国家自然科学基金(50976024)
- 作品数：26 被引量：68H指数：6
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- 相关机构：东南大学江苏大学上海交通大学更多>>
- 发文基金：国家自然科学基金国家重点基础研究发展计划国家重大科学仪器设备开发专项更多>>
- 相关领域：理学机械工程动力工程及工程热物理自动化与计算机技术更多>>
- 复杂环境下基于深度神经网络的摄像机标定被引量：10
- 2019年
- 提出一种基于深度神经网络的摄像机标定方法,实现了复杂环境下平面区域内的灵活、高精度标定。无需进行数据特征提取或分类,仅通过优化网络结构、超参数与训练算法,深度神经网络便能得到快速有效的训练。实验结果表明,相较于张正友标定法与浅层神经网络标定法,该方法在大范围、多拍摄角度和高畸变条件下均能达到更高的标定精度,镜头存在高畸变时,633mm×763mm标定范围内的平均标定误差仅为0.1471mm。
- 向鹏周宾祝仰坤贺文凯岳晓庚陶依贝
- 关键词：机器视觉摄像机标定
- 基于波长调制光谱技术的免标定单线测量法被引量：7
- 2017年
- 可调谐二极管激光吸收光谱技术一般采用双线法同时测量气体的温度和物质的量分数。然而在频分和时分复用这两种方式下,双线法易存在频率串扰和降低时间分辨率等问题,在实际应用中有一定的局限性。针对此问题,提出了基于波长调制光谱技术的免标定单线测量法,只用一条吸收谱线即可实现对气体温度和物质的量分数的同时测量。以燃烧过程中的主要产物CO_2为目标气体,选择中心频率为5007.787cm-1的吸收谱线R(50)进行实验验证。从扣除背景的峰值归一化二次谐波信号的线型中提取温度信息,再利用扣除背景的一次谐波归一化二次谐波信号提取CO_2的物质的量分数。实验结果表明,免标定单线法与热电偶测量的温度最大相对偏差小于2.5%,物质的量分数的最大相对偏差小于2.8%。验证了用免标定单线测量法同时测量CO_2的温度和物质的量分数是可行的。
- 熊涌泉周宾王一红王浩汪步斌程禾尧王式民
- 关键词：光谱学单线法波长调制温度
- 基于二次-四次谐波联用的免标定波长调制激光吸收光谱方法被引量：1
- 2023年
- 可调谐激光二极管吸收光谱(TDLAS)技术因其高灵敏度、高选择性和快速响应的特点,被广泛应用于痕量气体的检测与燃烧诊断研究。基于谐波检测的波长调制光谱(WMS)方法具有高信噪比的优势,是最常用的TDLAS气体传感方法之一。近年来,为了扩展WMS方法的适用范围,减小光谱参数标定误差,针对WMS方法免标定策略的研究逐渐成为热点。传统的免标定WMS方法一般需要根据光谱数据库并结合激光调制参数进行复杂的吸收光谱模拟,对先验光谱参数的准确度和硬件参数提出了很高的要求。针对以上问题,提出了一种基于二次-四次谐波联用的免标定波长调制激光吸收光谱方法,可以实现气体参数的快速、精确测量。与传统免标定WMS方法相比,新方法有以下特点和优势:(1)新方法基于Voigt线型导出,可以适应于任意展宽条件下的测量;(2)新方法只需要利用二次谐波和四次谐波中心峰高参数的代数计算即可获得吸收谱线展宽、积分吸收面积等关键光谱参数,进而实现浓度、温度等气体参数的测量;(3)新方法不需要进行运算量较大的谐波拟合以及高次谐波计算,降低了对硬件系统的要求;(4)因为不需要扫描完整的吸收谱线形状,解决了传统方法在高温高压下由于吸收谱线展宽变大而导致的谐波信号不完整问题;(5)新方法只需要利用光谱数据库中的吸收谱线强度和低状态能量等光谱参数,而不需要利用自展宽系数、温度指数、其他组分碰撞展宽系数等先验参数,降低了对光谱数据库的依赖性。为了验证新方法的可行性,在实验室环境搭建WMS测量系统,选择CH_(4)分子在6046.95 cm^(-1)附近的吸收谱线,并利用二次与四次谐波峰值进行室温下CH_(4)摩尔分数的测量实验。实验结果表明,在20 cm吸收光程长下,CH_(4)摩尔分数测量的相对误差为1.19%,系统的探测极限为4.28×10^(-6)。
- 王一红周宾赵荣汪步斌
- 关键词：波长调制谐波检测甲烷检测
- 基于三角波调制的免标定气体浓度测量方法研究被引量：5
- 2017年
- 可调谐二极管激光吸收光谱技术中的波长调制方法具有适应恶劣环境以及灵敏度高等特点,在气体浓度测量方面得到了广泛应用。与常用的正弦波调制相比,三角波调制方式具有更高的灵敏度,但一般采用标定的方法来实现气体浓度的测量。提出了基于三角波调制的免标定波长调制方法,建立了分布反馈激光器在三角波调制下的频率响应模型。实验结果表明,使用所提频率响应关系式可使标准具信号拟合结果的相对残差小于0.4%,一次谐波归一化二次谐波信号拟合结果的相对残差小于1.2%,证明了该模型的可行性;实现了基于三角波调制的CH4气体浓度的免标定测量。
- 汪步斌周宾王浩熊涌泉王一红祝仰坤王式民
- 关键词：光谱学三角波波长调制气体浓度
- 撞击流中颗粒碰撞传热理论模型研究被引量：1
- 2012年
- 建立了考虑颗粒接触面导热的颗粒碰撞传热模型,相应完善了气固两相撞击流理论模型,并对不同条件的撞击流干燥过程进行了模拟。计算结果与实验结果非常吻合,从而验证了所建模型的正确性。本文还分析了颗粒碰撞传热、加料方式以及喷嘴间距对撞击流干燥性能的影响规律。结果表明:在本文所涉及的撞击流干燥过程中,颗粒碰撞传热对干燥性能的影响并不明显;单边加料时颗粒物料的降水幅度及撞击流装置的干燥强度都明显大于双边加料的工况;喷嘴间距较大时,物料的降水幅度及装置的干燥强度均较大。
- 杜敏郝英立张涛周宾郭宏伟
- 关键词：撞击流
- 基于二次谐波峰高-峰宽特征的免标定波长调制光谱方法
- 2022年
- 提出一种基于二次谐波峰高-峰宽特征的免标定波长调制光谱方法,并给出任意调制系数下,考虑Voigt线型的光谱吸收率二次谐波峰高-峰宽解析表达式。与传统的谐波波形拟合方法相比,所提方法只需要进行一次滤波处理,对计算资源要求更低;不需要利用HITRAN 2020数据库中的碰撞加宽系数、温度依赖指数等光谱参数,理论上更加适用于复杂气体组分下的测量。在实验室搭建WMS测量系统开展室温下CH_(4)摩尔分数的测量实验,实验结果表明,在20 cm光程下,当CH_(4)摩尔分数大于2.08×10^(-3)时,所提方法的测量相对偏差小于2%。
- 王一红周宾赵荣汪步斌
- 关键词：光谱学吸收光谱波长调制甲烷检测
- 基于高频参考光的频分复用技术实现强干扰下的气体浓度测量被引量：1
- 2020年
- 在利用激光吸收光谱技术测量气体参数时,复杂环境中存在的强干扰会对提取到的探测光强的谐波信号产生较大影响,导致气体参数检测不准确。为此,提出了一种基于高频参考光的频分复用技术。该技术利用高频参考信号实现了对干扰信号的提取与探测光强的修正,进而准确地提取到了探测光强的谐波信号,提高了气体参数测量的准确性,拓展了光谱吸收法的应用范围。通过数值仿真及搭建甲烷浓度实验系统,验证了所提方法具有高频干扰抑制效果好、气体参数测量准确性高的特点。
- 连久翔周宾王一红李剑
- 关键词：光谱学吸收光谱频分复用强干扰
- 激光吸收光谱技术噪声响应特性数值模拟研究被引量：1
- 2022年
- 在波长调制激光吸收光谱(WMS)技术的测量过程中,测量系统不可避免地会受到电路硬件噪声、机械振动噪声、环境噪声等干扰因素的影响。以CH在6046.95 cm^(-1)附近的吸收谱线为例,通过数值仿真方法定量研究了WMS技术的噪声响应特性。对不同信噪比下采用FFT滤波方法提取的归一化二次谐波信号的峰值变化进行了比较分析,在此基础上就二次谐波峰值变化的标准差和相对误差与信号信噪比之间的关系进行建模,得到了二者与信噪比之间的近似表达式,拟合R^(2)值分别为0.99957、0.99352。研究结果表明,通过数据平均的方式无法从根本上消除噪声对WMS测量准确度的影响,所建立的数学模型为噪声影响下的WMS测量结果的修正提供了思路。
- 段拼搏王一红周宾赵荣庄欠瑶
- 关键词：波长调制噪声二次谐波
- 气固两相撞击流强化传热传质机理研究被引量：1
- 2013年
- 气固两相撞击流是强化气固相间传递过程的有效手段之一。在自行设计的撞击流实验装置上,以固体颗粒的干燥实验为手段,基于撞击流内的温度变化规律研究了撞击流对传热传质过程的强化机理,并分析了加料方式和喷嘴间距对传热传质过程的影响规律。结果显示,高度湍动的撞击区对热质传递过程有明显的强化作用;撞击流中颗粒向反向气流中的渗透和振荡运动进一步强化了撞击流中的传热传质过程;在相同加料速率条件下,单喷嘴加料与双喷嘴加料对传热传质总体效果(干燥性能)的影响并不明显,喷嘴间距的增大有利于撞击流内热质传递过程的进行。
- 杜敏周宾
- 关键词：传热传质温差加料方式
- 气固同轴撞击流干燥试验研究被引量：9
- 2011年
- 撞击流干燥(Impinging Stream Drying,ISD)技术是强化相间传热传质和加快颗粒干燥过程的有效方法。通过在自行设计的同轴水平撞击流试验装置上对物料进行的一系列干燥试验,验证了空气温度、颗粒喂料速率、颗粒预热温度等操作参数和撞击距离、撞击室容积等结构参数对干燥性能的影响,获得了同轴撞击流干燥的一般规律,为撞击流在干燥等工业上实际应用提供了试验依据。
- 张涛杜敏周宾沈来宏郝英立
- 关键词：气固两相流撞击流
