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基于SI和FPI级联谐波游标效应的光纤温度传感器

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中国激光 2024年第13期51卷 233-242页

作者：杨玉强李雨婷牟小光高佳乐张钰颖毕磊广东海洋大学深圳研究院广东深圳518120 广东海洋大学广东省南海海洋牧场智能装备重点实验室广东湛江524088 广东海洋大学机械工程学院广东湛江524088 广东海洋大学智慧海洋传感网及其装备工程技术研究中心广东湛江524088 广东海洋大学继续教育学院广东湛江524088

设计了一种基于谐波游标效应的光纤温度传感器,该传感器由光纤萨尼亚克干涉计(SI)和法布里-珀罗干涉计(FPI)级联而成,其中FPI的自由光谱范围近似为SI的整数倍。将FPI作为参考干涉计,通过改变SI中熊猫光纤的长度,分别制备了基于0阶、1阶... 详细信息

设计了一种基于谐波游标效应的光纤温度传感器,该传感器由光纤萨尼亚克干涉计(SI)和法布里-珀罗干涉计(FPI)级联而成,其中FPI的自由光谱范围近似为SI的整数倍。将FPI作为参考干涉计,通过改变SI中熊猫光纤的长度,分别制备了基于0阶、1阶和2阶谐波游标效应的光纤温度传感器。实验结果表明:当游标效应放大倍率相同时,0阶、1阶和2阶谐波游标效应对应的光纤传感器具有几乎相同的温度灵敏度,但谐波游标效应对应的熊猫光纤长度失谐量明显大于普通游标效应,且阶数越高对应的失谐量越大。从放大倍率控制和制备难度上讲,谐波游标效应明显优于普通游标效应。以上实验结果与理论分析结果相吻合。

关键词：传感器熊猫光纤谐波游标效应温度传感器光纤法布里-珀罗干涉计萨尼亚克干涉计

基于二值型数据的荣成天鹅湖菲律宾蛤仔空间分布与环境因子关系研究

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中国海洋大学学报（自然科学版） 2024年第4期54卷 51-59页

作者：董建宇胡成业王学锋杨晓龙张秀梅广东海洋大学水产学院广东湛江524088 浙江海洋大学水产学院浙江舟山316022

为了利用简化的二值型渔业数据研究物种空间分布与环境因子之间的关系。基于2017年四个季度山东半岛荣成天鹅湖的菲律宾蛤仔(Ruditapes philippinarum)实地调查数据,比较了广义加性模型(GAM)和广义线性模型(GLM)在处理二值型菲律宾蛤仔... 详细信息

为了利用简化的二值型渔业数据研究物种空间分布与环境因子之间的关系。基于2017年四个季度山东半岛荣成天鹅湖的菲律宾蛤仔(Ruditapes philippinarum)实地调查数据,比较了广义加性模型(GAM)和广义线性模型(GLM)在处理二值型菲律宾蛤仔渔业数据的表现,并利用GAM模型研究了天鹅湖的菲律宾蛤仔空间分布与环境因子之间的关系。研究显示:GAM模型在偏差解释率、模型评估效果和预测性能方面均优于GLM模型;水深、总有机质含量和叶绿素a浓度显著影响菲律宾蛤仔的空间分布(P<0.05)。菲律宾蛤仔的出现概率随叶绿素a浓度增加逐渐上升,随总有机质含量和水深的增加逐渐下降。研究结果表明,二值型简化数据能够有效地揭示菲律宾蛤仔空间分布与环境因子的关系。

关键词：菲律宾蛤仔广义加性模型(GAM) 广义线性模型(GLM) 环境因子空间分布

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温度不敏感的光纤双腔盐度传感器

光学精密工程 2024年第9期32卷 1283-1292页

作者：李依潼杨玉强牟小光王骥高佳乐广东海洋大学广东省南海海洋牧场智能装备重点实验室广东湛江524088 广东海洋大学深圳研究院广东深圳518120 广东海洋大学机械工程学院广东湛江524088 广东海洋大学智慧海洋传感网及其装备工程技术研究中心广东湛江524088

针对光纤微腔盐度传感器的温度交叉敏感问题,设计了一种基于陶瓷插芯和氧化锆套筒相结合的开放式盐水腔,利用氧化锆的正热膨胀系数抵消盐水的负热光系数,补偿温度对盐度测量的影响。为进一步提高盐度检测灵敏度,将开放盐水腔和封闭空气... 详细信息

针对光纤微腔盐度传感器的温度交叉敏感问题,设计了一种基于陶瓷插芯和氧化锆套筒相结合的开放式盐水腔,利用氧化锆的正热膨胀系数抵消盐水的负热光系数,补偿温度对盐度测量的影响。为进一步提高盐度检测灵敏度,将开放盐水腔和封闭空气腔并联,通过精确控制两腔的自由光谱范围,使干涉谱产生游标效应,利用游标现象实现盐度灵敏度放大。实验结果表明:盐水腔的温度灵敏度仅为0.025 nm/℃,远低于盐水热光系数导致的温度灵敏度(-0.35nm/℃);在0~3%的盐度内,并联双腔的盐度灵敏度达到了0.180 8 nm/%,比单个盐水腔的盐度灵敏度提高了10.5倍。该传感器具有易于制造、灵敏度高、性能稳定等优点,理论上可实现温度的完全补偿。

关键词：法布里-珀罗干涉仪光纤传感器盐度温度补偿

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基于Sagnac干涉计谐波游标效应的光纤温度传感器

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光子学报 2024年第4期53卷 120-129页

作者：杨玉强张钰颖李雨婷高佳乐牟小光毕磊广东海洋大学深圳研究院深圳518120 广东海洋大学广东省南海海洋牧场智能装备重点实验室湛江524088 广东海洋大学智慧海洋传感网及其装备工程技术研究中心湛江524088 广东海洋大学机械工程学院湛江524088 广东海洋大学继续教育学院湛江524088

提出一种基于双萨格奈克(Sagnac)干涉计谐波游标效应的光纤温度传感器,在该传感器中,传感干涉计中熊猫光纤的长度约为参考干涉计中熊猫光纤的整数倍。理论分析与实验结果表明,当游标放大倍率相同时,基于谐波游标效应和基于普通光学游标... 详细信息

提出一种基于双萨格奈克(Sagnac)干涉计谐波游标效应的光纤温度传感器,在该传感器中,传感干涉计中熊猫光纤的长度约为参考干涉计中熊猫光纤的整数倍。理论分析与实验结果表明,当游标放大倍率相同时,基于谐波游标效应和基于普通光学游标效应的双Sagnac干涉计具有相同的温度灵敏度,但谐波游标效应对应的熊猫光纤长度失谐量明显大于普通光学游标效应,且阶数越高对应的失谐量越大。由于失谐量越大,游标放大倍率越容易控制和实现,因此,从制备角度上讲,谐波游标效应明显优于普通光学游标效应。该研究可为后续光学游标效应的研究提供重要参考。

关键词：光纤传感器 Sagnac干涉计谐波游标效应普通游标效应温度传感

基于ICS优化RBF的水库水质三维预测方法

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农业机械学报 2024年第2期55卷 306-314页

作者：谢再秘贾宝柱王骥莫春梅广东海洋大学船舶与海运学院湛江524088 广东海洋大学电子与信息工程学院湛江524088

针对已有水质预测模型在数据降噪、网络参数初始值设置和优化、精度提高等方面能力的不足,构建了一种优化的水质三维预测模型。利用主成分分析算法筛选出水质关键参数,并基于自适应噪声的完全集合经验模态分解算法结合小波阈值模型对三... 详细信息

针对已有水质预测模型在数据降噪、网络参数初始值设置和优化、精度提高等方面能力的不足,构建了一种优化的水质三维预测模型。利用主成分分析算法筛选出水质关键参数,并基于自适应噪声的完全集合经验模态分解算法结合小波阈值模型对三维水质参数和气象数据降噪处理,使用3维卷积神经网络(Three-dimensional convolutional neural networks,3-D CNN)提取出特征数据集,自编码器(Autoencoder,AE)获得径向基函数(Radial basis function,RBF)网络参数初始化值,改进布谷鸟搜索算法(Improved cuckoo search,ICS)优化更新网络中超参数动态初始化值。广东省湛江市徐闻县大水桥水库区域22个典型在线监测站点以及6个手持监测点的实测数据对比验证结果表明,浊度和藻密度分别与总氮含量强正相关,叶绿素含量与气温强正相关,所提出的水质预测模型在5个典型精准性评价指标方面优于已有文献方法。研究成果可为管理部门和研究者对水质监测提供参考。

关键词：水质三维预测改进布谷鸟搜索算法卷积神经网络自编码器径向基神经网络

基于微卫星标记的中国近海龙头鱼群体遗传结构分析

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水生态学杂志 2024年

作者：黄新芯刘玉萍宁子君杨天燕浙江海洋大学水产学院

群体遗传结构是确立渔业管理单元的基础，对生物多样性保护和渔业资源的合理开发利用具有重要意义。微卫星在真核生物基因组中含量丰富，呈共显性遗传且具有较高的突变速率，是检测鱼类群体遗传分化的有效标记之一。基于6个微卫星标记对... 详细信息

群体遗传结构是确立渔业管理单元的基础，对生物多样性保护和渔业资源的合理开发利用具有重要意义。微卫星在真核生物基因组中含量丰富，呈共显性遗传且具有较高的突变速率，是检测鱼类群体遗传分化的有效标记之一。基于6个微卫星标记对2018—2020年采自连云港（LYG）、南通（NT）、三门（SM）、泉州（QZ）、湛江（ZJ）、北海（BH）和三亚（SY）的7个龙头鱼群体的遗传结构和遗传分化进行评估和分析，共检测到111个等位基因，7个群体平均等位基因丰富度(Rs)为7.944～10.087，平均期望杂合度(He)和平均观测杂合度(Ho)分别为0.721～0.807和0.621～0.785，平均多态信息含量（PIC）为0.673～0.768，呈现较高的遗传多样性水平。SY和BH群体间的遗传距离最小（0.3022），BH和LYG群体间的遗传距离最大（0.5019）。两两群体间的遗传分化指数(Fst)为0.0054～0.0737，东海和南海群体（SM、QZ、ZJ、BH、SY）与黄海群体（LYG、NT）之间存在显著的遗传分化，基于群体间Nei氏标准遗传距离构建的UPGMA聚类树也显示LYG和NT群体独立于其他群体。不论是将所有群体分为1个基因池或是2个基因池进行分子方差分析，均表明绝大部分遗传变异来源于群体内个体间。三维因子对应分析和Structure分析提示龙头鱼群体可划分为2个自由交配组群，在渔业管理上应视作不同的捕捞单元进行区别管理。

关键词：龙头鱼群体微卫星标记遗传结构

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鲑降钙素对虹鳟鳞组织miRNA表达的影响

水产学报 2024年第3期48卷 46-57页

作者：周启苓马骞王刘永毛非凡杨二军陈刚广东海洋大学水产学院广东海洋大学南方海洋科学与工程广东省实验室(湛江)

miRNA作为一类非编码小RNA分子，在脊椎动物骨代谢的分子调控网络中占有重要地位。本研究旨在探究钙调节因子对硬骨鱼类骨组织miRNA表达水平的影响。采用鲑降钙素(salmon calcitonin, sCT)对虹鳟幼鱼进行腹腔注射，并在注射24 h后采集... 详细信息

miRNA作为一类非编码小RNA分子，在脊椎动物骨代谢的分子调控网络中占有重要地位。本研究旨在探究钙调节因子对硬骨鱼类骨组织miRNA表达水平的影响。采用鲑降钙素(salmon calcitonin, sCT)对虹鳟幼鱼进行腹腔注射，并在注射24 h后采集鳞片，利用高通量测序技术和生物信息学方法对其中的miRNA表达谱进行分析。注射组及对照组样品miRNA测序分别获得14 051 631和15 816 147条高质量miRNA序列(18～26 nt)，并分别从中鉴定出568和592种成熟miRNA。注射sCT后的虹鳟鳞片中共筛选出24个差异表达miRNA (DEMs，其中9个表达上调，15个表达下调)。随后，从中随机选取8个miRNA进行实时荧光定量PCR (qRT-PCR)检测，其检测结果与高通量测序结果一致。GO注释和富集分析结果显示，DEMs的预测靶基因主要被注释在金属离子结合、钙离子结合、G蛋白偶联受体信号通路、Wnt信号通路和经典Wnt信号通路等功能上，靶基因主要在NF-kappaB输入细胞核的负调节、IL-1β分泌的负调节和TGF-β结合等功能上显著富集。KEGG富集分析结果显示，DEMs的靶基因显著富集在Toll样受体和雌激素等信号通路中。基于上述分析结果，本研究筛选出omy-miR-29a-5p、omy-miR-30d-5p、omy-mir-125b-2-p3、omy-miR-138、omy-miR-199b-5p和omy-miR-200b等多个可能参与虹鳟骨代谢调控过程的miRNA。本实验筛选出的差异miRNA可为硬骨鱼类骨代谢调控机制研究提供素材。

关键词：虹鳟 miRNA 鲑降钙素鳞钙代谢骨代谢

崩岗生态修复不同人工林林下入侵植物和本土植物对群落稳定性的影响

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生态学报 2024年第4期44卷 1588-1600页

作者：杜雨霜吴刘萍陈杰区余端广东海洋大学湛江524000

探寻基于自然的崩岗生态修复群落构建方案,以广东三岭山国家森林公园崩岗区早期恢复阶段的4种(湿地松Pinus elliottii、尾叶桉Eucalyptus urophylla、大叶相思Acacia auriculaeformis和樟树Cinnamomum camphora)林分为对象,进行样方调查... 详细信息

探寻基于自然的崩岗生态修复群落构建方案,以广东三岭山国家森林公园崩岗区早期恢复阶段的4种(湿地松Pinus elliottii、尾叶桉Eucalyptus urophylla、大叶相思Acacia auriculaeformis和樟树Cinnamomum camphora)林分为对象,进行样方调查,以林下入侵植物和本土植物作为切入点,以物种多样性指数、生态位宽度、生态位重叠度、生态响应指数和种间联结指数探究不同林分的群落稳定性,优化林下植物配置。结果表明:(1)4种林分中共有林下植物104种,隶51科92属,其中菊科(Asteraceae)种类最多,有33种;其次是禾本科(Poaceae),有24种。林下本土植物数目为湿地松>尾叶桉>樟树>大叶相思,林下入侵植物数目为湿地松=樟树>大叶相思>尾叶桉。与其他三种林分相比,尾叶桉林的林下入侵物种数目、多样性指数和生态位宽度均最少,同时入侵植物与本土植物的生态位重叠度也最小。(2)林下植物群落未来发展趋势最佳的是湿地松林,其次是尾叶桉林、樟树林,最差为大叶相思林,且除大叶相思林外,其它3种林分正向发展的平均速率大于负发展。(3)4种林分的林下植物的种间联结较小(OI≤0.5),且多为负联结,群落均处于不稳定阶段。尾叶桉林的林下本土植物和入侵植物联结程度最低,说明其林下植物间竞争程度最小。(4)群落配置模式可优化为:尾叶桉-芒萁-筒轴茅-芒;湿地松-芒-白茅-乌毛蕨;大叶相思-芒-乌毛蕨-桃金娘;樟树-桃金娘-筒轴茅-白茅。因此,种植速生树种以在崩岗早期恢复阶段迅速成林时,可优先考虑林下本土植物丰富且入侵植物较少的林分(如尾叶桉林),林下则选取正联结的本土植物进行林下植物群落配置,以有效抵抗林下入侵植物,形成稳定的进展型林下植物群落。

关键词：崩岗林下植物群落稳定性植物配置

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基于增强型谐波游标效应的光纤温度传感器

光学精密工程 2024年第15期32卷 2344-2354页

作者：林子曦李雨婷杨玉强李依潼张钰颖广东海洋大学深圳研究院深圳518120 广东海洋大学广东省南海海洋牧场智能装备重点实验室广东湛江524088 广东海洋大学电子与信息工程学院广东湛江524088 广东海洋大学智慧海洋传感网及其装备工程技术研究中心广东湛江524088

提出一种基于增强型谐波游标效应增敏的光纤温度传感器,该传感器由光纤萨格奈克干涉计(Sagnac Interferometer,SI)和法布里-珀罗干涉计(Fabry-Perot Interferometer,FPI)级联构成。通过控制FPI的自由光谱范围为SI的自由光谱范围的整数... 详细信息

提出一种基于增强型谐波游标效应增敏的光纤温度传感器,该传感器由光纤萨格奈克干涉计(Sagnac Interferometer,SI)和法布里-珀罗干涉计(Fabry-Perot Interferometer,FPI)级联构成。通过控制FPI的自由光谱范围为SI的自由光谱范围的整数倍且两者具有相反的温度响应,实现增强型谐波游标效应。实验结果表明,增强型谐波游标效应和增强型普通游标效应具有几乎相同的温度灵敏度,分别为单个FPI和SI灵敏度的28.7倍和16.9倍,增强型谐波游标放大倍率分别为普通谐波游标放大倍率的3.4倍和1.8倍,但增强型谐波游标效应对应的熊猫光纤长度失谐量明显大于增强型普通游标效应,且阶数越高对应的失谐量越大,因此,增强型谐波游标放大倍率更容易控制和实现。该传感器在获取高灵敏度的同时,稳定性能好、制备成本低,具有非常好的应用前景。

关键词：光纤传感器法布里-珀罗干涉计萨格奈克干涉计增强型游标效应谐波游标效应温度传感器

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