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使用光谱分析实现弯管中两相流含气率的预测

光谱学与光谱分析 2025年第1期45卷 231-238页

作者：车少敏马世一刘雪婧殷雄周延熊兵李锟李飞西安交通大学能源与动力工程学院陕西西安710049 中国航发四川燃气涡轮研究院四川成都610500 西安石油大学电子工程学院陕西西安710065

空气被夹带进入发动机润滑油系统形成油气两相流后,会严重影响润滑系统的正常运行。因此实现发动机润滑油系统中油气两相流含气率的准确和快速测量具有十分重要的意义。基于光谱匹配方法,对发动机润滑油系统在弯管处的油气两相流含气率... 详细信息

空气被夹带进入发动机润滑油系统形成油气两相流后,会严重影响润滑系统的正常运行。因此实现发动机润滑油系统中油气两相流含气率的准确和快速测量具有十分重要的意义。基于光谱匹配方法,对发动机润滑油系统在弯管处的油气两相流含气率进行了测量研究。首先使用近红外、可见光和紫外光谱仪获取油气两相流在2个流速、5个温度工况下0.10%~1.00%含气率范围(间隔0.06%)的吸光度数据并进行分析,确认油气两相流在三个波段下均有吸收,且吸收强度与含气率有关;其次提出将数据预处理结合光谱相似性测度方法并应用于弯管含气率光谱分析中,显著降低了基于原始光谱的含气率预测的最大相对误差。在近红外波段通过使用数据增强方法如中心化(center)和标准化(autoscaling)并结合光谱角余弦方法,得出新润滑油的含气率最大相对误差相对于原始光谱得到的数值从48%降低到36%。利用该方法分别在三个波段进行含气率预测,试验工况包括2个流速、5个温度,分析了两相流的温度和流速对含气率预测的影响。温度30.0℃,流速5.1 m·min^(-1)下,含气率信息在紫外波段(193.5~413.8 nm)与光谱向量的方向或形状差异的联系更为紧密,含气率预测的最大相对误差仅为6%。在近红外和可见光波段,流速或温度一定时,最大相对误差随着温度或流速的增加均有减小趋势。紫外波段下温度对含气率预测效果没有特定的影响规律,随着两相流的流速增加,含气率预测的最大相对误差有增大趋势。结果表明对于透光性较好的新润滑油,使用紫外光谱仪进行含气率数据的采集,含气率的预测选用标准化预处理结合光谱角余弦方法,得到的含气率预测最大相对误差最小。

关键词：气液两相流含气率光谱分析光谱匹配

基于X射线光电子能谱(XPS)深度剖析技术的锂离子电池负极界面固体电解质(SEI)膜的组成分析

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中国无机分析化学 2025年第1期15卷 136-142页

作者：刘佳梅李超曹智西安交通大学大型仪器设备共享实验中心西安710049 西安交通大学化学工程与技术学院西安710049 西安交通大学化学学院西安710049

锂离子电池负极界面固体电解质(SEI)膜是决定电池性能与安全性的关键因素,准确解析SEI膜的化学组成及其深度分布对于认识SEI膜的形成机理和优化电池性能具有重要意义。X射线光电子能谱(XPS)深度剖析技术是研究SEI膜表面深度组分变化的... 详细信息

锂离子电池负极界面固体电解质(SEI)膜是决定电池性能与安全性的关键因素,准确解析SEI膜的化学组成及其深度分布对于认识SEI膜的形成机理和优化电池性能具有重要意义。X射线光电子能谱(XPS)深度剖析技术是研究SEI膜表面深度组分变化的重要方法,但在实际分析过程中存在诸多关键影响因素。通过XPS深度剖析技术系统研究了样品传递、溅射能量以及溅射面积等关键因素对SEI膜表面深度组分表征结果的影响。研究表明,样品传递方式的选择十分关键,空气中快速传样会导致SEI膜表面发生化学变化,因此应采用准原位传样方式以保持SEI膜的原始状态。在Ar+溅射过程中,适当提高溅射能量可以提高溅射速率,但不会对深度组成分布的分析结果造成明显影响。此外,研究还发现溅射面积大小对不同元素的溅射速率存在差异,表明溅射速率与元素种类有关,需要针对性地选择合适的溅射面积,以获得SEI膜准确的深度组成信息。研究结果为采用XPS深度剖析技术精准解析锂离子电池SEI膜的组成提供了有效的方法支持。

关键词：锂离子电池固体电解质膜 XPS深度剖析溅射条件溅射面积

基于车辆轨迹信息的高速公路路网拓扑结构动态生成方法研究

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交通运输系统工程与信息 2025年第1期25卷 212-220页

作者：赖树坤许宏科林杉罗永煜邹复民廖律超长安大学电子与控制工程学院西安710064 福建省高速公路信息科技有限公司福州350011 福建理工大学福建省汽车电子与电驱动技术重点实验室福州350118

针对高速公路路网拓扑结构变化捕获不及时的问题,本文提出一种基于车辆轨迹信息的高速公路路网拓扑结构动态生成方法。首先,通过挖掘ETC海量通行数据,并结合路网拓扑结构有效性约束进行异常拓扑模式分析;其次,针对异常拓扑模式特点建立... 详细信息

针对高速公路路网拓扑结构变化捕获不及时的问题,本文提出一种基于车辆轨迹信息的高速公路路网拓扑结构动态生成方法。首先,通过挖掘ETC海量通行数据,并结合路网拓扑结构有效性约束进行异常拓扑模式分析;其次,针对异常拓扑模式特点建立拓扑优化规则;然后,在优化拓扑集合基础上,采用LightGBM模型实现高速公路路网拓扑结构动态生成;最后,以福建省省域高速公路实际车辆轨迹数据为例,通过少量地市路网数据的训练学习,实现全省域高速路网拓扑结构的准确生成,验证了本文提出模型的有效性。研究结果表明,本文模型的路网拓扑结构生成准确率达98.3%,并可拓展至收费站、ETC门架、服务区等具备车辆轨迹信息采集能力的高速公路节点,为基于路网拓扑结构分析的高速公路精细化管理和个性化出行服务提供有力支撑。

关键词：智能交通路网拓扑车辆轨迹高速公路动态生成方法

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新型二维材料碳化钛纳米片光限幅特性研究

红外与激光工程 2019年第11期48卷 7-11页

作者：李健淋闫理贺司金海侯洵西安交通大学电子与信息工程学院陕西省信息光子技术重点实验室

作为一类新型二维纳米材料,金属碳/氮化物纳米片(MXene)具有高的比表面积和电导率,以及组分、层数与厚度灵活可控的优点,在储能、催化、传感和光学等领域具有潜在应用价值。研究了一种MXene材料碳化钛(Ti3C2TX)纳米片分散液的非线性光... 详细信息

作为一类新型二维纳米材料,金属碳/氮化物纳米片(MXene)具有高的比表面积和电导率,以及组分、层数与厚度灵活可控的优点,在储能、催化、传感和光学等领域具有潜在应用价值。研究了一种MXene材料碳化钛(Ti3C2TX)纳米片分散液的非线性光学效应及其响应机制。发现Ti3C2TX纳米片分散液在532、1064 nm纳秒脉冲激光作用下表现出优异的光限幅性能,其限幅阈值分别为0.14 J/cm^2和0.12 J/cm^2;通过测量非线性散射光强度随入射光功率密度的依赖关系,发现该材料光限幅响应机制主要起源于非线性光学散射效应。与传统的光限幅材料C60比较,该材料具有光限幅阈值低、响应波长范围宽等优点。

关键词：光限幅碳化钛纳米片非线性散射

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基于超快光克尔效应的超短脉冲光限幅器

中国激光 2015年第2期42卷 327-332页

作者：宋洪磊闫理贺司金海侯洵西安交通大学电子与信息工程学院陕西省信息光子技术重点实验室陕西西安710049

超短脉冲激光因其独特的传播性质,在光电对抗领域具有重要的应用潜力。针对传统光限幅器件在超短脉冲激光限幅防护领域中存在的若干问题,提出一种基于超快光克尔效应的超短脉冲光限幅器。该限幅技术利用超短脉冲在非线性介质中诱导非线... 详细信息

超短脉冲激光因其独特的传播性质,在光电对抗领域具有重要的应用潜力。针对传统光限幅器件在超短脉冲激光限幅防护领域中存在的若干问题,提出一种基于超快光克尔效应的超短脉冲光限幅器。该限幅技术利用超短脉冲在非线性介质中诱导非线性偏振椭圆旋转(NER)效应,可实现超低阈值的光限幅输出,同时将非线性偏振椭圆旋转和自聚焦效应相结合,可保证器件在较大动态能量范围内具备限幅功能,该器件具备响应速度快、适用光谱范围宽的优点。系统阐述了NER效应的基本原理,并利用飞秒脉冲激光验证了基于NER和自聚焦效应的光限幅器的限幅性能。

关键词：非线性光学光限幅超短脉冲光克尔效应

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槽型衍射光栅结构参数优化设计研究

光学学报 2010年第11期30卷 3133-3139页

作者：樊叔维周庆华李红西安交通大学电子与信息工程学院信息光子技术重点实验室陕西西安710049

通过工程优化方法与衍射光栅矢量理论相结合,对衍射光栅的结构参数进行了优化设计研究。采用严格的耦合波矢量理论分析表面浮雕光栅的衍射效率特性,并建立了具有全局寻优特性的遗传算法在衍射光栅设计中的数学模型;研究了包括双闪耀光... 详细信息

通过工程优化方法与衍射光栅矢量理论相结合,对衍射光栅的结构参数进行了优化设计研究。采用严格的耦合波矢量理论分析表面浮雕光栅的衍射效率特性,并建立了具有全局寻优特性的遗传算法在衍射光栅设计中的数学模型;研究了包括双闪耀光栅在内的多种槽型衍射光栅的优化设计。优化设计表明,该方法对初始设计方案没有特殊要求,能够快速得到多种槽型衍射光栅的最优结构参数,优化后光栅的衍射效率可以达到90%以上,双闪耀光栅经优化设计以后在整个波段均能获得很高的衍射效率。在光栅的设计过程中采用全局工程优化算法进行分析设计,为高效率光栅的制作提供了理论指导;同时也为光栅设计的逆问题提供了一种可行的求解方法。

关键词：衍射光栅严格的耦合波理论优化设计遗传算法

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路侧视角下基于图像的多车辆目标检测与跟踪

中国新技术新产品 2025年第1期 55-57页

作者：冯蓉吴萍萍杨建华西安工商学院信息工程学院陕西西安710021 西安工业大学电子信息工程学院陕西西安710021

在车路协同系统中,为了提升路侧情况下汽车对外界环境信息的感知能力和对动态车辆目标行为的预测能力,本文提出一种基于改进DeepSORT算法的车辆多目标跟踪算法。本文将YOLOv5作为检测器,并结合优化的DeepSORT跟踪算法进行动态车辆多目... 详细信息

在车路协同系统中,为了提升路侧情况下汽车对外界环境信息的感知能力和对动态车辆目标行为的预测能力,本文提出一种基于改进DeepSORT算法的车辆多目标跟踪算法。本文将YOLOv5作为检测器,并结合优化的DeepSORT跟踪算法进行动态车辆多目标跟踪。在车辆特征匹配过程中,从匹配候选框中不断去除匹配成功的检测目标,以减少计算资源,并利用HOG特征对车辆信息进行匹配,提升算法的实时性。同时引入投影矩阵,将图像数据转化为俯视图,获取检测目标的运动速度。试验结果表明,与传统的DeepSORT算法相比,改进算法的多目标跟踪精度(MOTA)提高了6.7%。

关键词：车路协同特征匹配优化DeepSort算法目标跟踪

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细菌视紫红质激发态动力学过程的实验与数值分析

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光子学报 2005年第7期34卷 1005-1009页

作者：王洪波陈烽王伟侯洵西安交通大学电子与信息工程学院信息光子技术省重点实验室西安710049

本文采用差异吸收光谱法对化学增强型细菌视紫红质的状态变化进行了实验研究.发现在585nm处明显存在一个稳定的中间过程.从分子动力学和实验出发,提出了一个适用于差异吸收光谱研究方法的数学模型,对菌紫质受激以后的动力学过程进行了... 详细信息

本文采用差异吸收光谱法对化学增强型细菌视紫红质的状态变化进行了实验研究.发现在585nm处明显存在一个稳定的中间过程.从分子动力学和实验出发,提出了一个适用于差异吸收光谱研究方法的数学模型,对菌紫质受激以后的动力学过程进行了模拟与数值分析.

关键词：细菌视紫红质数值分析差异吸收光谱分子动力学

SBS效应在分布式光纤传感中的应用研究进展

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激光与光电子学进展 2025年

作者：陈奕郑永红李拥政段沛材郭林峰 Xiaomin Xu 南京信息工程大学物理与光电工程学院江苏省大气光电智能感知技术工程研究中心中铁三局集团华东建设有限公司江苏省气象光子学与光电探测国际合作联合实验室剑桥大学工程系

受激布里渊散射(SBS)作为一种重要的光学非线性效应，在光纤传感技术领域备受关注，得到了不断深入的研究探索和创新应用。本文综述了近20年来SBS效应在分布式光纤传感技术领域的研究工作进展。首先，受激布里渊散射光时域传感技术中先... 详细信息

受激布里渊散射(SBS)作为一种重要的光学非线性效应，在光纤传感技术领域备受关注，得到了不断深入的研究探索和创新应用。本文综述了近20年来SBS效应在分布式光纤传感技术领域的研究工作进展。首先，受激布里渊散射光时域传感技术中先后出现的布里渊光时域分析仪(BOTDA)、单端BOTDA，以及局部受激布里渊光时域反射计(BOTDR)作为工程化较好的代表，受到工程技术人员的青睐，在建筑工程、轨道交通、能源电力和海底线缆等领域以温度、应变为基础监测量及其拓展应用加速展开。其后，在SBS技术研究中期布里渊动态光栅(BDG)和前向受激布里渊散射(FSBS)等新技术不断涌现，推动了光纤传感技术在高精度和高空间分辨率的测量能力，并且不断拓展相关测量参量的类型，包括横向压力、盐度及其他物质成分含量等等。通过对SBS效应相关研究进展的总结，以及技术对比分析与探讨，期望为推动分布式光纤传感技术的发展提供新的视角和思路。

关键词：分布式光纤传感技术受激布里渊散射布里渊散射光时域传感技术布里渊动态光栅前向受激布里渊散射