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温度弱敏感光纤高温压力传感器

物理学报 2024年第1期73卷 218-226页

作者：王伟李金洋毛国培杨艳高志强马骢钟翔雨史青北京遥测技术研究所北京100076

针对高温压力测量需求,提出了一种温度弱敏感的光纤微机械电子(MEMS)压力传感技术.该技术采用非本征光纤法布里-珀罗干涉模型,利用MEMS压力敏感膜片对干涉光信号进行被动调制,进而实现压力信号测量.通过仿真计算热应力和材料自身热膨胀... 详细信息

针对高温压力测量需求,提出了一种温度弱敏感的光纤微机械电子(MEMS)压力传感技术.该技术采用非本征光纤法布里-珀罗干涉模型,利用MEMS压力敏感膜片对干涉光信号进行被动调制,进而实现压力信号测量.通过仿真计算热应力和材料自身热膨胀引入的温度寄生响应来分析温度信号对膜片位移的影响.在此基础上结合亚微米级白光干涉响应技术和低热应力封装工艺,研制了高温压力传感器样机.实验测试结果表明,在20—400℃范围内,可满足0—100 kPa压力测量,由温度变化引入测量误差低于4%.

关键词：高温光纤压力传感法布里-珀罗干涉微机械电子芯片

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海面船舶探测谱段优选与效能分析

红外与毫米波学报 2024年第2期43卷 235-241页

作者：张蕾乔凯黄石生北京跟踪与通信技术研究所北京100094

船舶等海面目标的探测对于海面管理、国防安全、搜索救援等领域有着重要意义。星载红外遥感覆盖范围广,是实现船舶目标广域探测的有效手段。受太阳天顶角昼夜循环的影响,船舶与海面的温差周期性变化,导致海面船舶探测场景存在一天两次... 详细信息

船舶等海面目标的探测对于海面管理、国防安全、搜索救援等领域有着重要意义。星载红外遥感覆盖范围广,是实现船舶目标广域探测的有效手段。受太阳天顶角昼夜循环的影响,船舶与海面的温差周期性变化,导致海面船舶探测场景存在一天两次的热交叉时期,此时使用单一探测谱段难以满足船舶目标全天时探测需求。文章以中纬度夏季和冬季海面环境为例,建立海面船舶探测场景的24小时红外辐射特征,提出多谱段优选组合方案,通过3.50~4.10μm和10.25~10.75μm双探测谱段探测实现信噪比优于16.52(夏季)和17.64(冬季)的昼夜连续观测。所提出的双谱段探测方法为实现广域全天时海面目标探测应用提供了技术支撑。

关键词：谱段优选全天时连续探测探测场景仿真船舶探测

全局减方差方法在大空间γ辐射场计算中的应用

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核技术 2024年第2期47卷 109-118页

作者：刘利左应红牛胜利朱金辉商鹏王学栋西北核技术研究所西安710024

为了提高大空间γ辐射场全局计算效率,开展了全局减方差(Global Variance Reduction,GVR)方法在大空间γ辐射场计算中的应用研究。针对计数栅元/网格体积差异造成的过度分裂问题,引入体积修正因子修改全空间权窗参数。体积修正后的基于... 详细信息

为了提高大空间γ辐射场全局计算效率,开展了全局减方差(Global Variance Reduction,GVR)方法在大空间γ辐射场计算中的应用研究。针对计数栅元/网格体积差异造成的过度分裂问题,引入体积修正因子修改全空间权窗参数。体积修正后的基于通量的GVR方法计算的全局品质因子(FOMG)比直接模拟提高约39倍。针对非计数区计算耗时问题,提出了非计数区修正方法,使得FOMG因子进一步提高40%。在引入体积和非计数区修正的基础上,在大空间γ辐射场计算中与基于粒子误差、权重、径迹、数目、能量、碰撞和通量的7种GVR方法进行对比。结果表明:7种GVR方法计算的FOMG因子比直接模拟提高2~3个量级,基于误差的标准差σ降低2~3个量级;而基于权重的GVR方法计算的FOMG因子比直接模拟提高2304倍,在所有GVR方法中减方差效果最好。在基于通量的GVR方法中引入光滑因子SI后,模拟计算的权窗下限随SI增加而减小,FOMG因子随SI的增加先增加后减小。当SI=0.8时,该方法计算的FOMG因子最大,比直接模拟提高3246倍。

关键词：全局减方差全局权窗体积修正因子大空间γ辐射场蒙特卡罗模拟

基于SOA-VMD-ICA的海水泵激励源特征提取方法

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中国机械工程 2024年第8期35卷 1373-1380页

作者：滕佳篷武国启大连测控技术研究所大连116013

针对海水泵复杂多源激励特征提取问题,提出了一种海鸥优化算法(SOA)、变分模态分解(VMD)和独立分量分析(ICA)相结合的海水泵激励源特征提取方法。基于单通道测量信号,采用VMD算法与SOA算法选取信号平方包络谱峭度统计量作为适应度函数,... 详细信息

针对海水泵复杂多源激励特征提取问题,提出了一种海鸥优化算法(SOA)、变分模态分解(VMD)和独立分量分析(ICA)相结合的海水泵激励源特征提取方法。基于单通道测量信号,采用VMD算法与SOA算法选取信号平方包络谱峭度统计量作为适应度函数,寻优获取模态分解数量K、惩罚系数α及特征模态函数(IMF)分量。采用信号排列熵作为噪声检验函数,合理选取排列熵阈值,对IMF分量进行噪声筛选,获取非噪声IMF分量信号。将非噪声IMF分量与原输入信号组合,采用快速独立成分分析(Fast-ICA)算法计算得到激励源信号向量,从而实现激励源特征信号的提取。通过实船海水泵激励源特征提取试验及对比分析,验证了所提方法的有效性。研究结果表明,所提的SOA-VMD-ICA方法能满足单通道测量条件海水泵激励源特征提取准确性要求。

关键词：特征提取海水泵独立分量分析海鸥优化算法变分模态分解

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砂-粉混合料颗粒接触状态的临界条件确定

哈尔滨工程大学学报 2024年第2期45卷 277-283,297页

作者：吴琪孙苏豫杭天柱赵凯陈国兴南京工业大学岩土工程研究所江苏南京210009 江苏省土木工程防震技术研究中心江苏南京210009

砂-粉混合料被广泛应用于高速铁路路基、人工筑岛及海底沉管隧道垫层等重大工程,如何科学地表征砂-粉混合料复杂的颗粒接触状态及连续演变的力学行为特征,并深入揭示其对混合料静/动力学特性的影响已是一项紧迫的基础性科学研究任务。... 详细信息

砂-粉混合料被广泛应用于高速铁路路基、人工筑岛及海底沉管隧道垫层等重大工程,如何科学地表征砂-粉混合料复杂的颗粒接触状态及连续演变的力学行为特征,并深入揭示其对混合料静/动力学特性的影响已是一项紧迫的基础性科学研究任务。本文基于代表性砂-粉混合料的基本物理性能指标及力学特性指标试验数据,验证Rahman等提出的区分“细粒填充砂粒”和“砂粒悬浮细粒”的阈值细粒含量FCth半经验公式预测能力。基于理想二元介质材料的理论最小孔隙比计算方法,提出确定中间性态土颗粒接触状态临界条件参量FC_(in-min)和FC_(in-max)的方法,分析各参数对FC_(in-min)和FC_(in-max)的影响规律,建立基于基本物理性能指标的FC_(in-min)和FC_(in-max)预测方法,最终提出全FC范围(FC=0~100%)的砂-粉混合料各颗粒接触状态临界条件参量的有效评价方法。

关键词：细粒含量砂-粉混合料颗粒接触状态阈值细粒含量临界条件参量理论最小孔隙比二元介质模型中间性态

水下爆炸冲击波和气泡行为自由面效应的实验研究

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爆炸与冲击 2024年第8期44卷 147-158页

作者：方厚林卢强郭权势李国亮刘存旭陶思昊张德志西北核技术研究所陕西西安710024

为研究自由面对水下爆炸冲击波、气泡行为和由气泡与自由面强耦合作用形成水幕的影响,设计了小当量PETN球形装药近水面水下爆炸实验系统,开展了5种典型工况水下爆炸实验,采用高速相机和压力传感器分别获取了气泡和水幕形态演变过程、水... 详细信息

为研究自由面对水下爆炸冲击波、气泡行为和由气泡与自由面强耦合作用形成水幕的影响,设计了小当量PETN球形装药近水面水下爆炸实验系统,开展了5种典型工况水下爆炸实验,采用高速相机和压力传感器分别获取了气泡和水幕形态演变过程、水中测点压力时间历程。根据冲击波、气泡时序特征分别分析了其自由面效应,冲击波主要变现为截断效应,气泡与自由面相互作用表现为复杂的气泡形态演化和水幕生成及演化,通过高速图像结合压力时间历程分析,进一步从气泡水平半径、中心偏移位移和水幕最大高度定量分析气泡自由面效应。结果表明:随着爆深的减小,水面反射波程差减小,自由面对冲击波的截断效应增强,即冲击波正压作用时间减小,实测截断时间差与计算时间差的最大偏差为6.81%;随着比例爆深减小,自由面效应加剧,气泡和水幕形态趋于复杂化;气泡由球形演变为卵形以及更加复杂的形态,水幕由单一的水冢,逐渐转变为水冢-顶端飞溅水柱、水冢-垂直喷射水柱-水射流等复杂形态;气泡水平半径从第2个脉动周期不再保持脉动特征过渡到第1个脉动周期,甚至到第1次气泡膨胀阶段;气泡水平半径中心偏移位移呈现出两段式变化规律,在前期偏移位移快速增加阶段(偏移位移范围0~20 mm),4种比例爆深偏移位移呈现出近似线性变化规律,线性系数相近。

关键词：水下爆炸冲击波气泡行为自由面效应

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复合微多普勒信号的时频谐波分析方法

系统工程与电子技术 2024年第7期46卷 2301-2309页

作者：华煜明王东亚朱天林金胜王洋北京跟踪与通信技术研究所北京100094

在对复合微动目标的雷达回波进行时频分析时,存在时频曲线能量难以聚焦等问题,影响目标微多普勒特征提取和分析。对此,提出了时频谐波条纹的概念以及相应时频变换方法。基于复合微动包含中心运动分量和高频运动分量的假设,首先利用样条... 详细信息

在对复合微动目标的雷达回波进行时频分析时,存在时频曲线能量难以聚焦等问题,影响目标微多普勒特征提取和分析。对此,提出了时频谐波条纹的概念以及相应时频变换方法。基于复合微动包含中心运动分量和高频运动分量的假设,首先利用样条函数拟合中心分量频率曲线,构造时频变换核函数。然后,通过参数化时频变换将时域的复合微多普勒信号转化为时频平面上的谐波条纹。所提方法相比短时傅里叶变换和伪魏格纳分布等经典方法,能够明显改善复合微动目标雷达回波时频变换的能量聚集性与杂散抑制效果,仿真验证了所提方法的有效性和对低信噪比条件的适应性。

关键词：雷达微动时频分析微多普勒谐波

放射性氙高灵敏度现场快速自动化监测系统研制

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原子能科学技术 2024年第2期58卷 481-488页

作者：龙斌周国庆田言杰雷卫国陈伟苏川英王雪梅冯淑娟西北核技术研究所陕西西安710024

放射性氙监测是禁核试核查现场视察和核设施安全监测的重要项目之一,能够快速准确地甄别违约核活动和预警识别核设施的泄漏。本文综合运用超低温动态吸附、中空纤维膜除杂和现场低本底测量等技术,研制了一套放射性氙高灵敏度现场快速自... 详细信息

放射性氙监测是禁核试核查现场视察和核设施安全监测的重要项目之一,能够快速准确地甄别违约核活动和预警识别核设施的泄漏。本文综合运用超低温动态吸附、中空纤维膜除杂和现场低本底测量等技术,研制了一套放射性氙高灵敏度现场快速自动化监测系统,用于放射性氙现场取样、分离和测量。测试结果表明,该系统在氡浓度为20 Bq/m^(3)、采样体积为2 m^(3)、分析周期不大于120 min时,氙回收率为79.9%,对^(133) Xe的最小可探测活度浓度(MDC)小于0.26 Bq/m^(3),测量结果的不确定度小于±12%。该系统具有灵敏度高、分析周期短、全流程自动化的特点,能够应用于核设施安全监测、现场视察放射性氙监测、核应急放射性气体监测等场合。

关键词：放射性氙高灵敏度快速现场自动化监测

某T1000级碳纤维缠绕复合材料壳体承压特性

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复合材料学报 2024年第9期41卷 4993-5003页

作者：金书明李德华杨明林天一许辉龚耀华张烜维上海航天动力技术研究所

为探究T1000级高压强复合材料壳体承压力学特性，本文开展了国产T1000级碳纤维复合材料宏观力学性能横向对比测试，并以此为基础完成复合壳体材料选型，根据工艺铺层信息，结合3次样条厚度预测方法及非测地线缠绕角计算方法，实现壳体... 详细信息

为探究T1000级高压强复合材料壳体承压力学特性，本文开展了国产T1000级碳纤维复合材料宏观力学性能横向对比测试，并以此为基础完成复合壳体材料选型，根据工艺铺层信息，结合3次样条厚度预测方法及非测地线缠绕角计算方法，实现壳体的高保真有限元建模，并基于渐进损伤分析方法，对复合壳体封头应力应变响应、复合壳体损伤演化过程、失效模式及爆破压强进行预示，最终通过液压强度试验验证了计算模型的准确性。结果表明：国产T1000碳纤维性能与东丽T1000G相当，且拓展CCF1000S综合性能表现最佳；封头段由壳体与金属接头段刚度不连续引起的变形不协调使该区域受弯曲、拉剪耦合作用，进而导致封头肩部应力水平明显高于两侧；基于三维Hashin损伤准则的渐进损伤模型能有效地描述壳体损伤与失效过程，更能准确地预测壳体爆破压强及破坏位置。

关键词： T1000碳纤维纤维缠绕复合材料壳体静力分析渐进损伤分析