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双目面结构光三重扫描测量系统温漂补偿方法

红外与激光工程 2024年第1期53卷 213-224页

作者：杨濠铭孙子杰孙岩标邾继贵天津大学精密测试技术及仪器全国重点实验室天津300072 北京卫星制造厂有限公司北京100094

双目面结构光三重扫描是在条纹投影双目视觉重建的基础上,追加左、右相机与投影仪构成的单目视觉系统重建点云,在反光和凹凸起伏等表面测量应用上具有更好的点云完整性优势。但由于环境温度变化影响,投影仪产生较大温度漂移,导致双目重... 详细信息

双目面结构光三重扫描是在条纹投影双目视觉重建的基础上,追加左、右相机与投影仪构成的单目视觉系统重建点云,在反光和凹凸起伏等表面测量应用上具有更好的点云完整性优势。但由于环境温度变化影响,投影仪产生较大温度漂移,导致双目重建点云与单目重建点云发生“分层”现象。为此,文中提出了一种基于正交条纹投影的三重扫描系统温漂在线补偿方法,通过投影仪投射正交条纹来构建双目重建点在投影仪图像中准确的映射关系,并基于双目重建点在投影仪图像中的重投影误差最小化目标函数来求解温漂补偿后的投影仪最优外参数。最后,以金属球和汽车零件作为被测对象进行实验验证,在不依靠标定板等先验信息及繁琐标定流程基础上,所提在线快速补偿方法可以使得双目点云与单目点云温漂量分别减小78.2%和94.3%,极大减轻了温度变化对于三重扫描点云数据拼接影响。

关键词：三重扫描投影仪正交条纹温漂补偿

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10种特级酱油香气差异分析

食品工业科技 2024年第4期45卷 250-260页

作者：史伊格蒲丹丹勇倩倩黄实宽陈洪卫张玉玉中原食品实验室北京工商大学北京100048 中国商业联合会味科学重点实验室北京工商大学北京100048 烟台欣和企业食品有限公司山东烟台264006

研究不同酱油的香气差异有利于从原料和酿造工艺角度加强其风味品质控制和质量提升。采用固相微萃取和固相萃取与气相色谱-质谱联用法对10种特级酱油(CB、HT1、HT2、LH、LJJ1、LJJ2、QH、XH1、XH2、WZ)中的挥发性香气成分进行定性和定... 详细信息

研究不同酱油的香气差异有利于从原料和酿造工艺角度加强其风味品质控制和质量提升。采用固相微萃取和固相萃取与气相色谱-质谱联用法对10种特级酱油(CB、HT1、HT2、LH、LJJ1、LJJ2、QH、XH1、XH2、WZ)中的挥发性香气成分进行定性和定量分析,结合感官评价、香气活性值(Odor activity value,OAV)和偏最小二乘回归分析(Partial least squares regression,PLSR)进一步分析不同特级酱油的香气差异及其贡献。结果表明,在10种特级酱油中共检测到86种香气化合物,其中44种化合物在10种酱油中共有。共30种香气物质的OAV≥1,其中5-乙基-4-羟基-2-甲基-3(2H)-呋喃酮的OAV(373~4698)值最高,其次为4-甲氧基-2,5-二甲基-3(2H)-呋喃酮(0~1473)。WZ酱油的烟熏香较强,其酚类和酮类化合物种类最多。CB酱油整体香气强度最小,乙醇(25.775μg/L)远低于其余9种酱油;但其吡嗪类物质含量最高(182.796μg/L),其中2,6-二甲基吡嗪含量为66.256μg/L。XH1酱油的酱香与醇香较为强烈,其乙醇(147.257μg/L)含量最高,酚类物含量同样较高,其中4-乙基-2-甲氧基苯酚为18240.479μg/L。XH2酱油的麦芽香强烈。LH酱油的异丁醇(51.223μg/L)和2,3-丁二醇(57921.798μg/L)含量在所检测样品中均为最高。HT1酱油中1-辛烯-3-醇(61.219μg/L)含量最高。综合OAV与PLSR分析,乙酸乙酯、3-羟基-2-丁酮、2,3-丁二醇、3-乙基-2,5-二甲基吡嗪、4-甲氧基-2,5-二甲基-3(2H)-呋喃酮、4-乙基愈创木酚和4-乙基苯酚为10种特级酱油香气差异的关键成分。

关键词：特级酱油固相微萃取固相萃取气相色谱-质谱联用香气活性化合物

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车用先进高强钢表面分析及胶接性能研究

表面技术 2024年第4期53卷 211-219页

作者：邵蓉黎敏刘永壮曹建平郝玉林蔡宁李学涛首钢集团有限公司技术研究院北京100043 绿色可循环钢铁流程北京市重点实验室北京100043

目的明确不同先进高强钢表面氧化物形貌、成分及含量对胶接性能的影响规律。方法本研究采用白光干涉仪、扫描电子显微镜(SEM)及透射电子显微镜(TEM)观察高强钢表面形貌,通过金相显微镜及X射线衍射仪(XRD)分析其显微组织及物相,采用直读... 详细信息

目的明确不同先进高强钢表面氧化物形貌、成分及含量对胶接性能的影响规律。方法本研究采用白光干涉仪、扫描电子显微镜(SEM)及透射电子显微镜(TEM)观察高强钢表面形貌,通过金相显微镜及X射线衍射仪(XRD)分析其显微组织及物相,采用直读光谱仪、辉光光谱仪(GDS)以及X射线光电子能谱仪(XPS)表征高强钢表面特征元素及氧化物种类。结合接触角测试对比不同高强钢表面润湿性,并分析总结高强钢表面成分对胶接性能的影响规律。结果DH780表面以膜层状Al基氧化物为主,DP980、DP1180以及CP1180表面以Si、Mn、Cr颗粒状氧化物为主。其中DH780的表面润湿性最差,自由能最小。CP1180钢表面具有最少的氧化物含量及最小的颗粒尺寸,其表面润湿性最好,表面自由能最高。DP钢随强度提高,表面氧化物含量增加,润湿性降低。对于同种焊装胶,DH780胶接剪切强度最小,CP1180剪切强度最大。结论高强钢表面氧化物富集对表面润湿性及表面自由能具有重要影响,尤其Al基氧化物的存在会明显降低胶接接头的剪切强度。一方面是氧化物导致表面自由能降低,黏附功下降,另一方面氧化物会阻止胶中极性基团与基体表面形成强化学键,而更多地形成氢键。Al基氧化物由于呈薄膜状覆盖于高强钢表面,故对胶接性能的影响最大。

关键词：先进高强钢表面成分润湿性胶接性能

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基于TEROS的自然闪电X射线暴观测研究

地球物理学报 2024年第1期67卷 21-33页

作者：张雄张阳李小强郑毅曹保锋王宇吕伟涛李鹏国民核生化灾害防护国家重点实验室北京102205 中国气象科学研究院灾害天气国家重点实验室北京100081 国网电力科学研究院武汉南瑞有限责任公司武汉430074

本文报道了国内首个自然闪电高能辐射(Lightning Energetic Radiation,LER)多点观测结果.基于自主研发的雷暴高能辐射观测系统(Thunderstorm Energetic Radiation Observation System,TEROS),在2021年夏季观测期成功捕获3次自然LER事件,结合闪电定位、低频快电场变化、回击峰值电流等其他资料,对3次事件的高能辐射特征进行研究.分析发现:3次LER事件均于负地闪下行先导的最后阶段被探测到,是典型的X射线暴,且均具有MeV能量的单光子,最大能量超过2.2 MeV;伴随梯级先导出现的X射线暴持续时间为数百μs,伴随不规则直窜先导的X射线暴持续时间为数十μs,主要与先导发展速度有关;相应回击峰值电流最大的1次事件具有最高的单光子能量、最大的单位面积沉积总能量和最多的爆发过程数量,随着接近回击时刻,该事件还表现出与电场变化一致的增强趋势,表明先导头部电场是影响高能辐射产生的重要因素;随到达强度降低,高能辐射信号逐渐由束流模式向单光子模式转变,呈现出与地球伽马射线闪类似的现象学特征,更多乃至所有的爆发过程无法被探测到,高能辐射可能是闪电发展过程中的普遍现象.

关键词：闪电高能辐射自然闪电 X射线暴地球伽马射线闪闪电先导

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相干布居囚禁振荡与拉曼失谐的关系

物理学报 2024年第2期73卷 167-174页

作者：韩艳晨李昱东李维中国航空工业集团公司北京长城计量测试技术研究所计量与校准技术重点实验室北京100095

相干布居囚禁(CPT)振荡是一种基于CPT态而产生的瞬态振荡现象,与相干双色光频差和Λ型三能级结构原子基态能级间隔之间的拉曼失谐有关.本文采用锯齿波对微波信号进行频率调制,实现拉曼失谐均匀变化和阶跃变化.并通过建立频率调制速率和... 详细信息

相干布居囚禁(CPT)振荡是一种基于CPT态而产生的瞬态振荡现象,与相干双色光频差和Λ型三能级结构原子基态能级间隔之间的拉曼失谐有关.本文采用锯齿波对微波信号进行频率调制,实现拉曼失谐均匀变化和阶跃变化.并通过建立频率调制速率和拉曼失谐变化速率之间的关系,分析拉曼失谐变化速率和变化方式对CPT振荡的影响.结果表明,当拉曼失谐均匀变化时,激发CPT态原子产生振荡现象需要满足变化速率较快的条件,且激发产生的振荡呈现非谐波振荡行为.当拉曼失谐发生阶跃变化时,激发产生的CPT振荡为阻尼振荡且振荡频率与失谐量相等.利用锯齿波进行微波频率调制,进而实现对拉曼失谐的调制,实现CPT态的完全建立和CPT振荡的完全衰减过程,在弱磁场测量和原子钟领域具有较大的应用潜力.

关键词：相干布居囚禁瞬态振荡拉曼失谐阻尼振荡

碳纤维增强树脂基复合材料气瓶电磁超声在线监测方法及失效机制

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复合材料学报 2024年第4期41卷 1820-1829页

作者：孟凌霄石文泽卢超黄良凌建南昌航空大学、无损检测教育部重点实验室南昌330063 中科院声学研究所、声场声信息国家重点实验室北京100190 中国特种设备检测研究院、国家市场监管重点实验室(氢能储运装备安全) 北京100029 中材科技(成都)有限公司成都611435

氢能具有来源广泛、清洁无碳等优点,随着氢能源的广泛应用,氢能储运逐渐成为研究热点。目前,国家大力发展的碳纤维增强树脂基复合材料气瓶已被广泛应用于氢能储运领域,然而气瓶在使用和运输过程中,容易出现纤维断裂、划伤,严重影响使用... 详细信息

氢能具有来源广泛、清洁无碳等优点,随着氢能源的广泛应用,氢能储运逐渐成为研究热点。目前,国家大力发展的碳纤维增强树脂基复合材料气瓶已被广泛应用于氢能储运领域,然而气瓶在使用和运输过程中,容易出现纤维断裂、划伤,严重影响使用安全,故亟需发展碳纤维增强树脂基复合材料气瓶在线监测技术。针对复合材料气瓶的纤维断裂、划伤缺陷在长期、多次充放气过程中发生扩展的问题,采用电磁超声换能器(Electromagnetic acoustic transducer,EMAT)在线监测方法,并结合90TJ3-140 MPa水压疲劳系统,分别采用超声导波反射式和透射式方法,分析了纤维损伤对导波幅值的影响,并研究了含纤维损伤的气瓶在不同疲劳状态下的导波信号特征的变化规律。结果表明:纤维损伤会降低透射波幅值,且幅值减少量由纤维损伤程度决定;随着气瓶内压的增加,超声导波的声速和中心频率逐渐减小;长20 mm、宽0.5 mm和深1 mm的裂纹对应的缺陷波幅值呈先增大后减小的趋势,经过110 MPa、80次循环后,缺陷波幅值由19.33 mV减小至8.02 mV,声速减小了6.6%,中心频率从0.24 MHz减小至0.17 MHz,纤维完全分层;针对长20 mm、宽0.5 mm和深0.5 mm的裂纹,当气瓶内压由0 MPa增加至105 MPa时,直达波幅值由80.17 mV减小至20.08 mV,降低了75%;采用的电磁超声技术能够很好地解决碳纤维增强树脂基复合材料气瓶在线监测技术难题。

关键词：碳纤维增强树脂基复合材料高压气瓶电磁超声导波水压试验在线监测失效分析

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基于局部存储策略的声波全波形反演方法

地球物理学报 2024年第6期67卷 2388-2401页

作者：杨瀚张明坤孙鹏远李红辉陈汉明周辉油气资源与工程全国重点实验室 CNPC物探重点实验室中国石油大学(北京)北京102249 油气勘探计算机软件国家工程研究中心西城区新康街5号东方地球物理公司北京100088

全波形反演作为一种高精度地下速度模型建模方法,自提出以来就受到了地震勘探领域的广泛关注.然而在时间域全波形反演中梯度计算需要存储或恢复震源波场,这会导致存储大量数据或额外的震源波场重构计算,使得全波形反演的实用化受到波场... 详细信息

全波形反演作为一种高精度地下速度模型建模方法,自提出以来就受到了地震勘探领域的广泛关注.然而在时间域全波形反演中梯度计算需要存储或恢复震源波场,这会导致存储大量数据或额外的震源波场重构计算,使得全波形反演的实用化受到波场重构的制约.为此,本文提出了一种基于局部存储策略的声波全波形反演方法.依据奈奎斯特采样定理设置存储间隔,通过存储每个空间网格点有限时间区间内的有效波场来计算梯度,达到减少存储震源波场数据量、避免波场重构进而提升效率的目的.与其他方法相比,本方法无需波场重构且所需内存大小与正演模拟的差分精度和记录时长均无关.二维和三维推覆体模型合成数据的反演测试均表明:本方法能够在不重构波场的情况下保证反演结果的精度和信噪比,有效提高计算效率并显著降低对计算机内存的需求.

关键词：局部存储策略全波形反演速度模型建模奈奎斯特采样提高计算效率

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压接型IGBT器件短路失效管壳爆炸特性及防护方法

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中国电机工程学报 2024年第6期44卷 2350-2361,I0023页

作者：周扬唐新灵王亮张晓伟代安琪林仲康金锐魏晓光先进输电技术国家重点实验室(北京智慧能源研究院) 北京市昌平区102209 爆炸科学与技术国家重点实验室(北京理工大学) 北京市海淀区100081

压接型绝缘栅双极性晶体管(insulated gate bipolar transistor,IGBT)作为现有柔性直流输电设备的核心部件,在实际应用中,由于承受高电压、大电流的工作环境,容易发生短路过流失效,进而造成的结构爆炸现象。为研究这一爆炸现象的破坏效... 详细信息

压接型绝缘栅双极性晶体管(insulated gate bipolar transistor,IGBT)作为现有柔性直流输电设备的核心部件,在实际应用中,由于承受高电压、大电流的工作环境,容易发生短路过流失效,进而造成的结构爆炸现象。为研究这一爆炸现象的破坏效应及其防护,该文结合多组模拟模块化多电平工况实验,得到IGBT器件短路过流失效爆炸后外壳结构的变形特征。结合电气能量特性的分析和实际爆炸失效形貌特点,建立该IGBT器件结构的数值仿真模型,初步确定实际爆炸过程中的等效TNT爆炸当量。在此基础上,从提高结构自身抗爆能力、增加能量外泄通道、替换结构材料等角度开展IGBT器件的结构优化设计,并进行相关试验验证。结果表明,将管壳的陶瓷材料替换为纤维增强复合材料可有效提高结构的防爆性能,降低器件的破坏程度。

关键词：压接型绝缘栅双极性晶体管器件短路失效爆炸特性防爆仿真

超晶格插入层对InGaN/GaN多量子阱的应变调制作用

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物理学报 2024年第7期73卷 292-299页

作者：曹文彧张雅婷魏彦锋朱丽娟徐可颜家圣周书星胡晓东湖北文理学院物理与电子工程学院低维光电材料与器件湖北省重点实验室襄阳441053 湖北台基半导体股份有限公司大功率半导体技术湖北省重点实验室襄阳441021 武汉大学电子制造与封装集成湖北省重点实验室武汉430072 北京大学物理学院人工微结构和介观物理国家重点实验室北京100871

在InGaN/GaN异质结构量子阱内存在巨大的压电极化场,这严重地削弱了量子阱的发光效率.为了减弱量子阱内的压电极化场,通常引入应变调制插入层提升器件的发光性能.为了研究InGaN/GaN超晶格的应变调制效果和机理,实验设计制备了具有n型InG... 详细信息

在InGaN/GaN异质结构量子阱内存在巨大的压电极化场,这严重地削弱了量子阱的发光效率.为了减弱量子阱内的压电极化场,通常引入应变调制插入层提升器件的发光性能.为了研究InGaN/GaN超晶格的应变调制效果和机理,实验设计制备了具有n型InGaN/GaN超晶格插入层的外延结构及其对照样品.变温光致发光谱测试表明引入n型InGaN/GaN超晶格插入层的样品发光波长更短且内量子效率提升,相应的电致发光谱积分强度也显著增加且半宽减小,说明引入超晶格应变插入层可以在一定程度上抑制影响发光效率的量子限制Stark效应.理论计算结果表明:在生长有源区量子阱前引入超晶格应变层,可以削弱有源区量子阱内极化内建电场,减弱有源区量子阱能带倾斜,增加电子空穴波函数交叠,提高发射几率,缩短辐射复合寿命,有利于辐射复合与非辐射复合的竞争,实现更高的复合效率,从而提高发光强度.本文从实验和理论两方面验证了超晶格应变调制插入层可以有效改善器件性能,为器件的结构设计优化指明方向.

关键词： GaN 多量子阱超晶格应变调制