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基于信号重采样频移处理的宽带ADCP分层校准方法

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仪器仪表学报 2024年第4期45卷 104-112页

作者：随超楼王敏何龙标杨平郑慧峰中国计量大学计量测试与仪器学院杭州310018 中国计量科学研究院北京100029

针对宽带声学多普勒流速剖面仪(ADCP)现有校准方法无法有效实现流速分层校准的问题,提出基于信号重采样频移处理的声波应答校准方法,通过应答换能器组分别接收ADCP各波束换能器发射信号,经分段重采样、时间窗补偿等处理,产生包含多普勒... 详细信息

针对宽带声学多普勒流速剖面仪(ADCP)现有校准方法无法有效实现流速分层校准的问题,提出基于信号重采样频移处理的声波应答校准方法,通过应答换能器组分别接收ADCP各波束换能器发射信号,经分段重采样、时间窗补偿等处理,产生包含多普勒频移信息的模拟回波信号,实现对宽带ADCP流速分层校准。为更符合真实水体散射情况,基于主动声呐方程建立了回波信号幅度计算模型。搭建了可适用于陆上和水下的宽带ADCP分层快速校准装置,对两个ADCP样机开展了校准实验,流速范围在0.01~10 m/s,测量不确定度优于0.3%v+5 mm/s(v为流速测量值)(k=2),并与水槽拖车法进行了对比验证。

关键词：声波应答法校准信号重采样处理流速分层时间窗补偿不确定度评定

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温度对撞击器内颗粒沉积粒径影响的研究

力学学报 2024年第1期56卷 79-93页

作者：彭慧池辉徐聪尹招琴包福兵凃程旭中国计量大学计量测试工程学院杭州310018 福建省计量科学研究院福州350003

微颗粒的性质几乎与颗粒的粒径紧密相关,为研究气溶胶粒子特性,需获取颗粒粒径分布信息.惯性撞击器是一种基于惯性原理实现大气中不同粒径颗粒沉积分离的装置,在实际使用过程中,经历复杂多变的环境.文章利用拉格朗日多相(LMP)模型对撞... 详细信息

微颗粒的性质几乎与颗粒的粒径紧密相关,为研究气溶胶粒子特性,需获取颗粒粒径分布信息.惯性撞击器是一种基于惯性原理实现大气中不同粒径颗粒沉积分离的装置,在实际使用过程中,经历复杂多变的环境.文章利用拉格朗日多相(LMP)模型对撞击器内的气-固两相流动进行数值模拟,使用有限体积方法(FVM)研究了在绝热和换热两种情况下,气溶胶温度变化(-40℃~60℃)对颗粒沉积率的作用,并分析其对颗粒粒径分离的影响.结果表明:在壁面绝热情况下,随着气溶胶温度的升高,颗粒沉积位置由冲击板中心向边缘发散,颗粒收集效率逐渐降低,颗粒收集数量减少;在气溶胶和壁面换热情况下,随着气溶胶温度的升高,大颗粒沉积位置由冲击板中心向边缘发散,颗粒收集效率降低,小颗粒正好相反.此外,不同气溶胶温度下的颗粒收集效率曲线存在一个交点,交点两侧大小颗粒的收集效率随温度的变化情况相反.通过研究温度对撞击器颗粒收集的影响,可以对颗粒分径结果进行修正,获得更精确的粒径分布.

关键词：惯性撞击器气溶胶温度颗粒沉积颗粒收集效率拉格朗日多相模型

基于LC-MS/MS测定人体类固醇激素的研究进展

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质谱学报 2024年第2期45卷 201-215页

作者：万薇谢洁屈子裕江游张谛黄泽建王一楠戴新华方向叶子弘中国计量大学生命科学学院浙江杭州310000 中国计量科学研究院前沿计量科学中心国家市场监管技术创新中心(质谱)北京100029 长春市计量检定测试技术研究院吉林长春130000

类固醇激素是一类具有环戊烷多氢菲结构的化合物,由细胞色素P450酶催化形成,在调节机体代谢、促进性器官发育等方面起着重要作用。临床上将类固醇激素水平作为肾上腺疾病、精神类疾病等的诊断指标。液相色谱-串联质谱(LC-MS/MS)联用技... 详细信息

类固醇激素是一类具有环戊烷多氢菲结构的化合物,由细胞色素P450酶催化形成,在调节机体代谢、促进性器官发育等方面起着重要作用。临床上将类固醇激素水平作为肾上腺疾病、精神类疾病等的诊断指标。液相色谱-串联质谱(LC-MS/MS)联用技术因具有高灵敏度、高通量和高专属性的特点,已成为类固醇临床测定的首选方法。本文综述了LC-MS/MS在内源性类固醇激素测定中的应用,特别是在样品前处理、色谱条件和质谱条件优化等方面的研究进展,为临床上类固醇激素的诊断检测提供参考。

关键词：类固醇激素液相色谱-串联质谱(LC-MS/MS) 样品前处理色谱条件质谱条件

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基于cycleGAN的太阳电池电致发光图像数据增强方法

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液晶与显示 2024年第8期39卷 1057-1069页

作者：何翔杨爱军黎健生陈彩云游宏亮福建省计量科学研究院国家光伏产业计量测试中心福建福州350003 福建省计量科学研究院福建省能源计量重点实验室福建福州350003

针对光伏组件电致发光缺陷自动识别研究中训练用图像不足以及生成图像质量不佳的问题,采用cycleGAN生成了太阳电池EL缺陷图像,并与DCGAN生成的图像进行了综合性对比。将拍摄到的EL图像进行分类和数据增强形成训练集。接着采用训练集对cy... 详细信息

针对光伏组件电致发光缺陷自动识别研究中训练用图像不足以及生成图像质量不佳的问题,采用cycleGAN生成了太阳电池EL缺陷图像,并与DCGAN生成的图像进行了综合性对比。将拍摄到的EL图像进行分类和数据增强形成训练集。接着采用训练集对cycleGAN与DCGAN进行训练。最后,从生成图像的有效性、相似性和多样性3个角度对比了两个模型所生成的图像。实验结果表明,cycleGAN所生成的图像中,有效图像的占比显著高于DCGAN。与真实拍摄的图像相比,cycleGAN所生成图像的感官相似性极高,难以通过人眼分辨。cycleGAN所生成图像的FID指标显著低于DCGAN。采用cycleGAN生成图像训练的分类模型对真实拍摄图像的准确率达到93.45%,当训练集中混入少量真实拍摄图像时,该准确率提升至98.26%,显著高于DCGAN。cycleGAN生成图像的平均MS-SSIM指标显著低于DCGAN。采用cycleGAN进行太阳电池EL图像的数据增强是一种行之有效的方法,在有效性、相似性和多样性3方面显著优于DCGAN。

关键词：光伏组件太阳电池电致发光 cycleGAN DCGAN

面向小型化窄线宽激光的光学锁定硬件系统研究

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光学技术 2024年第4期50卷 419-424,491页

作者：李代富包福兵辛云飞张诚韩琪娜施杨周琨荔王瑾潘奕捷屈继峰中国计量大学计量测试工程学院浙江杭州310018 中国计量科学研究院前沿计量科学中心北京100029

研制小型化、数字化、高带宽的光学锁相控制系统是实现面向实际应用的小型化窄线宽激光光源的关键。但目前的通用及专用型系统存在着诸如依靠商业平台、带宽不足、集成化程度不高等问题。研究研制的数字伺服系统基于现场可编程门阵列(FP... 详细信息

研制小型化、数字化、高带宽的光学锁相控制系统是实现面向实际应用的小型化窄线宽激光光源的关键。但目前的通用及专用型系统存在着诸如依靠商业平台、带宽不足、集成化程度不高等问题。研究研制的数字伺服系统基于现场可编程门阵列(FPGA)以及高速模数转换器(ADC)与数模转换器(DAC),实现数字综合器、调制器、鉴相器、滤波器以及伺服控制单元,成功研制高速、可重构、双通路的光学锁相环集成硬件平台,系统开环带宽为2.63MHz。与具有高品质因子特性的回音壁模式(WGM)光学微腔相结合,通过相位调制光外差稳频方法(PDH)实现积分线宽为20Hz的窄线宽激光,光学闭环反馈带宽达到450M。该系统具有良好的通用性与扩展性,可以适用于各种原子分子光谱以及光学频率的伺服锁定。

关键词：窄线宽激光现场可编程门阵列光学锁相环回音壁模式光学微腔

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砝码磁性测量及不确定度评估分析

计量学报 2024年

作者：黄赛彭程江文松罗哉王健中国计量大学计量测试与仪器学院中国计量科学研究院

针对砝码磁化率和极化强度测量过程中对质量测量结果产生影响的因素进行分析，根据砝码磁化率和极化强度测量原理分析磁性测量不确定度来源，建立测量模型进行评估计算，解决了砝码磁化率和极化强度不确定度评估分析不够完善的问题。测... 详细信息

针对砝码磁化率和极化强度测量过程中对质量测量结果产生影响的因素进行分析，根据砝码磁化率和极化强度测量原理分析磁性测量不确定度来源，建立测量模型进行评估计算，解决了砝码磁化率和极化强度不确定度评估分析不够完善的问题。测量实验结果表明，500 g不锈钢材质砝码的磁化率为2.262×10-4，扩展不确定度为2.695×10-5（k=2），极化强度为1.078×10-2μT，扩展不确定度为2.594×10-3μT（k=2）。经分析发现，砝码磁性测量结果不确定度主要来源于磁化率计永久磁铁的磁矩md和磁场梯度BEz。

关键词：质量测量磁化率极化强度测量不确定度

基于特征工程和GA-BP神经网络的气体超声流量计使用中检验方法的研究

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计量学报 2024年

作者：金宇强李春辉黄震威谢代梁中国计量大学计量测试与仪器学院中国计量科学研究院

气体超声流量计是天然气输气站的关键计量器具，检定法和使用中检验法是判定流量计计量性能的主要方法，基于机器学习的使用中检验方法是解决检定法局限性的有效手段。针对天然气现场应用过程中机器学习算法在模型构建和特征冗余较大，... 详细信息

气体超声流量计是天然气输气站的关键计量器具，检定法和使用中检验法是判定流量计计量性能的主要方法，基于机器学习的使用中检验方法是解决检定法局限性的有效手段。针对天然气现场应用过程中机器学习算法在模型构建和特征冗余较大，部分检定流量点模型表现欠佳的问题，提出了一种基于特征工程和遗传算法优化的BP神经网络方法。特征选择作为特征工程中的关键，通过综合3种不同类别的特征选择算法对超声流量计性能参数进行分析筛选，在保持关键特征参数和模型性能的基础上，减少冗余特征，将初始的17个特征降至9个；同时利用遗传算法对BP模型的泛化能力进行了优化。研究结果表明，经过优化的模型相较于传统模型表现出较为显著的提升，最高预测准确度提升达33%。

关键词：超声流量计使用中检验机器学习特征工程 GA-BP神经网络

基于双向流固耦合的介质对加氢机用科氏质量流量计测量性能影响研究

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计量学报 2024年

作者：孙学梁李春辉黄震威谢代梁中国计量大学计量测试与仪器学院中国计量科学研究院

为研究不同介质时加氢机用科氏质量流量计测量性能差异，考虑物性变化对流体域和固体域的共同影响以及模态频率变化，选用基于Helmholtz自由能的真实气体模型，使用水、空气和氢气介质，对口径DN2的加氢机用科氏质量流量计进行双向流固... 详细信息

为研究不同介质时加氢机用科氏质量流量计测量性能差异，考虑物性变化对流体域和固体域的共同影响以及模态频率变化，选用基于Helmholtz自由能的真实气体模型，使用水、空气和氢气介质，对口径DN2的加氢机用科氏质量流量计进行双向流固耦合计算。基于测量管内科氏力变化，就物性差异对流量计测量性能影响进行研究，并对比分析氢气和空气介质下压力变化对流量计性能影响。结果表明：1）不同介质间存在由科氏力变化引起的管路不对称，该不对称性随质量流量增加而减小；小流量时液体时间差偏大较气体更明显。2）压力升高对氢气介质时间差影响小于空气，引起的固体刚度变化对时间差影响小于流体密度。使用气体介质对加氢机用科氏质量流量计标定时应尽量保持标定用气体与工况密度一致，同时应考虑介质间流速差异。

关键词：质量流量计流固耦合介质差异真实气体模型

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多通道抗串扰式光谱共焦位移测量方法

计量学报 2024年第4期45卷 489-495页

作者：孙振国李加福罗明哲李轶凡胡佳成中国计量大学计量测试工程学院浙江杭州310018 中国计量科学研究院北京100029

提出一种位移测量方法,解决扫描光谱共焦测量系统存在不同共焦点之间的相互干扰问题。通过光纤束保持多个测量通道之间的独立性,并利用光开关切换测量通道来防止干扰。该系统的7个共焦点构成一个等边六边形,其中6个点分别位于六边形的... 详细信息

提出一种位移测量方法,解决扫描光谱共焦测量系统存在不同共焦点之间的相互干扰问题。通过光纤束保持多个测量通道之间的独立性,并利用光开关切换测量通道来防止干扰。该系统的7个共焦点构成一个等边六边形,其中6个点分别位于六边形的各顶点处,1个共焦点位于六边形的中心,六边形的边长为43.27μm。通过位移测量实验得出,位移测量系统各测量通道的绝对误差小于0.15μm,范围为0~90μm。在测量台阶高度的实验中,2个高度差为30μm的台阶面,误差最大者为0.16μm;在球径测量实验中,无需移动测量系统或被测物体便可完成7路通道的测量;通过对数据进行拟合得到半径为5 mm的球体近似值,最大误差为80.92μm。对比传统方法,该方法展现了较高的精度和分辨率。

关键词：几何量测量光谱共焦多通道位移测量共焦位移

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