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太赫兹金属线波导传输特性实验研究及模拟分析

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物理学报 2024年第11期73卷 155-163页

作者：徐振罗曼李吉宁刘龙海徐德刚天津大学精密仪器与光电子工程学院天津300072 天津大学光电信息技术教育部重点实验室天津300072 爱德万测试(中国)管理有限公司上海201203

太赫兹波介于微波与红外之间,当前太赫兹波主要在自由空间中传输,金属线波导以低损耗、低色散等突出的传输特性被广泛关注.本研究首先根据太赫兹波在不同金属线表面的趋肤深度选择铜线作为研究对象,然后基于太赫兹时域光谱系统搭建可调... 详细信息

太赫兹波介于微波与红外之间,当前太赫兹波主要在自由空间中传输,金属线波导以低损耗、低色散等突出的传输特性被广泛关注.本研究首先根据太赫兹波在不同金属线表面的趋肤深度选择铜线作为研究对象,然后基于太赫兹时域光谱系统搭建可调节式金属线波导传输特性测试光路,采集到通过不同半径、不同长度、不同端口状态的单/双铜线传输的时域信号,最后利用有限元方法对不同半径、不同形变程度的单/双根铜线在空气域的传输特性进行仿真.实验结果表明,传输损耗会随着铜线长度的增加而增加,金属线越细传输速度越慢,端口形态对传输特性的影响不如长度变化对传输特性的影响明显,双金属线越粗传输速度越快.仿真结果表明,太赫兹波在单根金属线上传输时,电场主要分布在金属线表面,金属线越细表面等离激元的模场面积越小;当金属线形变成椭圆时,模场主要分布在长轴两端;当太赫兹波在双金属线中传输时,模场主要分布在两根金属线中间,且距离越远模场面积越小.本研究结合实验与仿真分析方法对单、双金属线的太赫兹传输特性进行研究,为后续开发高效太赫兹金属波导提供参考.

关键词：太赫兹时域光谱金属线波导表面等离激元

P-GMAW起弧过程特征分析及稳定性判别方法

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焊接学报 2024年第6期45卷 53-60,67页

作者：刘文吉张亚丰王克宽岳建锋孙勇天津工业大学机械工程学院天津300387 中国石油集团工程技术研究有限公司天津300451

脉冲熔化极气体保护焊(pulsed gas metal arc welding,P-GMAW)起弧过程易产生不稳定现象,会严重影响电弧传感焊缝跟踪精度.针对这一问题,对摆动电弧窄间隙P-GMAW不稳定起弧过程的成因进行了研究,发现送丝速度对起弧过程稳定性具有重要影... 详细信息

脉冲熔化极气体保护焊(pulsed gas metal arc welding,P-GMAW)起弧过程易产生不稳定现象,会严重影响电弧传感焊缝跟踪精度.针对这一问题,对摆动电弧窄间隙P-GMAW不稳定起弧过程的成因进行了研究,发现送丝速度对起弧过程稳定性具有重要影响.通过对电弧图像与电信号特征进行对比分析,提取了表征电弧稳定性的电信号特征变量;为减小变量冗余性和过拟合,采用最大似然估计法筛选并提取了8个变量,并通过主成分分析法(principal component analysis,PCA)对变量进行融合,提取了方差贡献率最高的前两个主成分;根据因子载荷发现,相比熔滴过渡阶段和基值阶段,脉冲峰值阶段是电弧更易发生不稳定现象的阶段.结合提取的主成分变量与二分类Logistic回归模型建立了起弧过程电弧稳定性判别模型.通过受试者工作特征(receiver operating characteristic,ROC)曲线得到了模型的最佳阈值.结果表明,该模型对脉冲稳定性判别准确率达到了80%以上,表明模型具有良好的判别性能.该模型对提高窄间隙高低跟踪精度、保证焊接质量具有一定应用价值.

关键词：窄间隙焊接起弧过程稳定性主成分分析二分类Logistic回归

柱塞气举工艺下基于重力观测的MEMS全姿态位姿测量系统

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中国惯性技术学报 2024年第3期32卷 266-272页

作者：邱晓宁武泰安冯金双许春晖吴杰鲍作帆中国石油集团渤海钻探工程有限公司工程技术研究院天津300450 天津市旗领测控科技有限责任公司天津300131

为解决柱塞小体积自主高精度位姿测量的难题,针对柱塞气举工艺,设计了一种基于重力观测的微机电系统(MEMS)全姿态位姿测量系统。首先,利用柱塞工作过程中大部分时间不存在非重力运动加速度的特性,设计了基于重力观测的自主导航算法提高... 详细信息

为解决柱塞小体积自主高精度位姿测量的难题,针对柱塞气举工艺,设计了一种基于重力观测的微机电系统(MEMS)全姿态位姿测量系统。首先,利用柱塞工作过程中大部分时间不存在非重力运动加速度的特性,设计了基于重力观测的自主导航算法提高位姿测量精度;其次,考虑到柱塞垂直运动过程中俯仰翻转时无解的问题,设计了全姿态解算算法。最后,对所设计的位姿测量系统进行了实物实验。实验结果表明:所设计的位姿测量系统进行作业时,水平姿态精度不大于0.05°、航向漂移小于0.5°/h、短时位置精度不大于0.8 m,验证了该系统可解决柱塞目前存在的小体积自主高精度位姿测量难题。

关键词：柱塞气举微机电系统位姿测量重力观测

丙胺盐酸盐辅助结合气淬法制备高效宽带隙钙钛矿太阳电池

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物理学报 2024年第15期73卷 243-253页

作者：杨静韩晓静刘冬雪石标王鹏阳许盛之赵颖张晓丹中国长江三峡集团有限公司科学技术研究院北京101199 南开大学光电子薄膜器件与技术研究所天津300350 天津市光电子薄膜器件与技术重点实验室天津300350 薄膜光电子技术教育部工程研究中心天津300350 化学科学与工程协同创新中心天津300072 南开大学可再生能源转换与储存中心天津300072

宽带隙钙钛矿与晶硅电池结合制备叠层太阳电池,其效率可以超越单结太阳电池的理论极限.然而,宽带隙钙钛矿薄膜结晶速率快,导致薄膜结晶质量差且具有大量缺陷,严重降低电池的光电转换性能.本文采用温和的气淬法制备宽带隙钙钛矿薄膜,并... 详细信息

宽带隙钙钛矿与晶硅电池结合制备叠层太阳电池,其效率可以超越单结太阳电池的理论极限.然而,宽带隙钙钛矿薄膜结晶速率快,导致薄膜结晶质量差且具有大量缺陷,严重降低电池的光电转换性能.本文采用温和的气淬法制备宽带隙钙钛矿薄膜,并引入丙胺盐酸盐作为添加剂改善钙钛矿薄膜的结晶质量.丙胺阳离子与钙钛矿组分相互作用生成了二维钙钛矿相,钙钛矿以二维相作为生长模板降低了α相钙钛矿的形成能,同时辅助钙钛矿均匀成核和择优取向生长,增大了晶粒尺寸.使用该策略制备的带隙为1.68 eV的钙钛矿太阳电池实现了21.48%的光电转换效率.此外,制备的8 cm×8 cm的宽带隙钙钛矿薄膜具有良好的均匀性.本工作为高效、大面积钙钛矿基的光伏器件的制备工艺提供了新的策略.

关键词：宽带隙钙钛矿气淬法丙胺盐酸盐结晶

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海上深层潜山长裸眼地层测试技术

油气井测试 2024年第1期33卷 19-25页

作者：张金煌杜连龙张兴华陈光峰中海油能源发展股份有限公司工程技术分公司天津300452 中海石油(中国)有限公司天津分公司工程技术作业中心天津300452

为安全高效评价渤海油田深层潜山油气藏,从长裸眼段测试工艺、管柱、安全控制、压井技术等方面开展了细化研究。通过对比不同工艺优选出了“坐套测裸”+“生产测井”潜山测试工艺;引入RD试压阀与RD旁通替液阀,优化试压替液一体化测试管... 详细信息

为安全高效评价渤海油田深层潜山油气藏,从长裸眼段测试工艺、管柱、安全控制、压井技术等方面开展了细化研究。通过对比不同工艺优选出了“坐套测裸”+“生产测井”潜山测试工艺;引入RD试压阀与RD旁通替液阀,优化试压替液一体化测试管柱,在传统测试管柱的基础上增加了试压、替液的功能;选用PDF-HSD无固相测试液体系,引进含砂实时监测装置,通过控制压差有效地控制地层出砂;引进有毒有害气体实时监测技术并在流程中加装实时除硫装置,达到安全监控及除硫的目的;长裸眼段测试压井技术有效保障了施工后的井控安全。经渤海油田3口井应用,有效保障了作业安全,均达到工业油气流,成功获取地层测试资料,顺利评价所在区域油气藏。该技术为类似深层潜山长裸眼储量解放提供了借鉴思路。

关键词：深层潜山长裸眼地层测试生产测井一体化管柱安全控制 H2S实时监测压井技术

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带式输送机不停机更换托辊机器人研究与应用

中国机械工程 2024年第5期35卷 938-949页

作者：田立勇唐瑞于宁杨秀宇秦文光辽宁工程技术大学机械工程学院阜新123000 中煤天津设计工程有限责任公司天津300120 中煤华晋集团有限公司河津043300

针对带式输送机托辊更换频繁、人工更换工具笨重、作业劳动强度大、停机更换效率低等问题,以王家岭煤矿主平硐带式输送机为研究对象,根据巷道参数和更换托辊流程,研究不停机更换托辊机器人,制定机器人总体研究方案。基于功能分析法与不... 详细信息

针对带式输送机托辊更换频繁、人工更换工具笨重、作业劳动强度大、停机更换效率低等问题,以王家岭煤矿主平硐带式输送机为研究对象,根据巷道参数和更换托辊流程,研究不停机更换托辊机器人,制定机器人总体研究方案。基于功能分析法与不停机更换托辊理论研究,利用SolidWorks软件建立机器人三维实体模型,并对行走机构、姿态调整平台、伸缩支撑平台、拆装机械手参数进行优化。通过ANSYS Workbench软件对支撑平台和皮带举升机构进行有限元分析,伸缩支撑平台采用滑轨式结构,滑轨在悬臂和举升额定载荷下应力分别为15.647 MPa和66.395 MPa,最大变形位移出现在额定载荷条件下,位移为1.0742 mm。皮带举升机构选用剪叉式结构,额定举升时最大应力为152.82 MPa,最大位移为0.7331 mm。依据设计参数加工机器人样机,以功率为64 kW的柴油发动机为动力,通过液压马达驱动履带行走,速度范围在3~8 km/h,姿态调整平台可实现升降高度0~357 mm、俯仰角度±15°、侧倾角度-4°~7°、旋转角度-10°~20°、横移范围0~400 mm、纵移范围0~350 mm,多级伸缩机构采用组合滑轨方式实现平台0~2.1 m伸缩,采用五自由度机械手可实现对不同位置托辊进行拆装。通过地面及井下试验测试对机器人样机的行走、姿态调整、举升皮带、拆装托辊功能进行试验验证,结果表明:机器人在主平硐狭窄巷道行驶通过性良好,伸缩支撑平台在输送机不停机状态下举升皮带最大高度为241 mm,为机械手拆装不同位置托辊提供足够操作空间以达到设计性能要求,研究带式输送机不停机更换托辊机器人可为煤矿带式输送机维修提供新途径。

关键词：带式输送机维修机器人更换托辊不停机举升皮带

基于双路径递归网络与Conv-TasNet的多头注意力机制视听语音分离

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电子与信息学报 2024年第3期46卷 1005-1012页

作者：兰朝凤蒋朋威陈欢赵世龙郭小霞韩玉兰韩闯哈尔滨理工大学测控技术与通信工程学院哈尔滨150080 哈尔滨工大卫星技术有限公司哈尔滨150023 中国舰船研究设计中心武汉430064

目前的视听语音分离模型基本是将视频特征和音频特征进行简单拼接,没有充分考虑各个模态的相互关系,导致视觉信息未被充分利用,分离效果不理想。该文充分考虑视觉特征、音频特征之间的相互联系,采用多头注意力机制,结合卷积时域分离模型... 详细信息

目前的视听语音分离模型基本是将视频特征和音频特征进行简单拼接,没有充分考虑各个模态的相互关系,导致视觉信息未被充分利用,分离效果不理想。该文充分考虑视觉特征、音频特征之间的相互联系,采用多头注意力机制,结合卷积时域分离模型(Conv-TasNet)和双路径递归神经网络(DPRNN),提出多头注意力机制时域视听语音分离(MHATD-AVSS)模型。通过音频编码器与视觉编码器获得音频特征与视频的唇部特征,并采用多头注意力机制将音频特征与视觉特征进行跨模态融合,得到融合视听特征,将其经DPRNN分离网络,获得不同说话者的分离语音。利用客观语音质量评估(PESQ)、短时客观可懂度(STOI)及信噪比(SNR)评价指标,在VoxCeleb2数据集进行实验测试。研究表明,当分离两位、3位或4位说话者的混合语音时,该文方法与传统分离网络相比,SDR提高量均在1.87 dB以上,最高可达2.29 dB。由此可见,该文方法能考虑音频信号的相位信息,更好地利用视觉信息与音频信息的相关性,提取更为准确的音视频特性,获得更好的分离效果。

关键词：语音分离视听融合跨模态注意力双路径递归网络 Conv-TasNet

渤海湾盆地辽西凹陷古近纪微体化石组合特征及地质意义

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现代地质 2024年第1期38卷 230-239页

作者：姚雅琴杨纪磊赵都菁齐玉民魏文艳曹洁杨娇娇李国良中海油能源发展股份有限公司工程技术分公司天津300452 中海石油(中国)有限公司蓬勃作业公司天津300452

渤海湾盆地辽西凹陷古近纪中晚期为深水湖泊环境,形成了特殊的古生物化石组合。本文通过研究区钻遇古近系钻井进行详细的古生物对比研究,归纳出该地区微体化石组合特征,建立了5个孢粉藻类化石组合及5个介形类化石组合。在辽西凹陷西部... 详细信息

渤海湾盆地辽西凹陷古近纪中晚期为深水湖泊环境,形成了特殊的古生物化石组合。本文通过研究区钻遇古近系钻井进行详细的古生物对比研究,归纳出该地区微体化石组合特征,建立了5个孢粉藻类化石组合及5个介形类化石组合。在辽西凹陷西部和西北部沙河街组见较深水、叠覆明显的近梯形介形类化石Candona sagmaformis、***和具膜管的藻类化石Hystrichosphaeridium tubiferum、Membranilarnacia,研究区东营组广泛见深水介形类化石Tianjinia fulgida、Bohaicythere sp、Parabohainia elliptica等。这些化石特征揭示了沙河街组至东营组沉积时期深水沉积中心范围逐步扩大,最终沉积中心连成一体。同时,通过大量古生物化石和岩性对比,得出辽西凹陷在沙河街组二段沉积时,存在较大范围的沉积间断,研究区内广泛发育沙河街组三段上亚段。这些认识为该地区古近系地层的划分对比及沉积环境研究提供了有利证据。

关键词：辽西凹陷生物组合地层划分沉积环境

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三段制圆弧轨道设计参数的谱集计算

石油学报 2024年第4期45卷 708-717页

作者：王海涛郑鹏邓青山孙立伟鲁港孟庆安覃吉昆仑数智科技有限责任公司北京100043 中国石油渤海钻探工程有限公司定向井技术服务分公司天津300280 中国石油渤海钻探工程有限公司第三钻井工程分公司天津300280 中国石油长城钻探工程有限公司工程技术研究院辽宁盘锦124010

为了解决井眼轨道设计中设计参数输入“试凑”问题,发展了设计参数谱集计算的数值算法。以二分法为基础,推导出了两个设计参数各自的整体允许范围的算法,以及当一个设计参数给定时另一个设计参数允许范围的算法,使用这些算法能有效地计... 详细信息

为了解决井眼轨道设计中设计参数输入“试凑”问题,发展了设计参数谱集计算的数值算法。以二分法为基础,推导出了两个设计参数各自的整体允许范围的算法,以及当一个设计参数给定时另一个设计参数允许范围的算法,使用这些算法能有效地计算出谱集边界,从而绘制出设计参数谱集图形。进一步证明了谱集结构定理:三段制设计参数谱集由一个二维有界连通闭集或者不相交的多个二维有界连通闭集的并集组成。数值算例的计算结果表明,谱集计算算法能求出连通和不连通等各种情况的谱集边界。谱集计算算法在井眼轨道设计软件中可为软件用户提供可视化的设计参数选择数值范围,提高设计效率。

关键词：定向钻井井眼轨道三段制谱集二分法