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中国激光 1992年第4期19卷 276-281页

作者：邹大挺田芊清华大学精密仪器系北京100862

本文提出了用平面F-P扫描干涉仪测量双谱线激光振荡模的方法,并对3.3922/Am和3.3912/xm双谱线He-Ne激光振荡模进行了实际测量。

关键词：激光模式测量扫描干涉仪双谱线

基于Kaiser窗双谱线插值FFT的谐波分析方法

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仪器仪表学报 2010年第2期31卷 287-292页

作者：高云鹏滕召胜卿柏元湖南大学电气与信息工程学院长沙410082

为进一步减少加窗插值FFT的频谱泄漏和栅栏效应,提出了基于Kaiser窗的双谱线插值FFT的电力谐波分析方法,运用多项式拟合求出了实用的插值修正算式,推导了信号基波与各次谐波频率、幅值、初相角的计算式。仿真结果表明,Kaiser窗函数设计... 详细信息

为进一步减少加窗插值FFT的频谱泄漏和栅栏效应,提出了基于Kaiser窗的双谱线插值FFT的电力谐波分析方法,运用多项式拟合求出了实用的插值修正算式,推导了信号基波与各次谐波频率、幅值、初相角的计算式。仿真结果表明,Kaiser窗函数设计实现灵活、抑制频谱泄漏效果好,基于Kaiser窗的双谱线插值FFT方法能有效克服基波频率波动与白噪声对谐波分析的影响,在非整数周期截断条件下,对含21次谐波信号的频率计算相对误差仅为1.4×10%,幅值计算相对误差≤0.002%,初相位计算相对误差≤0.0001%,三相谐波电能计量应用实践证明了该方法的正确性。

关键词：谐波分析 Kaiser窗插值FFT 频谱泄漏双谱线

基于Flat-top窗的双谱线相位差频率测量算法

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计算机应用研究 2012年第6期29卷 2117-2119页

作者：林达斌江亚群黄纯吴乐鹏黄娟湖南大学电气与信息工程学院长沙410082

以Flat-top窗为例,分析了它的旁瓣频谱特性,并提出了基于双谱线相位加权的加窗插值校正算法求取谐波频率偏移量。该算法首先采样N点信号,提取N/2奇数点和N/2偶数点信号进行FFT,分别得到谐波附近最大谱线和次最大谱线的相位,再通过对相... 详细信息

以Flat-top窗为例,分析了它的旁瓣频谱特性,并提出了基于双谱线相位加权的加窗插值校正算法求取谐波频率偏移量。该算法首先采样N点信号,提取N/2奇数点和N/2偶数点信号进行FFT,分别得到谐波附近最大谱线和次最大谱线的相位,再通过对相位差加权得到谐波的频率。仿真结果表明,该算法能有效减小电力系统中相量参数估计的偏差,提高了谐波的检测精度。

关键词：谐波频谱泄露双谱线相位加权频率偏移加窗插值

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原子发射双谱线测温系统设计

中国科技论文 2016年第23期11卷 2727-2730页

作者：刘振华郝晓剑周汉昌中北大学电子测试技术重点实验室太原030051

为了解决爆炸场反应剧烈、产生的瞬时温度高、作用时间短、环境十分恶劣,导致传统的接触式测温方法不再适用的问题,设计了1套瞬态高温测试系统,该系统基于原子发射光谱双谱线测温法的原理,利用Y型光纤,将爆炸场的光谱辐射信号传入测量系... 详细信息

为了解决爆炸场反应剧烈、产生的瞬时温度高、作用时间短、环境十分恶劣,导致传统的接触式测温方法不再适用的问题,设计了1套瞬态高温测试系统,该系统基于原子发射光谱双谱线测温法的原理,利用Y型光纤,将爆炸场的光谱辐射信号传入测量系统;选用2条波长间隔小的谱线Cu I 510.5.5nm和Cu I 521.8nm,2条谱线的波长间隔小,大大减小了光谱辐射率、光谱透射率等对光谱测量的影响,提高了测温精度。实验中对热电偶测温法、比色测温法、原子发射光谱双谱线测温法进行了对比,结果表明原子发射光谱双谱线测温法测温上限高,测温精度好,相对误差小于1%。

关键词：双谱线硅光电倍增量适配电路 CuI 光谱测温

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原子发射光谱双谱线测温技术

电子质量 2013年第7期 78-81页

作者：李岩峰郝晓剑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 中北大学电子测试技术重点实验室山西太原030051

温度是一个重要的物理量,是工业生产和化爆试验中需要测量的重要参数,它将有效指导各种产品的设计和生产。在一些温度高、变化快,测量环境恶劣的场合,原子发射光谱双谱线法得到了成功的应用。该文介绍了原子发射光谱双谱线测温法的测温... 详细信息

温度是一个重要的物理量,是工业生产和化爆试验中需要测量的重要参数,它将有效指导各种产品的设计和生产。在一些温度高、变化快,测量环境恶劣的场合,原子发射光谱双谱线法得到了成功的应用。该文介绍了原子发射光谱双谱线测温法的测温原理以及其在各方面的应用,最后分析了应用原子发射光谱双谱线测温法应注意的问题,并对该方法进行了展望。

关键词：原子发射光谱双谱线瞬态高温应用

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基于插值线性调频Z变换的间谐波分析方法

电网技术 2007年第18期31卷 43-47页

作者：王楠肖先勇曾颂崎顾威四川大学电气信息学院四川省成都市610065

为获得准确的间谐波信号的频率分布估计值,文章提出了基于插值线性调频Z变换(chirp Z transform,CZT)的间谐波分析方法。该方法通过CZT变换获得精确的等价于离散傅里叶变换结果的间谐波信号的频率分布估计值,利用基于Rife-Vincent Ⅲ窗... 详细信息

为获得准确的间谐波信号的频率分布估计值,文章提出了基于插值线性调频Z变换(chirp Z transform,CZT)的间谐波分析方法。该方法通过CZT变换获得精确的等价于离散傅里叶变换结果的间谐波信号的频率分布估计值,利用基于Rife-Vincent Ⅲ窗的双谱线插值修正公式修正上述估计结果,得到了较精确的各次谐波和间谐波参数。仿真结果验证了该方法的正确性和有效性,与现有方法的比较结果表明,相同采样频率下该方法的检测精度更高。

关键词：线性调频Z变换(CZT) 离散傅里叶变换(DFT) 间谐波频率分布 Rife—Vincent Ⅲ窗双谱线

基于CZT的光伏发电系统间谐波检测方法研究

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中国测试 2017年第4期43卷 105-109页

作者：程琳田彦李奕铭国网安徽省电力公司培训中心安徽合肥230022 安徽电气工程职业技术学院安徽合肥230051

在光伏发电系统中,各种电力电子设备的广泛应用,使得含光伏发电系统的大电网中非线性、冲击性和波动性的负荷大大增加,从而使得电能质量的污染也变得越来越严重。该文针对光伏发电系统电能特征进行研究,在研究常用窗函数频域特性及加窗... 详细信息

在光伏发电系统中,各种电力电子设备的广泛应用,使得含光伏发电系统的大电网中非线性、冲击性和波动性的负荷大大增加,从而使得电能质量的污染也变得越来越严重。该文针对光伏发电系统电能特征进行研究,在研究常用窗函数频域特性及加窗插值算法对频谱泄露和栅栏效应的改进方法的基础上,提出基于Rife-Vincent(Ⅲ)窗函数的改进算法与实现步骤。通过仿真,改进算法使得微弱间谐波幅值检测精度得到提高。

关键词：光伏发电系统间谐波检测线性调频Z变换双谱线 Rife-Vincent(Ⅲ)窗

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非轴对称电弧瞬时温度场测量方法研究

非轴对称电弧瞬时温度场测量方法研究

作者：李元锋北京工业大学

学位级别：硕士

标准温度法是电弧等离子体重要的光谱测温理论。伴随高速视觉技术的发展,研究人员基于标准温度法测温原理将先进的高速摄像与窄带滤光片相结合,通过一张相机采集的特征谱图像就可计算电弧全场温度。这种方法因具有良好的时、空分辨率而... 详细信息

标准温度法是电弧等离子体重要的光谱测温理论。伴随高速视觉技术的发展,研究人员基于标准温度法测温原理将先进的高速摄像与窄带滤光片相结合,通过一张相机采集的特征谱图像就可计算电弧全场温度。这种方法因具有良好的时、空分辨率而被广泛应用于焊接电弧温度测量,然而目前大部分研究都是基于位置固定的静态电弧,对焊接过程中的动态电弧进行自适应瞬时温度测量目前还不易实现,需要对传统的测量方法在两个方面进行改进。一方面是测量系统能够实现对非轴对称电弧等离子体的测量,焊接过程中的动态电弧或者是新型的多电极非轴对称电弧,其形态已经脱离了柱对称分布,传统的标准温度法测温技术已经无法测量;另一方面能够自动实现图像亮度向温度信息的自适应转换,因为谱线的发射系数与温度的对应关系不是线性变化的,传统的标准温度法只能通过人为假设电弧高温区位置来计算电弧温度。本文也针对这两方面展开研究,并提出一种非轴对称电弧瞬时温度场测量方法。为实现焊接电弧的自适应测温,基于标准温度法提出了一套基于双特征谱线的电弧温度自动测量理论,融合外层低温区域的ArI谱线发射系数场和弧柱高温区域的ArII特征谱线发射系数场,用达到ArI谱线标准温度的位置处的ArII谱线发射系数来判断高温区,继而用ArI谱线发射系数与温度对应关系在电弧高、低温区域分别拟合电弧温度。并根据这种温度计算方法设计了一种双特征谱图像采集模块,通过同步触发装置使两台CMOS相机通过不同窄带滤光片同时采集电弧的两条谱线信息。以150A电流下的TIG电弧为测量目标,通过分析实验数据,证明了双特征谱线标准温度法和双特征谱图像采集模块的可行性。测量非轴对称电弧需要采集多个方位角下的投影信息,再重建成三维的非轴对称发射系数场,由相机直接记录的灰度图像是电弧内部发射系数场在拍摄方向上的投影。其中电弧发射系数场3D重建是重要的测量步骤,因此本文基于CT重建技术对非轴对称电弧重建展开研究,开发了一套迭代重建算法程序,根据相关的电弧等离子体边界特征和内部发射系数分布特征,在算法的迭代过程中加入修正条件,在投影数据稀疏和噪声能量高的情况下重建发射系数场。然后用模拟重建的方式,对所提出的重建算法进行了验证,并且研究了精准重建电弧所需要的最少投影角度数量。为采集多个方位角下的电弧投影信息,本文建立了一种基于反射镜的多角度图像采集模块,利用反射镜将不同角度的投影同时汇聚在同一平面位置处,在低成本条件下实现了多角度投影的采集,并且保证了测量的精度。然后将多角度图像采集模块与双特征谱图像采集模块整合,使得ArI和ArII谱线的在不同角度的投影同时被两台相机记录在两幅不同灰度图像中。最后基于测量系统,利用Matlab软件实现了一整套电弧温度计算流程,包括图像滤波,背景降噪,投影分割提取,三维发射系数场重建和电弧温度计算,整个计算过程通过软件自行完成,进一步完善了所提出的非轴对称电弧瞬时温度场测量方法。实验中对80、120A和150A电流下的直流TIG电弧进行了测量。ArII谱线光面积约为ArI谱线的2/3,另外ArII谱线的谱线的发射系数受温度影响变化较为剧烈。随着焊接电流的增加,电弧内部最高温度上升,电弧温度场也逐渐向外扩展。同时实验也证明了本文所提出的的测量方法有效解决了温度自适应计算和非轴对称电弧测量两方面问题,为实现电弧温度在线测量提供了一套完整的解决方案。

关键词：非轴对称电弧瞬时温度场标准温度法双谱线多角度光谱

土壤养分激光诱导击穿光谱分析及系统控制软件开发

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土壤养分激光诱导击穿光谱分析及系统控制软件开发

作者：栾亚阁中国科学技术大学

学位级别：硕士

精准施肥是精准农业领域的核心研究内容之一,而土壤养分元素含量的快速准确获取是精准施肥的关键。目前,土壤养分的检测以农田采样、实验室预处理、检测为主,不能满足快速获取的需求,因此,需要发展一种能够实时快速分析土壤养分的检测... 详细信息

精准施肥是精准农业领域的核心研究内容之一,而土壤养分元素含量的快速准确获取是精准施肥的关键。目前,土壤养分的检测以农田采样、实验室预处理、检测为主,不能满足快速获取的需求,因此,需要发展一种能够实时快速分析土壤养分的检测技术。激光诱导击穿光谱(Laser-induced Breakdown Spectroscopy:LIBS)技术具有无需样品预处理、检测时间短、多种元素同时检测等优点,该技术在很多领域得到广泛应用,在土壤养分与重金属检测方面国内外也开展了相关工作。采用该技术检测土壤养分元素含量,能够为精准施肥提供数据基础。本文在实验室所搭建的LIBS系统上,以龙亢农场采集的土壤样本为研究对象,研究了土壤中部分养分元素的LIBS定量分析方法。以土壤中镁元素(Mg)的LIBS定量分析为例,分别建立了土壤中镁元素的双谱线定标曲线和支持向量机回归(SVR)定量分析模型。由于LIBS定量分析易受到基体效应、自吸收效应、系统参数和环境噪声等干扰因素的影响,使用单条特征谱线进行元素浓度定量分析时,准确度不高。本文为了提高测量的准确度,选用镁元素的原子、离子特征谱线作为分析线,依据两条特征谱线强度的线性和建立镁元素的定标曲线。根据建立的定标曲线,对9个未知镁元素浓度的土壤样本进行预测,结果为：真实值与预测值的相关系数0.95、平均相对误差1.84%,测量结果的准确性优于选用单条分析线。由于土壤成分复杂,元素间相互干扰较为严重,考虑到元素间干扰对LIBS定量分析的影响,本文提出使用SVR方法建立土壤中镁元素的定量分析模型。依据镁元素在土壤中的存在形式构造出光谱特征向量,其中包含镁元素自身的特征谱线及铁、锰、铝、钙等干扰元素的特征谱线。将30个土壤样本分为训练集和测试集,使用训练集中22个土壤样本建立Mg的SVR模型,对8个测试样本中镁元素浓度的预测结果为：真实值与预测值的相关系数0.946、平均相对误差2.06%。这说明使用SVR方法建立土壤中养分元素的LIBS定量分析模型是可行的,但是相关模型参数仍需进一步调整。另外,本文在实验室LIBS系统的基础上开发了配套的软件系统。通过使用该软件系统,实验人员可以更加直观、方便地对实验设备进行操作,同时能够提高获取土壤光谱数据的自动化程度。

关键词：土壤养分激光诱导击穿光谱支持向量机回归双谱线 LIBS软件

基于LabVIEW的FFT加窗插值算法在谐波检测中的应用

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重庆理工大学学报（自然科学） 2010年第5期24卷 64-70,85页

作者：龚仁喜周希松宁存岱秦国栋广西大学电气工程学院南宁530004

在对信号进行FFT变换时,由于非同步采样与非整周期截断,会产生频谱混叠与泄漏,影响测量精度。引入布莱克曼窗函数,采用双谱线插值修正算法,改善测量精度,并用LabVIEW搭建了虚拟实验平台,进行仿真分析。仿真结果表明:谐波测量准确度等级... 详细信息

在对信号进行FFT变换时,由于非同步采样与非整周期截断,会产生频谱混叠与泄漏,影响测量精度。引入布莱克曼窗函数,采用双谱线插值修正算法,改善测量精度,并用LabVIEW搭建了虚拟实验平台,进行仿真分析。仿真结果表明:谐波测量准确度等级达到A级,抗干扰能力增强。

关键词： LabVIEW 双谱线插值算法快速傅里叶变换谐波测量