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基于谐振型微结构光纤的微流集成多元传感技术

基于谐振型微结构光纤的微流集成多元传感技术

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作者：周敏重庆邮电大学

学位级别：硕士

微结构光纤(Microstructured optical fibers,MOF)具有复杂多变的结构和丰富的模式特性,通过微孔设计在光纤内部引入新的波导结构,利用谐振耦合原理,可对光纤的传导特性进行调控。其中,基于微流材料集成谐振型微结构光纤对温度、应力和... 详细信息

微结构光纤(Microstructured optical fibers,MOF)具有复杂多变的结构和丰富的模式特性,通过微孔设计在光纤内部引入新的波导结构,利用谐振耦合原理,可对光纤的传导特性进行调控。其中,基于微流材料集成谐振型微结构光纤对温度、应力和磁场等物理参量的高响应灵敏度,许多具有超高灵敏度的折射率传感器、温度和应力传感器等被广泛研究。然而,由于各个物理参量之间存在交叉敏感的问题,限制了其在双参量或多参量传感领域的应用。因此,利用微流集成技术和谐振耦合原理来开展多元传感器的研究具有重要的学术价值和应用意义。本文通过优化设计微结构光纤的微孔结构,提出了一种基于圆孔混合结构的谐振型微结构光纤,探寻了谐振耦合机理,并分析了其在偏振滤波器和传感器方面的应用;基于谐振耦合原理和微流材料集成光纤,实现了级联多元传感器和混合填充多元传感器。主要研究内容如下:1.通过优化设计微结构光纤的微孔结构,引入包层缺陷,提出了一种基于圆孔混合结构的谐振型微结构光纤。理论模拟并分析了纤芯模式与包层模式的谐振耦合特性及光纤结构参数、温度对谐振区域的影响,提出了其在偏振滤波器方面的应用。利用选择性微流集成技术对该光纤进行填充,实现了Sagnac干涉仪对温度的传感,并进一步提出了其在双参量传感中的应用。2.基于微流材料集成技术,制备了单孔微流注入微结构光纤(Single-hole-microfluidinfiltrated MOF,SHMI-MOF)和光子带隙光纤(Photonic Bandgap Fiber,PBF),并设计实验研究了两种光纤的传感特性。实验测得SHMI-MOF和PBF的温度灵敏度分别为-13.94nm/°C和-5.39nm/°C,应变灵敏度分别为-34.48pm/με和-29.52pm/με。3.基于两种光纤不同的传感特性,提出了基于PBF和SHMI-MOF级联光纤的级联多元传感器,解决了温度和应力的交叉敏感问题,实现了温度和应力的同时测量。然后,利用两种微流集成技术在同一段光纤上分别进行单孔填充和全填实现了一种新型传感器——混合填充多元传感器,打破了级联多元传感器体积大、损耗大以及制备复杂等局限性。

关键词：微结构光纤谐振耦合微流材料集成多元传感

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省域ITS传感网系统关键技术研究

省域ITS传感网系统关键技术研究

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作者：李建南京大学

学位级别：硕士

当前,交通传感网/物联网风起云涌,检测、挖掘、汇聚、发布等各种新技术应用应接不暇。在执行《公路交通传感网信息检测·挖掘·汇聚·发布与辅助决策示范系统》(省科技厅重大项目,编号:BE2011822)等项目过程中,有必要系统归纳交通传感... 详细信息

当前,交通传感网/物联网风起云涌,检测、挖掘、汇聚、发布等各种新技术应用应接不暇。在执行《公路交通传感网信息检测·挖掘·汇聚·发布与辅助决策示范系统》(省科技厅重大项目,编号:BE2011822)等项目过程中,有必要系统归纳交通传感网系统的技术体系、多元传感、信息汇聚、海量数据挖掘等技术,并加以规范研究,以促进省域ITS迅速健康发展。论文结合美国国家交通顶层设计NTCIP、欧盟SAFESPOT智能交通系统、国际道路论坛ROADIDEA,描述了我国的交通传感网现状。论文阐述了交通传感网技术体系:1)技术体系架构,包括功能模块、网络分层结构、数据分层流向;2)ITS传感网信息分析,包括用户主体与信息需求、交通信息定义与分类、特点、层次等;3)交通传感信息采集;4)网络平台与汇聚细化接入等。比较分析了新近发展的交通传感技术:1)多元传感;2)视觉传感;3)激光传感;4)无线射频识别;5)定位感知等。解析了通信网络技术:1)网络平台层次结构;2)通信模块;3)无线接入协议;4)DSRC等专用无线技术;5)CALM接口。介绍了传感网信息数据分析技术:1)交通信息定义与分类;2)ITS传感网的用户主体及需求;3)基础交通信息的特点;4)交通信息需求层次;5)ITS云平台技术与大数据技术。设计了交通视频专网QoS与故障定位测试系统方案,针对复杂异构网络环境中故障定位难的问题,提出了具有三个维度参数的改进故障代码书故障定位算法,引入了后项节点距离前项节点的故障事件发生时间点的相对时间,以实现故障快速定位,解决了传统代码书无法处理的环形关联关系(A→B→C→A)问题。论文主要创新点在于:●归纳阐述了ITS传感网技术体系与应用架构,明确其逻辑、物理架构,及安全保障体系方案;●分析比较了多元传感技术,如:雷达传感技术、红外传感技术、分布式光纤传感检测技术、无线射频识别技术、激光轮廓检测技术、视觉传感技术、定位感知技术等,描述了这些新技术和新方法在交通信息化和智能化中的应用场景与应用方法;●提出了复杂异构网络环境中故障定位的方案。采用代理技术,分析视频专网服务质量(QOS),构建了交通视频专网QoS与故障定位测试系统。该系统采用视频QoS阈值完成故障事件检测,以实现视频监控质量评估与网络故障的快速定位。

关键词：传感网智能交通多元传感网络故障定位服务质量

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基于智能传感技术的配电网不停电作业辅助装置

基于智能传感技术的配电网不停电作业辅助装置

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作者：秦政王忠秋成雪蔡婉琪国网浙江省电力有限公司培训中心湖州分中心国网浙江省电力有限公司湖州供电公司

由于近年来不停电作业量激增,现场作业安全压力增大。为提升现场作业安全与质量,本文通过对安全带、脚扣、绝缘操作杆、绝缘斗臂车等设备进行智能化改造,打造整套多元传感工器具,精准采集异常特征点,形成一套多维传感、数字识别、智能... 详细信息

由于近年来不停电作业量激增,现场作业安全压力增大。为提升现场作业安全与质量,本文通过对安全带、脚扣、绝缘操作杆、绝缘斗臂车等设备进行智能化改造,打造整套多元传感工器具,精准采集异常特征点,形成一套多维传感、数字识别、智能研判的配电网不停电作业智能辅助装置,实现全维度感知数据覆盖和全流程识别智能研判,对不规范行为进行实时提醒,提升现场作业安全性与规范性。

关键词：智能化改造多元传感智能研判配电网不停电作业

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基于开放式多元AI算法的配电网不停电作业培训模式研究

基于开放式多元AI算法的配电网不停电作业培训模式研究

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作者：秦政陈冰蔡婉琪成雪国网浙江省电力有限公司培训中心湖州分中心

为提高培训效率,对学员实训操作时的行为进行实时监测与掌控,本文通过对智能化工器具,配合通过可见光图像算法识别的作业状态,采用长短期记忆网络与全卷积神经网络组成的集成深度学习架构方法,对数据进行深度挖掘分析,对学员操作过程的... 详细信息

为提高培训效率,对学员实训操作时的行为进行实时监测与掌控,本文通过对智能化工器具,配合通过可见光图像算法识别的作业状态,采用长短期记忆网络与全卷积神经网络组成的集成深度学习架构方法,对数据进行深度挖掘分析,对学员操作过程的安全性与规范性进行评估判分,以实现无接触、高实时性登杆操作监督评分系统。在实训后,可结合相关算法和评分规则给出整体分析和不规范动作的截图报告,以便辅助改正,提高针对性训练效率。

关键词：智能化改造多元传感作业工具智能培训神经网络

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