1 中南大学土木工程学院，长沙 410075高速铁路建造技术国家工程研究中心，长沙 410075
2 山东中建城市发展有限公司，济南 250014
3 东南沿海铁路福建有限责任公司，福州 350013
4 中国铁路南昌局集团有限公司，南昌 330002
盐雾湿润-干燥循环作用下，处于潮汐区、浪溅区、大气区等近海地区的海工混凝土耐久性加速劣化，内部钢筋锈蚀风险增高。考虑配合比、干湿比和暴露时间等参数影响，基于盐雾湿润-干燥循环试验，结合分层磨粉-电位滴定的测试方法，对近海环境水泥基材料中氯离子扩散规律展开研究。结果表明：盐雾湿润-干燥循环作用下，砂浆内氯离子的沉积与传输主要受干湿比、水胶比和暴露时间等影响，其中，水胶比的影响最为显著，干湿比对其影响较小。氯离子峰值浓度Cmax与有效扩散系数Deff随着砂浆水胶比的增大而增加。提高粉煤灰掺量、增加干湿循环次数后，Cmax呈现典型先增高后降低的趋势。随着暴露时间的延长，Deff减小；随着粉煤灰掺量的增加，Deff先增后减。选用较低水胶比混凝土，引入粉煤灰可有效延缓氯离子的侵蚀速率，进而提升结构的耐久性能。
近海地区 干湿循环 氯离子传输 有效扩散系数 耐久性 offshore wet-dry cycle chloride transport effective diffusion coefficient durability
1 中国建筑科学研究院有限公司, 北京 100013
2 建研建材有限公司, 北京 100013
分别采用偶氮化合物类塑性膨胀剂(PEA1)及亚硝基化合物类塑性膨胀剂(PEA2)配制了C125海上风电超高性能灌浆料, 对比研究了塑性膨胀剂种类及掺量对C125海上风电超高性能灌浆料流动度、膨胀率、抗压强度、电通量及孔结构分布的影响规律。结果表明, 随着塑性膨胀剂掺量的增加, 灌浆料的流动度先增大后减小, 抗压强度逐渐降低, 竖向膨胀率和电通量逐渐增加。当PEA1、PEA2掺量相同时, PEA1对灌浆料的流动度、抗压强度、竖向膨胀率和电通量的影响幅度更大, 掺入PEA1后灌浆料的总孔隙率、平均孔径及大孔比例增幅更明显。
海上风电 灌浆料 塑性膨胀剂 流动度 膨胀率 抗压强度 孔结构 电通量 offshore wind power grouting material plastic expansion agent fluidity expansion rate compressive strength pore structure electric flux
红外与激光工程
2022, 51(9): 20210824
1 南京信息工程大学江苏省大气海洋光电探测重点实验室，江苏 南京 210044
2 江苏省大气环境与装备技术协同创新中心，江苏 南京 210044
实验应用激光诱导击穿光谱技术（LIBS）对近海海水中的条斑紫菜进行元素探测。条斑紫菜的光谱表明紫菜中含有Ca、Mg、Mn、Fe、K、P、Na、Zn、Cu、Sr、Si、O、C等元素。为讨论将条斑紫菜作为重金属污染标记物来反映近海海水受污染程度的可行性，制备了4种不同浓度的铅溶液来模拟受污染的近海海水，并将新鲜的条斑紫菜样品浸泡在溶液中。利用LIBS得到这些被污染紫菜的光谱后，采用内标法对其进行定量分析，通过拟合得到校正曲线。为确认定量工作的准确性，计算了实验中等离子体温度和电子数密度，并验证了实验环境满足局域热力学平衡状态。对条斑紫菜光谱中观察到的碳氮（CN）分子带进行了模拟，获得CN分子的两个重要参数，即振动温度和转动温度。最后比较并简要讨论了振动温度、转动温度和等离子体温度。结果验证了LIBS应用于近海污水检测领域的可行性。
光谱学 激光诱导击穿光谱 条斑紫菜 近海海水 重金属 局域热力学平衡 CN自由基 激光与光电子学进展
2022, 59(10): 1030001
1 中国海洋大学 海洋高等研究院 信息科学与工程学院 海洋遥感研究所，山东 青岛 266100
2 青岛海洋科学与技术试点国家实验室 区域海洋动力学与数值模拟功能实验室，山东 青岛 266237
介绍了中国海洋大学激光雷达团队的小型化机载多普勒激光雷达系统研制工作、机载运动状态下的姿态及速度校正算法和海上风场反演方法。分析了2016年在广东省海陵岛近岸海域开展的国内首次无人直升机载激光雷达海上风场观测实验的数据，并与陆基多普勒激光雷达观测结果进行了比对，验证了系统的工作性能及数据反演算法的有效性。实验结果表明，机载多普勒激光雷达系统运动状态下的观测数据与陆基激光雷达观测数据相关性较好，系统可搭载于小型无人机平台，有效实现海上风场的快速精确观测。
多普勒激光雷达 机载 海上风场 运动补偿 Doppler lidar airborne offshore wind motion compensation
随着海上风力发电技术的发展,风力发电机的功率不断增大,对其桩基的承载力要求也不断提高,因此需要测试桩基的荷载性能来验证工程设计的安全可靠性。首先搭建了1 m空间分辨率的布里渊光时域反射(BOTDR)系统,在杭州湾嘉兴市海域的风电项目中,利用该系统对海上风力发电机桩基进行了水平推力加载试验。通过测量和分析不同水平荷载下桩基的应变分布和最大应变位置,得到了其形变情况和位移分布。结果表明,该桩基的水平承载力达到了预期设计的最大荷载700 kN,验证了BOTDR分布式光纤传感技术在海上风力发电机桩基检测中的有效性。
光学学报
2021, 41(13): 1306016
1 中国长江三峡集团有限公司
2 北京 100038
3 北京理工大学 信息与电子学院，北京 100081
4 郑州航空工业管理学院 智能工程学院，河南 郑州 450015
5 中国航空工业集团公司洛阳电光设备研究所，河南 洛阳 471000
海上升压站自动巡检系统是一种面向海上升压站全站的智能巡检机器人系统，主要完成对海上升压站中电缆、设备、仪表等装置的自动化巡检任务。设备的运行状态往往通过指示灯的颜色判断，这是自动巡检的一项关键任务。由于指示灯的半透明特性，其在不均匀光照下存在反光问题，使得颜色和亮度信息及其非均匀特性的混合，造成了指示灯图像的“数据不敏感特征”。传统的RGB颜色空间的均匀性较差，使得只依靠RGB颜色空间对指示灯颜色检测存在较大误检。相对于RGB空间，HSI空间能够非常直观的表达色彩的明暗、色调以及鲜明程度，方便进行颜色之间的对比。因此，文中提出将指示灯图像从传统的RGB颜色空间转换到HSI空间，通过提取H分量计算直方图相似度的指示灯颜色检测方法。实验结果表明，该方法大大提高了指示灯颜色检测精度，尤其在不均匀光照下有较强的抗干扰能力。
海上升压站 智能巡检 RGB颜色空间 HSI颜色空间 直方图 offshore booster station intelligent patrol RGB color space HSI color space histogram 红外与激光工程
2020, 49(S2): 20200189
1 中国科学院安徽光学精密机械研究所通用光学定标与表征技术重点实验室, 安徽 合肥 230031
2 中国科学院大学, 北京 100049
基于T矩阵散射理论,以中分辨率成像光谱仪(MODIS)海洋气溶胶模型细模态M4和粗模态M9为例,模拟计算了不同纵横轴比椭球形状以及等概率纵横轴比椭球形状分布的非球形粒子单次散射特性。与球形粒子进行比较,发现非球形性对细模态粒子具有起偏作用,而对粗模态粒子具有退偏作用。利用机载大气多角度偏振辐射计(AMPR)的近海海域航飞遥感数据,进行了非球形粒子和球形粒子气溶胶光学厚度的反演实验。反演结果表明,基于非球形模式得到的气溶胶光学厚度与地面太阳辐射计(Cimel,CE318)测量结果一致性较好,相对均方误差在0.1以内。
大气光学 非球形 光学厚度 偏振反演 近海 遥感 光学学报
2018, 38(12): 1201001
1 中国科学院广州地球化学研究所， 广东 广州510640
2 广州地理研究所， 广东 广州510070
3 山东科技大学测绘科学与工程学院， 山东 青岛266510
4 国家海洋局南海环境监测中心， 广东 广州510300
针对近海岸混浊水体透明度的分析和半分析算法中吸收系数和散射系数难以获得的难题， 试图构建一个不需要计算吸收系数和散射系数且适用于近海透明度的半分析反演模型。 基于Preisendorfer(1986)和Tyler(1968)提出的Zsd（Secchi depth）反演理论， 综合490 nm处垂直漫衰减系数Kd(490)和光束衰减系数c(490)与遥感反射率的关系， 建立了以两波段遥感反射率比值和潮汐系数修正的适用于近海岸海水透明度反演的简易半分析光谱模型。 将此半分析光谱模型应用于珠江口生态区（2012年10月21日—23日、 2012年11月2日）和徐闻珊瑚礁自然保护区（2013年1月13日—14日）的透明度反演。 利用同步实测数据验证发现， 大潮期间， 该模型计算的透明度与实测值整体偏高0.4 m左右， 小潮期间， 该模型计算的透明度比实测值比较吻合。 因此对该模型做了潮汐系数修正， 潮汐修正后反演的透明度与实测数值的决定系数为0.663， 绝对平均误差为0.14 m， 相对平均误差为19.5%。 综合表明， 该模型只需要490与560 nm两个波段处遥感反射率的比值即可完成透明度的反演， 且模型相对简便， 透明度反演精度相对较高。
近海岸 透明度 光谱模型 半分析算法 Offshore Water clarity Spectra model Semi-analysis algorithm
