1 西安交通大学人居环境与建筑工程学院, 西安 710049
2 安徽中铁工程材料科技有限公司, 合肥 230041
3 西安交通大学化学工程与技术学院, 西安 710049
4 中南大学土木工程学院, 长沙 410083
水泥基材料具有高度的亲水性, 服役环境中的侵蚀性物质往往通过水的传输渗透到水泥基材料中, 从而导致钢筋腐蚀、混凝土碳化等耐久性问题。本工作利用具有疏水性的微生物菌体提高水泥基材料的疏水性能。研究发现熊蜂生假丝酵母和球形芽孢杆菌掺入砂浆后均可提高砂浆的疏水性能, 接触角可分别提升至122.7°和112.1°, 水滴在砂浆断裂面的扩散速率和吸收速率显著减缓, 毛细吸水最高下降39%左右。通过对内部微结构的分析初步得出菌体通过粗糙结构的构造及自身疏水性的共同作用提升了砂浆基体的疏水性能。虽然加入菌体后砂浆的流动性能和疏水性能得到提升, 然而力学性能显著下降, 这也为后续使用微生物菌体作为水泥基材料疏水剂提出新的挑战。
菌体 接触角 毛细吸水率 流动度 孔结构 microorganisms pellets contact angle capillary water absorption flowability pore properties
伴随巡飞弹这一新型**系统的快速发展，巡飞弹载光电载荷设计过程中关于小型化、轻量化、抗过载等多种要求的设计矛盾日益突出。为解决巡飞弹载光电系统小型化轻量化前提下的高效承载问题，建立了一种基于拓扑优化的巡飞弹载光电关键结构设计方法。该方法以结构低阶模态频率和过载工况下的结构柔顺度为设计约束，以质量最小为目标，建立了基于变密度法的拓扑优化设计模型，进而利用Altair HyperWorks软件求解得到关键结构的拓扑布局方案，之后综合弹载光电系统功能要求和零件加工工艺等要求，利用UG软件对拓扑优化结果进行几何模型重构并开展校核分析，最终完成关键结构的优化设计方案。在应用算例中，首先对某巡飞弹载光电关键结构零件光具座的经验设计方案进行了分析，然后利用该拓扑优化设计方法，在主要力学性能保持不变甚至部分性能有所提升的前提下，将该光具座结构成功减重22.4%，有效提高了该巡飞弹载光电系统的轻量化水平和结构承载效能，满足了系统设计要求，同时也表明了该优化设计方法的有效性和实用性,具有良好的推广性。
拓扑优化 巡飞弹 光电系统 光具座 topology optimization loitering munition electro-optic systems optical bench 红外与激光工程
2023, 52(5): 20220767
燕山大学 电气工程学院 河北省测试计量技术及仪器重点实验室，河北秦皇岛066004
为克服单一卫星传感器成像的不足，提出了基于密集连接网络的合成孔径雷达（SAR）与多光谱影像的融合算法。首先分别对SAR影像与多光谱影像进行预处理，使用双三次插值法重采样到同一空间分辨率下，然后使用密集连接网络来分别提取影像的特征图，并采用区域能量最大的融合策略将深度特征进行融合，将融合图像输入到预训练的解码器中进行重构，获得最终融合影像。实验采用哨兵1号SAR影像、Landsat-8影像和高分1号卫星影像进行验证，并与基于成分替换、基于多尺度分解和基于卷积神经网络的代表性方法进行对比试验。实验结果表明，基于密集连接网络的融合算法在多尺度结构相似度指标上的精度高达0.930 7，在其他多种评价指标上也都优于其他融合算法，SAR影像的细节信息和多光谱影像的光谱信息得到很好的保留。
合成孔径雷达 图像融合 密集连接网络 多光谱 synthetic aperture radar image fusion densely connected network multispectral
1 江苏科技大学, 江苏 镇江 212003
2 中船重工集团第七二三研究所, 江苏 扬州 225101
在当今电子战中, 有源拖曳式诱饵能够在跟踪雷达的半功率波束内捕获其跟踪分辨单元, 并将跟踪门从目标转移到诱饵上来。针对这一问题, 雷达抗干扰中迫切需要一种在诱饵干扰下仍能正确识别目标的技术。在此状态下正确识别目标的前提是先要将目标与有源拖曳式诱饵分离。考虑到逻辑回归是基于线性回归的二分类器, 因此利用逻辑回归概率模型, 并以蒙特卡罗马尔可夫链(MCMC)为载体形成一种融合贝叶斯模型, 能够达到很好的目标与诱饵分离效果。
雷达目标识别 抗干扰 有源拖曳式诱饵 蒙特卡罗马尔可夫链 贝叶斯模型 radar target recognition anti-interference towed radar active decoy MCMC Bayesian model
燕山大学河北省测试计量技术与仪器重点实验室, 河北 秦皇岛 066004
多环芳烃(PAHs)作为一种芳香族化合物, 普遍存在于人们的生产生活中, 它具有强烈的致癌性, 威胁着人们的生命和健康。 所以, 对多环芳烃实施简洁、 高效、 精确的检测方法很有必要。 根据常见的多环芳烃类型, 选取多环芳烃萘(NAP)、 芴(FLU)、 苊(ANA)的固体粉末状物质作为实验样本。 取NAP, FLU和ANA粉末各1 g溶于少量的甲醇(光谱级)溶液, 然后转移到100 mL的去离子水溶液中, 配置PAHs标准溶液。 采用FS920荧光光谱仪, 实验中为避免荧光光谱仪本身产生的瑞利散射影响, 设置起始的发射波长滞后激发波长10 nm。 以标准溶液为基准, 获取ANA, NAP和FLU单质的水溶液的荧光光谱图。 在标准溶液的基础上, 配置0.1 mg·mL-1的单质水溶液, 然后将ANA与NAP, FLU分别取不同的体积相互混合形成两种混合溶液, 各自形成16种不同浓度比例的混合溶液, 再取不同体积的三种溶液相互混合, 摇匀震荡, 最后一共形成48种不同体积比例的混合溶液。 最后将实验数据输入Matlab中得到苊萘、 苊芴、 苊芴萘混合溶液的荧光光谱, 发现混合溶液的激发波长在260~320 nm、 发射波长300~380 nm波长范围内, 最佳发射波长的位置相似, 荧光峰对应的激发波长有大部分重叠。 针对荧光光谱不能直接辨别混合物的种类的不足, 将基于遗传算法(GA)优化的支持向量机(SVM)应用于多环芳烃混合物种类的检测中, 将数据随机打乱, 并且将遗传算法的终止进化代数设为200、 训练数据和预测数据分别为36个和12个, 得到训练结果的准确率为95.42%。 将实验结果对比分析普通支持向量机和BP神经网络, 结果表明, 基于遗传算法优化的支持向量机分类误差较小, 能比较准确的分辨混合物的种类。
三维荧光光谱 遗传算法 支持向量机 多环芳烃 Three-dimensional fluorescence spectroscopy Genetic algorithnm Support vector machine Polycyclic aromatic hydrocarbons (PAHs) 光谱学与光谱分析
2020, 40(4): 1149
长春理工大学 电子信息工程学院, 吉林 长春 130022
人脸对齐是人脸识别系统中的一个核心部分, 定位的准确性和定位速度直接影响到人脸识别的效果。人脸图像存在不同姿态、不同表情、不同光照条件等因素的影响, 真实场景下的人脸对齐成为一个难题。本文提出了一种基于SURF特征的栈式自编码网络人脸对齐方法, 首先通过粗糙定位网络找到近似人脸特征点, 并提取局部的SURF特征, 输入到局部细化网络, 通过级联结构, 进一步精确化人脸特征点的具体位置。最后, 在人脸数据集AFLW和HELEN上与近几年的对齐方法进行对比实验, 平均错误率8.80%, i5四核CPU, 2.3 Hz主频硬件平台下计算时间76 ms。我们的人脸对齐方法在真实场景下(包括单人和多人)具有较好的鲁棒性, 可以实现准确定位。
SURF特征 人脸对齐 自编码器网络 SURF feature face alignment auto-encoder network
西安工业大学 光电工程学院,陕西 西安710021
提出了一种基于激光差分探测技术的悬浮物质量浓度测量方法,用于测量烟雾、粉尘等空气悬浮颗粒的含量。利用悬浮颗粒对光的散射,可以在不影响悬浮物颗粒特性的前提下,对其实现实时在线监测。另外，借助于参考光与测试光的直接差分放大,可以消除激光能量起伏以及其他扰动对测量的干扰。通过对激光在悬浮物颗粒中传播时衰减原理的研究,获取悬浮物颗粒质量浓度与光强衰减的关系,搭建了一套激光差分探测悬浮物质量浓度的实验系统,进行烟雾质量浓度的实际测量,验证了该测量方法的可行性。
悬浮物 差分探测 光散射 suspended matter difference detection light scattering
中国科学院 西安光学精密机械研究所, 陕西 西安 710119
由于采用圆感应同步器的光电转台系统的精度取决于圆感应同步器的角位置测量精度,故对圆感应同步器的系统误差进行了研究.分析了圆感应同步器系统误差的产生机理;使用相关的实验装置对圆感应同步器的系统误差进行了动态的定量测量;最后,结合数据处理和误差机理,确立了圆感应同步器的动态误差模型,并结合误差模型对圆感应同步器的输出信号进行补偿.对补偿方法进行了实验验证,结果显示:实验中使用的720极12位圆感应同步器的动态角度测量精度由补偿前的11.25″提高到了1.17″,角速度估计精度由修正前的0.72(°)/s提高到了0.09(°)/s.这些结果表明提出的动态误差补偿方法能够显著提高圆感应同步器的动态测量精度,满足光电转台指向控制系统的精度要求.
圆感应同步器 角位置误差 角速度 系统误差 rotary inductosyn angle error angular velocity systematic error
1 安徽江淮汽车股份有限公司, 安徽 合肥 230000
2 华中科技大学材料学院, 湖北 武汉 430074
3 武汉法利莱切割系统工程有限责任公司, 湖北 武汉 430205
介绍了镀锌钢板激光填丝搭接焊接的方法及设备, 对1.0 mm镀锌钢发现板与0.7 mm普板的搭接接头进行光纤激光填丝焊接。研究了不同焊接参数下焊缝的外观形貌、焊缝宏观截面以及显微组织。发现在合适的工艺条件以及参数下能获得美观的焊缝接头。焊缝显微组织主要为铁素体、珠光体以及贝氏体, 填丝焊热影响区比单激光自熔焊要大, 其主要组织为粗大铁素体。实验结果显示随着激光功率的增大焊缝熔深熔宽均增大, 随着光斑远离焦距位置, 焊缝熔宽增大, 熔深略减小。随着焊接速度的增大, 焊缝熔深减小, 熔宽也呈减小趋势。
激光填丝焊 搭接 焊缝形貌 工艺参数 laser welding with filler wire lap weld morphology process parameter
1 中国科学院 西安光学精密机械研究所, 陕西 西安 710119
2 中国科学院大学, 北京 100039
3 西安应用光学研究所, 陕西 西安 710065
研制了空间光电跟踪系统的输出力矩(角动量)和动量自补偿的平衡轮,用于降低光电跟踪系统运动对卫星平台姿态的影响。根据光电跟踪系统对目标捕获和跟踪成像的指标要求, 针对其频繁启动、速度和加速度变化范围大、速度频繁过零等区别于卫星姿态控制用平衡轮的特点, 基于角动量平衡原理设计了一种平衡轮。通过有限元法完成了平衡轮的模态分析和结构优化, 建立了包含平衡轮的光电跟踪系统的机电动力学数学模型, 利用Matlab/Simulink对光电跟踪系统的方位轴系进行了模型的仿真计算。为验证其可行性, 研制了一套平衡轮原理样机, 提出了基于单轴气浮平台的平衡轮性能测试方法, 并完成了模拟方位轴系的残余角动量检测。仿真和试验结果显示, 平衡轮的使用将光电跟踪系统对平台的残余角动量输出减小了96%, 表明所设计的平衡轮结构和控制系统合理可行, 能够满足空间应用的需求。
卫星姿态 光电跟踪转台 动量平衡 平衡轮 气浮台 satellite attitude optoelectronic tracking gimbal momentum balance balance wheel air bearing table
