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融合传感器阵列与SSA-BP神经网络的气体监测系统设计

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传感技术学报 2022年第8期35卷 1093-1101页

作者：董常庆施云波牛昊东王天康林贵李萍哈尔滨理工大学测控技术与通信工程学院黑龙江哈尔滨150080 哈尔滨理工大学测控技术与仪器黑龙江省高校重点实验室黑龙江哈尔滨150080

为了有效监测化工厂等场所的危险气体和解决金属氧化物传感器普遍存在交叉敏感性的问题,首先使用不同的MEMS气体传感器组成传感器阵列。然后配制不同的实验气样进行测试,得到实验测试数据,并整理成训练集和测试集样本。最后,采用麻雀搜... 详细信息

为了有效监测化工厂等场所的危险气体和解决金属氧化物传感器普遍存在交叉敏感性的问题,首先使用不同的MEMS气体传感器组成传感器阵列。然后配制不同的实验气样进行测试,得到实验测试数据,并整理成训练集和测试集样本。最后,采用麻雀搜索算法优化的BP神经网络(SSA-BP)完成气体的定性、定量分析。实验测试结果表明:SSA可以有效提高预测模型的预测精度和稳定性,对乙醇、甲烷、氨气定性识别的正确率达到100%,气体定量预测的最大相对误差不超过5.50%,预测效果得到明显改善。该系统可以满足混合气体的定性和定量分析要求,在危险化学气体监测方面具有良好的应用前景。

关键词：传感器阵列混合气体识别 BP神经网络麻雀搜索算法

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基于失衡数据挖掘的乳腺癌早期辅助检测方法

仪器仪表学报 2014年第9期35卷 2045-2052页

作者：李鹏毕婷婷于晓洋黄久玲哈尔滨理工大学软件学院哈尔滨150080 哈尔滨理工大学测控技术与仪器黑龙江省高校重点实验室哈尔滨150080 哈尔滨理工大学计算机科学与技术学院哈尔滨150080

针对乳腺癌早期X摄片人为难以甄别的问题,提出了一种新的基于失衡数据挖掘的检测方法,为计算机辅助乳腺癌早期诊断提供一套有效的解决方案。首先,提出了基于聚类簇边界采样(CBS)的方法对数据集进行重采样,通过聚类密度阈值和边界密度阈... 详细信息

针对乳腺癌早期X摄片人为难以甄别的问题,提出了一种新的基于失衡数据挖掘的检测方法,为计算机辅助乳腺癌早期诊断提供一套有效的解决方案。首先,提出了基于聚类簇边界采样(CBS)的方法对数据集进行重采样,通过聚类密度阈值和边界密度阈值来更加科学、准确地确定聚类边界指导重采样。其次,引入集成学习思想有效调节数据失衡对SVM分类算法产生的影响。通过在佛罗里达大学的乳腺X摄片图像数据库中进行的对比实验表明该方法与传统方法比较,采用CBS前后的AUC值从0.577提升到0.717,再引入集成学习方法,AUC值提升到0.83。结果表明所提出的方法可以有效地检测出X摄片图像中异常的潜在钙化点,实现辅助医生提高乳腺癌早期诊断的成功率。

关键词：计算机辅助诊断图像数据挖掘支持向量机聚类采样

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最小二乘估计的水下图像恢复算法

计算机辅助设计与图形学学报 2018年第11期30卷 2125-2133页

作者：王永鑫刁鸣韩闯哈尔滨工程大学信息与通信工程学院哈尔滨150001 哈尔滨理工大学测控技术与仪器黑龙江省高校重点实验室哈尔滨150080

为了解决由噪声以及散射所引起的水下图像退化问题,提出一种基于最小二乘估计的水下图像恢复算法.首先通过比尔-朗伯定律构建水下图像退化模型,并基于同态子块的局部统计特性分析方法对于加性高斯白噪声的方差进行估计;然后推导出一种... 详细信息

为了解决由噪声以及散射所引起的水下图像退化问题,提出一种基于最小二乘估计的水下图像恢复算法.首先通过比尔-朗伯定律构建水下图像退化模型,并基于同态子块的局部统计特性分析方法对于加性高斯白噪声的方差进行估计;然后推导出一种基于最小二乘估计的图像滤波方法用于重建原始图像,通过Gamma校正对由Retinex模型分解出的光照层分量进行拉伸,从而得到增强后的水下图像.从视觉感知和客观评价2个方面对算法进行了验证,实验结果表明,该算法能够有效地抑制由噪声以及散射所引起的图像雾化效果,图像恢复后水下图像的色彩、对比度、细节以及清晰度都得到明显改善.

关键词：水下图像恢复比尔-朗伯定律最小二乘估计同态子块 Retinex模型 Gamma校正

基于迭代直方图均衡化的常规光源下水下成像增强算法

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光子学报 2018年第11期47卷 91-101页

作者：王永鑫刁鸣韩闯哈尔滨工程大学信息与通信工程学院哈尔滨150001 哈尔滨理工大学测控技术与仪器黑龙江省高校重点实验室哈尔滨150080

为了增强常规光源下水下图像的视觉对比度,提高水下图像的图像质量,提出一种基于迭代直方图均衡化水下图像增强算法.首先通过Retinex模型将水下图像分解为细节层和光照层图像.然后推导出一个图像增强模型,该模型能够在保证韦伯对比度的... 详细信息

为了增强常规光源下水下图像的视觉对比度,提高水下图像的图像质量,提出一种基于迭代直方图均衡化水下图像增强算法.首先通过Retinex模型将水下图像分解为细节层和光照层图像.然后推导出一个图像增强模型,该模型能够在保证韦伯对比度的前提下完成图像增强工作.接着提出一种基于迭代直方图的直方图均衡化算法对光照层图像进行对比度增强,并通过S形状函数对细节层图像进行对比度拉伸.最后,合并拉伸后的细节层图像和增强后的光照层图像,进而获得较佳的图像增强效果.实验结果表明,该算法能够有效地提升水下图像的视觉对比度,图像信息熵值及均值结构相似度高于其他算法,图像的视觉效果得到显著提高.

关键词：数字图像处理水下图像增强迭代直方图均衡化 Retinex模型韦伯对比度 S形状函数

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切削温度实时测量传感器及其特性

电机与控制学报 2015年第4期19卷 87-93页

作者：于晓洋王震宇李广慧谭光宇哈尔滨理工大学测控技术与仪器黑龙江省高校重点实验室黑龙江哈尔滨150080 广东海洋大学工程学院广东湛江524088

为实时测量刀具切削温度,采用热电偶作为感温元件设计一种切削温度实时测量传感器。其中,将热电偶裸线对与刀具熔焊为一体,其热滞后可以忽略;采用两片AD交替采样将采样率提高1倍;采用无线传输解决刀具高速旋转导致的信号引出难的问题;... 详细信息

为实时测量刀具切削温度,采用热电偶作为感温元件设计一种切削温度实时测量传感器。其中,将热电偶裸线对与刀具熔焊为一体,其热滞后可以忽略;采用两片AD交替采样将采样率提高1倍;采用无线传输解决刀具高速旋转导致的信号引出难的问题;信号采集转换和传输环节采取小时间常数、小尺寸和低功耗设计。传感器特性分析和立铣机床切削温度测量实验结果表明：传感器量程为0~1 300℃,静态精确度为0.6%,分辨力为1℃;截止频率为1.5 k Hz,时间常数为0.408 ms。传感器实现了切削温度实时在线测量,能满足切削温度变化研究与实时监控的需求。

关键词：切削温度热电偶无线传输实时测量时间常数

钛合金Ti-6Al-4V车削加工表面硬化实验

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哈尔滨工程大学学报 2013年第8期34卷 1052-1056页

作者：张为郑敏利徐锦辉程晓亮哈尔滨理工大学机械动力工程学院黑龙江哈尔滨150080 哈尔滨理工大学测控技术与仪器黑龙江省高校重点实验室黑龙江哈尔滨150080

针对钛合金Ti-6Al-4V加工表面硬化问题,通过不同切削参数下钛合金Ti-6Al-4V切削加工表面的显微硬度与微观结构检测实验研究,探索钛合金Ti-6Al-4V车削加工的表面硬化机理,分析切削参数对加工硬化与表面变质层影响规律.结果表明:进行钛合... 详细信息

针对钛合金Ti-6Al-4V加工表面硬化问题,通过不同切削参数下钛合金Ti-6Al-4V切削加工表面的显微硬度与微观结构检测实验研究,探索钛合金Ti-6Al-4V车削加工的表面硬化机理,分析切削参数对加工硬化与表面变质层影响规律.结果表明:进行钛合金Ti-6Al-4V车削加工时,表面层微观组织发生显著变化,但表面硬化程度不高,切削速度提高不会使表面硬化程度加剧,并有利于减少表面变质层的厚度;切削热对加工表面硬化的影响显著,切削温度升高将减弱表面层材料变形产生的应变硬化作用,表面变质层的显微硬度值低于亚表层的显微硬度值,但高于基体的显微硬度值.

关键词：钛合金表面加工硬化显微硬度表面变质层

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一种正弦波磁通门传感器激磁系统的设计

传感技术学报 2015年第12期28卷 1887-1892页

作者：王向鑫姜文娟于洋赵文杰施云波哈尔滨理工大学测控技术与通信工程学院测控技术与仪器黑龙江省高校重点实验室哈尔滨150080

针对方波激励磁通门易出现谐波干扰问题,提出一种采用正弦波激励磁通门的激磁系统。给出了总体设计方案,设计了信号发生器,信号调理电路和功率放大电路,并给出了激磁信号波形、频率和电流等关键参数的设计性能指标。搭建了系统测试平台... 详细信息

针对方波激励磁通门易出现谐波干扰问题,提出一种采用正弦波激励磁通门的激磁系统。给出了总体设计方案,设计了信号发生器,信号调理电路和功率放大电路,并给出了激磁信号波形、频率和电流等关键参数的设计性能指标。搭建了系统测试平台,分析了在不同激磁波形下磁通门传感器的输出波形变化,实验结果表明:应用本系统能够得出正弦激励下磁通门最佳灵敏度的激磁工作频率为16 k Hz,在此激励作用下,测试平台测得磁通门传感器的灵敏度是110 V/T。

关键词：磁通门激磁系统正弦激磁信号激磁频率

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磁铁矿铁磁性能解析及应用

材料科学与工艺 2016年第6期24卷 90-96页

作者：王丽杰丁欣褚鸿锐杨羽翼测控技术与仪器黑龙江省高校重点实验室(哈尔滨理工大学) 哈尔滨150080 哈尔滨理工大学测控技术与通信工程学院哈尔滨150080

探讨磁铁矿物理化学特性,研究单线圈阻抗检测方法,用其实现铁矿选矿工艺过程中全铁品位指标的在线自动监测.采用X射线衍射分析方法和电感耦合等离子体质谱方法表征磁铁矿原矿及铁精粉矿样的物相组成及化学成分.利用振动样品磁强计测试... 详细信息

探讨磁铁矿物理化学特性,研究单线圈阻抗检测方法,用其实现铁矿选矿工艺过程中全铁品位指标的在线自动监测.采用X射线衍射分析方法和电感耦合等离子体质谱方法表征磁铁矿原矿及铁精粉矿样的物相组成及化学成分.利用振动样品磁强计测试矿样的磁化强度、矫顽力、比磁化系数等磁学性能指标,解析磁铁矿的强磁性能,应用其铁磁特性探讨交流激磁、矩型电感线圈、磁铁矿铁芯等条件下全铁品位指标的电磁感应测量方法及测试机理.设计信息采集装置、信号调理电路以及PIC单片机控制系统,给出温湿度测试方法及温度补偿方案.实验测试结果表明:应用磁铁矿铁磁特性进行全铁品位指标电磁效应在线监测具备可行性,铁精粉干粉实验测试误差低于±0.5%,测量标准差为0.19%.

关键词：材料结构及物理性质磁铁矿 X射线衍射分析电感耦合等离子体质谱铁磁性全铁品位电感线圈

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小功率半导体激光器的驱动方法设计

红外与激光工程 2012年第10期41卷 2689-2693页

作者：周真齐忠亮秦勇哈尔滨理工大学测控技术与通信工程学院黑龙江哈尔滨150080 黑龙江省高校测控技术与设备重点实验室黑龙江哈尔滨150080

在光散射测量系统中,半导体激光器(LD)的工作稳定性直接影响检验结果。为了得到稳定的光功率输出,设计了包含自动温度控制与自动电流控制的LD驱动系统。应用0.5 mA恒流源对PT100温度传感器供电,将LD工作温度转化为电压信号,经前置放大... 详细信息

在光散射测量系统中,半导体激光器(LD)的工作稳定性直接影响检验结果。为了得到稳定的光功率输出,设计了包含自动温度控制与自动电流控制的LD驱动系统。应用0.5 mA恒流源对PT100温度传感器供电,将LD工作温度转化为电压信号,经前置放大电路与电压比较电路处理后,通过PI控制半导体制冷实现恒温控制系统;根据闭环负反馈原理设计自动电流控制系统以及相应的辅助电路,能为LD提供稳定的、连续可调的驱动电流。经实验表明,系统在驱动额定功率为20 mW下工作时,可保证激光器输出功率稳定性优于0.2%。

关键词：半导体激光器自动电流控制温度控制半导体制冷