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低激发态CN自由基光谱参数的理论研究

量子光学学报 2019年第2期25卷 172-179页

作者：阴旭梅邱选兵王高赖云忠和小虎魏计林李传亮太原科技大学应用科学学院，山西太原 030024 中北大学仪器科学与动态测试教育部重点实验室，山西太原 030051

CN自由基在碳化物的燃烧过程中一直扮演着重要的角色。采用量化计算方法对CN自由基进行了从头计算。首先利用Hartree-Fock自洽场方法进行轨道计算,再使用完全活性空间自洽场对轨道进行优化,然后采用多参考组态相互作用的方法计算了在0.0... 详细信息

CN自由基在碳化物的燃烧过程中一直扮演着重要的角色。采用量化计算方法对CN自由基进行了从头计算。首先利用Hartree-Fock自洽场方法进行轨道计算,再使用完全活性空间自洽场对轨道进行优化,然后采用多参考组态相互作用的方法计算了在0.06到0.7 nm的核间距范围内CN自由基3个低激发态(X^2Σ^+,A^2Π和B^2Σ^+)的势能曲线。为了进一步提高计算的精度,考虑相对论效应选择aug-cc-pV5Z-dk相关一致基组。求解径向薛定谔方程,得到了各电子态振-转能级的能量和振-转常数,并拟合获得这些电子态的光谱常数(T_e,R_e,ω_e,ω_eχ_e,B_e,α_e)及Franck-Condon因子,其与实验结果基本一致。同时,计算CN自由基A^2∏-X^2∑^+的跃迁偶极矩,并得到5个低振动能级的辐射寿命τ和振子强度f_(00)。计算获得辐射寿命为～4μs,与实验测量结果符合较好,为研究燃烧过程中动力学行为提供了理论依据。

关键词：光谱学 CN自由基多参考方法光谱常数辐射寿命

基于TDLAS的CO气体检测在早期火灾探测中的应用研究

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基于TDLAS的CO气体检测在早期火灾探测中的应用研究

作者：席廷宇太原科技大学

学位级别：硕士

随着科技的进步,人们研制出了各种类型的火灾探测器,这些火灾探测器实现了火灾预警,最大限度的保护了人民的生命和财产安全。本文首先介绍了火灾探测器的发展历程,并对不同类型火灾探测器的优缺点进行了分析比较。针对传统气体火灾探测... 详细信息

随着科技的进步,人们研制出了各种类型的火灾探测器,这些火灾探测器实现了火灾预警,最大限度的保护了人民的生命和财产安全。本文首先介绍了火灾探测器的发展历程,并对不同类型火灾探测器的优缺点进行了分析比较。针对传统气体火灾探测器稳定性差的问题提出了利用可调谐半导体激光吸收光谱技术探测早期火灾中CO的浓度,提高了火灾气体探测的灵敏度和稳定性。本文首先对吸收光谱的理论进行了简单的介绍,并分析了直接吸收光谱,波长调制光谱和频率调制光谱技术的特点,最终选择利用波长调制的方法搭建了基于可调谐半导体激光吸收光谱系统来探测早期火灾中CO浓度。并从光路,气路和电路三个方面进行了介绍。在光路中利用多光程反射吸收池增加有效光程提高了探测灵敏度。在气路中,设计并制作了基于Froude模型的火灾实验箱,搭建了浓度标定实验与早期火灾实验的气路系统。在电路系统中利用谐波检测的方法降低了系统噪声的影响。实验表明该系统的最低检测限为3.7575×10。最终对榉木、棉、聚氯乙烯、纸和塑料泡沫等常见的可燃物进行了火灾实验,测量并分析了这些可燃物在早期火灾过程中的CO浓度。

关键词：火灾探测气体探测吸收光谱可调谐半导体激光

基于虚拟仪器的Cu合金液固相变温度测量系统

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金属热处理 2018年第5期43卷 207-212页

作者：阴旭梅周锐李传亮邱选兵赖云忠魏计林王高张恩华太原科技大学应用科学学院山西太原030024 中北大学仪器科学与动态测试教育部重点实验室山西太原030051

从黑体辐射测温出发研制了一套基于Lab VIEW虚拟仪器的液固相变过程温度实时采集与分析系统,并以Cu合金液固相变过程为例,由光谱仪采集辐射光谱信号并传输至计算机中进行处理和分析,利用最小二乘法拟合得出Cu合金液固相变过程中温度随... 详细信息

从黑体辐射测温出发研制了一套基于Lab VIEW虚拟仪器的液固相变过程温度实时采集与分析系统,并以Cu合金液固相变过程为例,由光谱仪采集辐射光谱信号并传输至计算机中进行处理和分析,利用最小二乘法拟合得出Cu合金液固相变过程中温度随时间的变化曲线。试验结果表明,该系统平均采集时间为0.25 s,可实现Cu合金液固相变过程温度的实时准确测量,在快速辐射测温场合具有一定的应用前景。

关键词：液固相变过程拐点温度光谱测温辐射光谱虚拟仪器

基于单片机控制的矿用大电流高稳定数字本安电源

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煤矿安全 2018年第9期49卷 144-147页

作者：张天兴夏春华刘艺平邱选兵曹龙山太原海斯特电子有限公司山西太原030006 山西行政学院信息网络教研部山西太原030006 煤科集团沈阳研究院有限公司辽宁抚顺113122 太原科技大学应用科学学院山西太原030024

远距离无源RFID读卡子站具有负载电容大和工作脉冲电流大的特殊性,普通本安电源不能为其可靠供电。针对这一问题,通过对容性负载电火花产生过程的分析,采用快速关断、负载通断检测、软启动、分段限流等电子技术,研制了一种基于单片机控... 详细信息

远距离无源RFID读卡子站具有负载电容大和工作脉冲电流大的特殊性,普通本安电源不能为其可靠供电。针对这一问题,通过对容性负载电火花产生过程的分析,采用快速关断、负载通断检测、软启动、分段限流等电子技术,研制了一种基于单片机控制的大电流、高稳定、小体积的本安电源,该本安电源输出电压12 V,电流1.8 A。经试验证明,该本安电源可以为无源RFID读卡子站提供稳定可靠的供电电源。

关键词：本安电源大电流软启动分段限流单片机控制

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基于卷积神经网络的火灾识别算法

计算机应用 2020年第S2期40卷 173-177页

作者：李杰邱选兵张恩华李宁魏永卜李传亮太原科技大学应用科学学院太原030024

针对传统图像处理和浅层机器学习的火灾识别中准确率不太高、特征难以提取等问题,提出一种基于卷积神经网络的火灾识别算法。首先将图片数据集转化为快速HSI色彩格式,增加图片视觉特性,便于深度学习提取火焰特征;然后采用Inception_Resn... 详细信息

针对传统图像处理和浅层机器学习的火灾识别中准确率不太高、特征难以提取等问题,提出一种基于卷积神经网络的火灾识别算法。首先将图片数据集转化为快速HSI色彩格式,增加图片视觉特性,便于深度学习提取火焰特征;然后采用Inception_Resnet_V2卷积神经网络结合可变形卷积网络(DCN)对数据集进行训练提取特征,提高卷积神经网络对目标几何变化的适应和建模能力;最后使用支持向量机(SVM)分批次训练提取到的特征来进行分类。实验结果表明,与传统图像处理和其他深度学习识别算法相比,所提算法准确率高、泛化能力强、漏报率低,对测试集识别准确率达99.04%,取得很好的火灾识别效果。

关键词：可变形卷积网络 HSI色彩模型支持向量机卷积神经网络深度学习

基于LIBS的CN自由基B^2Σ^+～X^2Σ^+光谱及温度研究

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激光技术 2019年第5期43卷 719-723页

作者：杨晓飞王高邱选兵刘淑平魏计林李传亮太原科技大学应用科学学院太原030024 中北大学仪器科学与动态测试教育部重点实验室太原030051

为了研究CN自由基B^2Σ^+~X^2Σ^+光谱及温度随着条件的变化规律,采用激光诱导击穿光谱的方法,击穿空气环境下的高纯石墨产生CN自由基,并用高分辨率光谱仪测量其B^2Σ^+~X^2Σ^+的发射光谱,改变激光能量和激光焦点位置研究不同条件下的C... 详细信息

为了研究CN自由基B^2Σ^+~X^2Σ^+光谱及温度随着条件的变化规律,采用激光诱导击穿光谱的方法,击穿空气环境下的高纯石墨产生CN自由基,并用高分辨率光谱仪测量其B^2Σ^+~X^2Σ^+的发射光谱,改变激光能量和激光焦点位置研究不同条件下的CN自由基光谱。结果表明,激光能量从30mJ调谐到50mJ,增加步长为5mJ,光谱强度随着激光能量的增大变强;单脉冲能量为50mJ时光谱强度达到最大值;此外,测量光谱在样品上表面到焦点距离为8mm时,信噪比达到最大值;利用LIFBASE软件对光谱数据进行拟合,得出CN自由基的振动温度的量级约为10 4K,转动温度约为4000K;CN自由基的振动温度随着距离的增加整体呈现下降的趋势,而转动温度呈现上升的趋势。这些结果对研究宇宙星体和探索高温化学反应有重要作用。

关键词：激光光学激光诱导击穿光谱技术 CN自由基振动温度转动温度

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基于TDLAS平衡差分技术的CO气体检测

光谱学与光谱分析 2017年第10期37卷 3165-3169页

作者：李传亮蒋利军邵李刚郭心骞邱选兵魏计林高睿王高太原科技大学应用科学学院山西太原030024 中北大学电子检测技术重点实验室山西太原030051

利用可调谐半导体激光吸收光谱(TDLAS)结合平衡差分探测技术测量了1.578μm附近的CO气体3-0带P(4)跃迁在不同压强和不同浓度下的吸收光谱信号。由于平衡差分探测方法可以有效地抑制激光光强波动、温度漂移和机械振动等共模噪声,从而提... 详细信息

利用可调谐半导体激光吸收光谱(TDLAS)结合平衡差分探测技术测量了1.578μm附近的CO气体3-0带P(4)跃迁在不同压强和不同浓度下的吸收光谱信号。由于平衡差分探测方法可以有效地抑制激光光强波动、温度漂移和机械振动等共模噪声,从而提高了光谱探测灵敏度。通过与直接吸收信号相比,平衡差分的信噪比提高了3.4倍,探测极限为87ppmv。测量了浓度为1%压强为40,55,70和85Torr时的CO气体,结果显示在70Torr时其光谱信号最强。并且,利用直接吸收和平衡差分技术测量了不同浓度的CO气体在总压强在70Torr时的光谱信号,发现平衡差分技术光谱强度与浓度的关系线性度符合较好,其测量误差小于5%。为了进一步验证系统的稳定性,连续采集了324s的光谱信号,最后通过Allan方差分析,发现本实验系统的最佳探测时间为38s,探测极限为47.8ppmv。

关键词：可调谐半导体激光吸收光谱平衡差分技术 CO检测

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多特征量对数回归的火焰快速识别算法

计算机应用 2017年第7期37卷 1989-1993页

作者：席廷宇邱选兵孙冬远李宁李传亮王高鄢玉太原科技大学应用科学学院太原030024 中北大学电子测试技术国防科技重点实验室太原030051 河北工业职业技术学院汽车工程系石家庄050091

为了提高实时视频监控中火焰识别率和降低误识率,提出了一种基于多特征量对数回归模型的火焰快速识别算法。首先,根据火焰的色度特征进行图像分割,通过运动目标与参考图像差分运算获取火焰候选区域(CFR);然后提取候选区域的面积变化率... 详细信息

为了提高实时视频监控中火焰识别率和降低误识率,提出了一种基于多特征量对数回归模型的火焰快速识别算法。首先,根据火焰的色度特征进行图像分割,通过运动目标与参考图像差分运算获取火焰候选区域(CFR);然后提取候选区域的面积变化率、圆形度、尖角个数以及质心位移等特征量,建立火焰的对数回归快速识别模型;其次采用美国国家标准与技术研究院(NIST)、仁荷大学计算机视觉实验室(ICV)和基于计算机视觉的火灾探测(Visi Fire)实验库以及自制蜡烛、纸燃烧火焰中的火焰和非火焰图像中的300幅进行参数学习;最后选取实验数据库中8段视频共11 071幅图像进行识别算法检验。测试结果表明,所提算法的真正率(TPR)达到93%、真负率(TNR)达到98%,识别平均用时0.058 s/帧。所提算法识别速度快且识别率高,可以应用于嵌入式实时图像火焰识别。

关键词：火焰识别多特征量对数回归嵌入式视频实时火灾预警

基于ab initio的BD^+离子激光冷却理论研究

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物理学报 2017年第16期66卷 69-75页

作者：李亚超孟腾飞李传亮邱选兵和小虎杨雯郭苗军赖云忠魏计林赵延霆太原科技大学应用科学学院太原030024 山西大学激光光谱研究所量子光学与光量子器件国家重点实验室太原030006

基于相关一致基组aug-cc-pV5Z,采用内收缩多参考组态相互作用方法计算了BD^+离子两个最低解离极限B^+(~1Sg)+D(~2Sg)和B+(~3Pu)+D(~2Sg)对应的5个Λ—S态(X^2Σ^+,A^2Π,B^2Σ+,a^4Π和b^4Σ^+)的势能曲线和跃迁偶极矩.根据计算结果,求... 详细信息

基于相关一致基组aug-cc-pV5Z,采用内收缩多参考组态相互作用方法计算了BD^+离子两个最低解离极限B^+(~1Sg)+D(~2Sg)和B+(~3Pu)+D(~2Sg)对应的5个Λ—S态(X^2Σ^+,A^2Π,B^2Σ+,a^4Π和b^4Σ^+)的势能曲线和跃迁偶极矩.根据计算结果,求解核运动的径向薛定谔方程得到相应电子态的振-转光谱常数、Franck-Condon(F-C)因子和振动能级辐射寿命.其中A^2Π—X^2Σ^+的F-C因子(f_(00)=0.923)、辐射寿命(τ=235 ns)满足激光直接冷却的条件.因此,我们基于分子转动跃迁提出了一个可实现Doppler激光冷却的光循环方案:A^2Π_(1/2)(υ′=0)—X^2Σ+(υ′′=0,1),其中υ′=0中包含2个转动能级,υ′′=0和υ′′=1中分别包含6个和4个转动能级.根据方案,模拟了激光冷却过程中的分子布居数动力学变化过程,并计算了初速度为100 m/s的BD^+,历经5.4 ms散射1150个光子可减速到4.6 m/s、温度为13 mK.

关键词： BD+离子组态相互作用方法光谱常数 Doppler激光冷却