼分布式光... 详细信息

拉曼分布式光纤传感技术可实现温度的大范围高精度检测,在桥梁隧道、油气管线、智能电网等大型基础设施结构等健康监测领域具有重大社会需求和应用前景。本文介绍了拉曼分布式光纤温度传感仪的基本工作原理,介绍了当前针对拉曼分布式光纤传感仪性能提升的主要研究方向,主要包括测温精度与空间分辨率两个方面。总结了该传感仪的普遍应用领域,并列举了拉曼分布式光纤传感仪在隧道火灾检测、管道渗漏检测和太阳能电池板温度监控等方面的代表性应用案例。

关键词：拉曼散射分布式光纤传感测温精度空间分辨率工程应用

基于法布里-珀罗半导体激光器实现高重复频率光脉冲的时钟分频

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光学学报 2008年第7期28卷 1236-1240页

作者：赵跃鹏张明江安义王云才太原理工大学理学院物理系山西太原030024

实验研究了重复速率为6.32 GHz的光脉冲注入法布里-珀罗(Fabry-Pérot)半导体激光器实现3.16 GHz光脉冲输出的时钟分频现象,讨论了Fabry-Pérot半导体激光器的偏置电流、注入光功率、注入光光谱以及光谱线宽等因素对时钟分频的影响。利... 详细信息

实验研究了重复速率为6.32 GHz的光脉冲注入法布里-珀罗(Fabry-Pérot)半导体激光器实现3.16 GHz光脉冲输出的时钟分频现象,讨论了Fabry-Pérot半导体激光器的偏置电流、注入光功率、注入光光谱以及光谱线宽等因素对时钟分频的影响。利用光注入半导体激光器产生的周期二振荡非线性动力学特性,实现了高重复速率光脉冲的时钟分频。研究表明,当注入光的光谱较窄且锁定Fabry-Pérot半导体激光器某一纵模时,在较低的偏置电流和一定的注入光功率时,时钟分频才能发生。采用半导体激光器的速率方程,通过数值模拟,研究了半导体激光器的偏置电流和线宽增强因子以及注入光功率对时钟分频的影响,所得结果与实验结果相吻合。

关键词：光纤通信光时分复用半导体激光器光注入时钟分频

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铀污染的微生物修复技术研究进展

稀有金属 2021年第1期45卷 93-105页

作者：钟娟刘兴宇张明江闫潇胡学武有研工程技术研究院有限公司生物冶金国家工程实验室北京100088

铀矿冶行业的迅速发展造成了铀尾矿(渣)的大量堆积,对周围土壤和地下水的污染日益严重,对人类健康和社会安全造成潜在威胁,铀污染的治理已成为亟待解决的环境问题。针对铀污染的修复技术层出不穷,实践证明只使用传统物理化学方法修复铀... 详细信息

铀矿冶行业的迅速发展造成了铀尾矿(渣)的大量堆积,对周围土壤和地下水的污染日益严重,对人类健康和社会安全造成潜在威胁,铀污染的治理已成为亟待解决的环境问题。针对铀污染的修复技术层出不穷,实践证明只使用传统物理化学方法修复铀污染有时很难达到理想的修复效果,并且修复成本通常非常昂贵。而微生物修复技术的出现,为铀污染的修复提供了更绿色,经济,高效,稳定的手段,引起了研究学者们的广泛关注,具有较大的研究价值和广阔的应用前景。首先对现阶段铀污染的修复技术进行了简单介绍,并重点综述了铀污染的微生物修复技术及其在国内外研究发展现状,接着介绍了铀污染微生物修复作用机制以及环境因子对铀污染修复效果的影响,最后分析了目前铀污染微生物修复技术存在的问题,并提出未来有待深入研究的方向,为铀污染的修复提供了新思路。

关键词：铀污染微生物修复生物还原修复机制影响因素

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拉曼分布式光纤传感测温精度提升研究进展

激光与光电子学进展 2024年第17期61卷 48-66页

作者：曹康怡李健张明江太原理工大学电子信息与光学工程学院山西太原030024 太原理工大学物理学院山西太原030024 太原理工大学新型传感器与智能控制教育部暨山西省重点实验室山西太原030024

光纤传感技术已经成为当今世界最令人瞩目、发展最为迅速的高新技术之一,它与通信技术、计算机技术构成信息产业的三大支柱,是当代科学技术发展的一个重要标志。拉曼分布式光纤传感技术凭借抗电磁干扰、电绝缘、本质安全、灵敏度高、体... 详细信息

光纤传感技术已经成为当今世界最令人瞩目、发展最为迅速的高新技术之一,它与通信技术、计算机技术构成信息产业的三大支柱,是当代科学技术发展的一个重要标志。拉曼分布式光纤传感技术凭借抗电磁干扰、电绝缘、本质安全、灵敏度高、体积小等优势,被广泛应用于国家大型基础设施结构健康安全监测,在深海深地、极地科考、大型水利工程、智能电网等诸多领域有重要应用价值。介绍了拉曼分布式光纤传感技术的基本工作原理,针对当前拉曼分布式光纤传感技术存在的科学问题和技术瓶颈,分别综述了补偿拉曼光衰减差异、系统信噪比(SNR)提升和改进型拉曼传输方程等用于提升系统测温精度的研究进展,重点介绍了本课题组的研究进展,并对未来可能的发展趋势进行探讨。

关键词：光纤传感分布式光纤传感光纤光学拉曼散射测温精度

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太阳极紫外辐射对热层大气密度的影响

空间科学学报 2023年第1期43卷 87-100页

作者：汪宏波张明江熊建宁中国科学院紫金山天文台南京210023 中国科学院空间目标与碎片观测重点实验室南京210023

对2001-2021年SOHO卫星的极紫外辐射测量数据,以及CHAMP,GRACE-A和SWARM-C卫星资料推导出的高分辨率大气密度数据进行统计分析,发现大气密度与极紫外测量值的相关系数大于密度与F10.7指数的相关系数,证实极紫外辐射在不同地方时的影响... 详细信息

对2001-2021年SOHO卫星的极紫外辐射测量数据,以及CHAMP,GRACE-A和SWARM-C卫星资料推导出的高分辨率大气密度数据进行统计分析,发现大气密度与极紫外测量值的相关系数大于密度与F10.7指数的相关系数,证实极紫外辐射在不同地方时的影响程度存在显著差异,从而驱动大气密度的周日变化。利用三颗卫星的高度差异揭示极紫外辐射对大气密度的加热效应在350~500 km范围随着高度增加而减弱。统计得到极紫外辐射影响在地方时和纬度上的空间差异:对夏季半球的影响大于冬季半球;在白天,对中纬度地区的影响高于赤道和高纬度地区;在夜间,密度对辐射的斜率在夏季半球高纬度地区存在峰值,在冬季半球中纬度存在谷值,模型DTM2000和NRLMSISE00未能准确刻画。为了改进经验模型,提出基于球谐函数的拟合方法,优于主流模型周日效应采用的表达式,对周日效应建模和修正提供有益借鉴。利用昼夜间能量传输和热层大气经向环流机制探讨了统计结果的物理机制。

关键词：热层大气密度太阳极紫外辐射相关性分析周日效应