国网江苏省电力有限公司建设分公司 项目管理中心,南京 210000
气体绝缘开关设备（GIS）在国家电网变电站建设领域应用广泛,通常在GIS设备投产之前需要做绝缘耐压试验,以对现场故障设备进行定位。为了进行更快速有效的定位,针对实际应用环境,利用分布式声传感系统（DAS）和相位敏感光时域反射仪,通过光纤自身的反向瑞利散射信号,进行多波长多路径调制解调,由光纤实时监测GIS管道的不同位置的振动信号,减少测试盲点。结果表明,所研制的DAS系统能够实现对GIS故障设备进行实时快速准确的定位,定位精度可达到3 m内。该研究对于GIS现场故障的及时排除和维修处理,保障电力设备安全运行具有较好的参考价值。
传感器技术 光纤分布式声传感系统 气体绝缘开关设备 耐压测试 sensor technique optical fiber distributed acoustic sensing system gas insulated switchgear withstand voltage test
1 苏州科技大学电子与信息工程学院，江苏 苏州 215009
2 苏州科技大学物理科学与技术学院，江苏 苏州 215009
为了更为深入地研究各种因素对流光溢彩感知效果的影响，构建了一套基于LED光分布模型的流光溢彩光效模拟系统。测试对比结果表明，模拟系统可以准确地模拟真实流光溢彩的光分布和色彩融合效果。基于该模拟系统设计和完成了一系列视觉感知实验，以研究各因素对流光溢彩系统光效感知的影响。视觉感知实验结果表明，LED光强大小及其分布范围相关影响因素对流光溢彩整体光效的视觉体验具有显著性（p<0.01）影响，而其他因素包括LED层数、LED分组方法及相关显示内容选择宽度对流光溢彩光效感知并无显著（p>0.05）影响。所提出的模拟系统及初步研究结果可以为实际电视流光溢彩系统的设计和生产提供理论参考。
视觉光学 流光溢彩 模拟系统 LED光分布 沉浸式观看体验 光学学报
2022, 42(21): 2133001
光学 精密工程
2022, 30(14): 1716
华中光电技术研究所-武汉光电国家研究中心, 湖北 武汉 430223
地面战场上目标检测是精准跟踪以及准确打击的前提, 在现代无人化陆战中起着至关重要的作用。传统的图像检测方法受到光照, 天气等条件制约, 利用激光雷达技术进行3D目标检测能够显著改善车体的感知能力。针对应用于陆战无人车的检测任务, 提出了一种基于卷积神经网络的3D点云检测算法, 通过优化VoxelNet的体素化和特征融合模块设计了一组端对端的高效网络, 并改进了一种基于距离的非极大值抑制策略。实验表明原始VoxelNet在自建数据集上车辆目标AP值为78.53%, 而改进后的网络性能达84.11%, 对未来**领域的三维目标检测任务具有参考价值。
无人驾驶 激光雷达 点云 目标检测 深度学习 self-driving lidar point cloud object detection deep learning
1 清华大学 粒子技术与辐射成像教育部重点实验室, 北京 100084
2 西北核技术研究所 强脉冲辐射环境模拟与效应国家重点实验室,西安 710024
3 西安交通大学 电力设备电气绝缘国家重点实验室, 西安 710049
研究了一种自触发紫外预电离开关击穿时延抖动特性的影响因素，结果表明：触发间隙电容放电阶段起预电离作用时，预电离注入时刻开关电场是开关时延抖动的决定性因素，提高工作系数和采用逸出功更低的电极材料对降低开关在脉冲峰值附近击穿时的时延抖动效果有限。提出的改进方法为：减小开关均压电阻阻值，显著延长触发间隙的有效燃弧时间，消除预电离注入时间及抖动的影响。采用改进方法时可以使开关在工作电压300～800 kV、前沿100 ns、180 ns的脉冲峰值附近击穿时的时延抖动分别小于1.3 ns、2.8 ns。
气体开关 预电离 自触发 脉冲击穿时延 抖动 gas switch pre-ionization self-triggering pulsed breakdown time delay jitter 强激光与粒子束
2022, 34(7): 075010
1 沈阳师范大学化学化工学院, 辽宁 沈阳 110034
2 沈阳师范大学物理科学与技术学院, 辽宁 沈阳 110034
离子液体具有熔点低、 可忽略的蒸气压、 电化学窗口宽、 热稳定性高和良好的导电性等独特性能, 引起了化学工业和相关领域的广泛关注。 离子液体具有低蒸气压, 不会造成空气污染, 但这并不意味着它们对环境完全无害。 大多数离子液体易溶于水, 可能会因为意外泄漏或通过污水进入水生环境。 常用离子液体[BMIM][PF6]和[BMIM][BF4]的水溶液中, 很容易形成氢氟酸, 磷酸, 具有一定的腐蚀性。 将离子液体列为绿色溶剂, 也需要提供其关于代谢和降解的毒性、 生态毒性研究数据, 或者其对环境影响的数据, 离子液体在不同溶剂中的检测方法是非常重要的。 离子液体的光谱分析法用量较少、 方法简单、 结果准确。 离子液体和许多有机溶剂互溶, 可形成均一、 稳定的溶液。 荧光检测法具有灵敏度高, 选择性好, 线性范围宽和受外界干扰少等优点。 本工作研究了醋酸N-正辛基吡啶(OP-OAc)离子液体在水、 乙醇、 乙腈、 乙酸等4种溶剂中的荧光光谱。 研究结果表明, OP-OAc离子液体在不同溶剂中的荧光强度: I乙酸>I乙腈>I乙醇>I水; 最大发射波长的大小顺序: λem, 水>λem, 乙醇>λem, 乙腈>λem, 乙酸; 它们的最大发射波长相对于激发波长发生红移; 水中OP-OAc的荧光强度与浓度存在较高的相关性; 当加入的甲醇、 乙醇、 乙腈溶剂不断增加时, OP-OAc离子液体的荧光强度增加, 溶剂与水的比例为8:2时, OP-OAc离子液体的荧光强度最强, 溶剂的比例超过80%时, 荧光强度突然降低; 水中OP-OAc离子液体在pH 10时, 荧光强度最高, 在pH 14时, 荧光强度最低。
醋酸氮正丁基吡啶离子液体 荧光强度 荧光光谱 OP-OAc ionic liquid pH Fluorescence intensity Fluorescence spectra pH
1 北京林业大学城市林业研究中心, 北京林业大学省部共建森林培育与保护教育部重点实验室, 干旱半干旱地区森林培育和生态系统研究国家林业和草原局重点实验室, 北京 100083
2 中国林业科学研究院热带林业研究所, 广东 广州 510520
3 广西大学林学院, 广西 南宁 530005
城市绿化植物叶片具有滞留、 固定大气粉尘颗粒物的重要作用。 大叶黄杨是北京市种植面积最大的常绿阔叶景观灌木树种, 在冬季承担着主要的粉尘颗粒物滞留的作用。 由于城市生态系统作为人类活动最频繁剧烈的区域之一, 其环境极为复杂。 以往的研究主要以随机、 分散的城市环境作为采样点。 而植物功能性状在长期的生长发育、 繁殖和进化过程中对环境变化具有敏感的响应和可塑性, 往往在内部或表型结构表现出一定的生态权衡策略。 在叶片滞尘量与光谱特征关系的实际研究过程中, 往往忽略了植物在不同生境中的水分、 土壤、 光照及养护模式的重要影响, 导致对其光谱的响应解释不清。 基于路面粉尘扩散的规律, 根据植物种植位置与路面距离划分高、 中、 低的粉尘浓度环境, 以避免因光照、 水分、 养分、 土壤等因素的干扰。 结合植物功能性状特征, 探讨大叶黄杨在不同粉尘浓度的影响下, 其叶面光谱及其叶功能性状的响应机制及其权衡策略, 分析了其高光谱参数与叶面降尘量间的相关关系, 并建立滞尘量预测模型, 旨在为城市环境中利用高光谱检测植被生长提供重要参考。 结果表明: (1) 粉尘污染的环境中, 大叶黄杨普遍呈现出比叶面积低、 叶绿素含量低、 叶干物质含量高、 叶厚度大的性状组合, 体现了植物叶片在结构构建投资与回报之间的权衡策略, 也充分说明了植物为了适应城市环境污染的生境特征所造成的不良胁迫, 而对自身功能性状进行调整。 (2) 从可见光到近红外波段(350~2 500 nm)范围内, 共出现了4个明显的反射峰和4个主要的吸收谷。 350~1 870 nm区间, 光谱反射率总体上与叶面降尘量呈负向相关, 由此可以看出随着叶面降尘量的增多, 其光谱反射率则随之减小。 然而, 在1 870~2 500 nm波段对叶面降尘量的变化比较复杂且无明显规律性。 (3) 700~1 410和1 470~1 830 nm波段是光谱对叶面降尘量的响应最敏感的波段。 在680~780 nm区间出现了“红边效应”。 在750~1 350 nm区间出现了一个较高的反射平台, 这可能是由于叶片水分对该波段具有较强的吸收性。 (4) 红边斜率、 蓝边斜率、 黄边斜率、 黄边位置对叶面降尘的干扰十分敏感, 但红边位置、 蓝边位置对其响应不明显。 结合叶功能性状的权衡策略可知, 由于大叶黄杨在长期的粉尘污染环境影响下, 形成了特殊的适应机制, 叶面降尘对红边位置和蓝边位置影响不敏感, 表现出了较强的抗干扰能力。 红边斜率和蓝边斜率对叶面降尘的响应呈负向相关, 而黄边斜率对叶面降尘量的响应则呈正向相关。 同时, 随着叶面降尘量的增加, 黄边位置发生了明显的“左移”现象。 (5) 以叶面水含量指数、 叶绿素指数、 红边指数、 归一化指数、 简单比值指数、 光合反射指数光谱参数作为自变量, 以大叶黄杨的叶面降尘量作为因变量进行回归拟合, 分别建立线性、 二次多项式和对数形式的叶面降尘量预测模型。 所有的模型中, 以叶面水含量指数建立的二次多项式预测模型对叶面降尘量具有较高的预测精度(y=-1.112 3x2+0.543 9x+0.991 1, R2=0.828 9, RMSE=0.122)。
叶面降尘 叶功能性状 高光谱 大叶黄杨 回归模型 Dust retention Leaf functional traits Hyperspectral Euonymus japonicus Regression model 光谱学与光谱分析
2020, 40(5): 1620
华东交通大学机电与车辆工程学院, 江西 南昌 330013
针对机车自动化打磨系统对位不精准、打磨厚度不均匀的问题,提出了一种基于激光扫描技术的打磨工具中轴线对位打磨点法线方向的算法。首先,计算线激光传感器扫描获取的待打磨件三维模型法向量,并将6种获取法线的算法进行对比,用效果最优的算法计算模型上各点的法线坐标;然后,通过手眼标定使法线坐标与打磨工具中轴线坐标可相互转换,并利用离线编程使两者实现精准对位;最后,建立打磨模型,计算理想的打磨厚度,测量精准对位和未精准对位的打磨厚度。实验结果表明,与未精准对位的算法相比,本算法能很好地解决打磨厚度不均匀的问题,且打磨结果与理想效果接近。
激光技术 自动化打磨 精准对位 法线识别 打磨厚度 激光与光电子学进展
2020, 57(23): 232202
强激光与粒子束
2020, 32(8): 084001
