北方工业大学电气与控制工程学院, 北京 100144
LIBS技术优点众多, 但由于光谱噪声干扰和基体效应等因素, 影响了分析的准确度［1］; EEMD方法能清晰的将LIBS信号中的不同特征成分自适应的分解开来。 MRA方法能够补偿元素信号之间的互干扰, 可进一步提高LIBS信号的准确性。 通过自行搭建的测试系统获得了标准样品的原始信号, 使用EEMD-MRA方法进行处理后, 元素浓度曲线的决定系数R2得到了极大的提高, 大大的提高数据的准确性, 为LIBS信号的处理提供了一种全新的方式。
LIBS技术 EEMD方法 MRA方法 信号分析与处理 LIBS EEMD method MRA method Signal analysis and processing 光谱学与光谱分析
2022, 42(12): 3836
大连理工大学 机械工程学院，辽宁 大连 116024
机电阻抗(EMI）法是目前结构健康监测(SHM）技术中较热门的研究领域之一。实际应用中，EMI法测得的阻抗信号受温度干扰，因而对损伤产生误判。首先从理论上分析了温度导致阻抗发生变化的原因，然后以EMI法中典型的压电陶瓷(PZT-5H）型陶瓷传感器为研究对象，测试分析了温度对PZT电阻抗特征的影响规律。研究发现，阻抗峰值的频移与温度呈线性关系，且温度对峰值频移的影响与频率相关。进一步结合频率偏移及幅值的变化规律，建立了机电阻抗(EMI）法结构健康监测的温度效应修正模型。研究结果为消减环境温度对PZT阻抗特征的影响奠定了基础。
温度影响 压电陶瓷 电学性能 信号分析 误差修正 temperature effect piezoelectric ceramics electrical performance signal analysis error correction
国家管网集团 西南管道有限责任公司,成都 610000
西南山区管道光缆穿越许多复杂区域(山地、河流、隧道和农田等),地质变形和人为破坏等常导致光纤断芯发生,严重影响了管道的安全生产运输。基于光的瑞利散射原理,检测散射光返回时间,判断故障点位置,同时可以采集分析光缆周围的振动信号特征。不同区域由于表层结构差异和背景噪声不同等因素影响,采集到的信号各不相同。文章对不同地形光缆信号进行处理分析后,归纳总结了不同区域下光缆接收到的外界信号特征,有助于感知复杂环境下的管道光缆线路状态,为管道安全运行提供了决策支持,达到了预警的目的,利于后续管道安全预警系统的搭建。
光纤传感 长输管道 信号分析 optical fiber sensing long-distance pipeline signal analyses
提出一种高斯光束照射下颗粒后向散射光信号的测试方法,对悬浮于流体中不同粒径的玻璃微珠进行了测量,并对测得的脉冲波形进行分析。结果发现,采集的波形基本上符合高斯分布,且波形峰值与粒径有较好的线性关系。对不同颗粒数浓度的粒径为19.2 μm的标准玻璃微珠的信号波形进行实时采集,得到了浓度与脉冲数的对应关系。研究结果表明,所提出的测试方法可以得到颗粒粒径和浓度信息,有望应用于后续激光放大器的腔内检测。
测量 后向散射 高斯光束 颗粒粒径 信号分析
上海理工大学光电信息与计算机工程学院, 上海 200093
在分析被动层颗粒温度含噪特点的基础上模拟了低信噪比的方波信号, 根据变化规律, 采用 Mallat快速算法分析低信噪比的方波信号, 并根据噪声分布特性设计了用于抑制被动层颗粒温度中干扰噪声的算法。对所设计算法进行仿真实验, 结果表明, 该算法可以最大限度地滤除信号中的噪声。通过搭建滚筒实验装置, 测量滚筒被动层的颗粒温度, 对测量数据进行分析, 有效地测出了内部颗粒温度状态变化, 表明了小波变换能有效提高测量被动层颗粒温度的信噪比。
小波变换 被动层颗粒温度 噪声信号 信号分析 wavelet transform passive layer particle temperature noise signal signal analysis
天津大学 精密仪器与光电子工程学院 光电信息技术教育部重点实验室天津大学光纤传感研究所, 天津 300072
在双马赫曾德光纤周界安防系统中, 如何准确高效地实现模式识别仍是一项有待解决的难题。对此提出了一种基于短时傅里叶变换(STFT)与奇异值分解的模式识别方法, 实现了三种不同事件类型的准确识别。该方法包含三个步骤: 首先, 通过对干涉信号进行短时傅里叶变换得到时频信息,根据时频信息找到事件端点并进行滤波; 其次, 对时频信息进行奇异值分解, 根据奇异值的物理意义, 由不同行为的奇异值的特点定义特征向量; 最后, 用支持向量机的方法进行事件分类。为验证方法有效性, 搭建了2 km长的围栏系统进行实验验证。进行了攀爬围栏、敲击光缆、晃动围栏三种不同入侵模式下共360组实验, 每种入侵行为各120组得到了良好的识别结果(三种事件识别率均在90%以上), 提高了系统的信号处理速度, 有较高的实际应用价值。
模式识别 短时傅里叶变换 奇异值分解 光纤传感 信号分析 pattern recognition short-time Fourier transform singular value decomposition fiber sensing signal analysis 红外与激光工程
2018, 47(9): 0922002
国网江西省电力有限公司经济技术研究院, 江西南昌 330043
随着通信技术与通信方式的快速发展, 通信信号调制方式与通信系统越来越复杂。复杂通信信号连续相位频移键控 (CPFSK)由于其频谱利用率高, 大量用于卫星通信等领域。针对复杂信号 CPFSK的参数估计问题, 提出一种基于李雅普诺夫指数的 CPFSK信号调制指数估计方法。通过 CPFSK信号李雅普诺夫指数与调制指数的数学关系模型, 提取李雅普诺夫指数估计信号调制指数。仿真验证了算法性能, 得到 CPFSK调制指数估计均方根误差随信噪比的变化曲线。此方法计算复杂度低且实现简单, 适用于 CPFSK信号与常规频移键控 (FSK)信号的调制指数估计。
连续相位频移键控 李雅普诺夫指数 调制指数估计 信号分析 Continuous-Phase Frequency Shift Keying Lyapunov exponent modulation indexestimation signal analysis 太赫兹科学与电子信息学报
2018, 16(3): 400
安徽大学物理与材料科学学院, 安徽 合肥 230601
为了消除激光吸收光谱信号中噪声对分析结果的影响, 提出了基于小波变换的阈值去噪方法。利用气体分子的直接吸收光谱信号,结合MATLAB软件进行仿真实验, 深入对比分析了阈值方法、分解层数和小波基函数类型对降噪效果的影响,最后将获得的最佳滤波参数用于人体呼出气体的光谱信号分析中。结果表明, 小波变换去噪算法模型对呼出气体吸收光谱信号的去噪效果良好。通过选择其他波段的可调谐激光光源,即可实现对其他呼出气体成分的实时分析;量子级联激光光谱系统可广泛应用于呼出气体诊断等领域。
光谱学 激光光谱 小波变换 信号分析 呼吸气体诊断 中国激光
2017, 44(11): 1111003
电子科技大学 物理电子学院, 四川 成都 610054
提出并研究了一种具有结构紧凑、散热性好、输出功率大等特点的新型扩展互作用结构——径向扩展互作用振荡器(EIO), 并推导了小信号理论.利用电磁仿真软件分析了径向EIO高频结构中的谐振特性与场分布, 并采用三维粒子模拟软件开展了注波互作用研究.研究结果表明在工作电压为5 kV, 电流为8.48 A时, 所设计的径向EIO输出功率达到2.6 kW, 热腔工作频率为30.011 GHz, 效率为6.1%.
扩展互作用振荡器 径向注波互作用 小信号分析 extended interaction oscillator radial interaction small signal analysis
