西安石油大学理学院，陕西 西安710065陕西省油气资源光纤探测工程技术研究中心，陕西 西安710065陕西省油气井测控技术重点实验室，陕西 西安710065CNPC重点实验室——油藏光纤动态检测研究室，陕西 西安 710065
为了发展全光学流量测量技术，提出了一种基于掺钴高衰减光纤的光纤光栅热线式流量计。通过解调光纤布拉格光栅（Fiber Bragg Grating，FBG）中心波长进行流量测量，具体包括传感器制作、温度传感特性测定和流量测量实验。结果表明，基于衰减系数为89 dB/cm、工作波长约为1480 nm的掺钴光纤的FBG具有103 pm/℃的温度灵敏度；流量计在400~3700 L/h液体流量范围内可高重复性地实现测量；流量--FBG中心波长遵循特定非线性函数计算模型；流量计的平均灵敏度约为 015 pm/(L·h-1)，低流速下灵敏度最高可达到1 pm/(L·h-1)。所提出的流量计丰富了光纤光栅用于液体流量测量的研究。设计中采用了掺钴高衰减光纤自发热和单端毛细管封装，为流量传感器的全光学化、微型化和高灵敏度发展提供了新思路。
光纤布拉格光栅 流量计 高衰减光纤 灵敏度 fiber Bragg grating flowmeter high attenuation fiber sensitivity0
湖北师范大学 物理与电子科学学院, 湖北 黄石 435002
该文提出了一种基于飞秒激光直写的高灵敏度光纤光栅折射率传感器, 同时测量了传感器的温度及轴向应变特性。采用波长为800 nm的飞秒激光刻写了周期为150 μm, 周期数为50, 栅区长度为7.5 mm的长周期光栅。该传感器在折射率测量实验中的灵敏度最高可达1 605 nm/RIU, 在30~330 ℃, 温度灵敏度达到76.52 nm/℃, 传感器的稳定性良好且对应变不敏感, 鲁棒性优良。这种基于飞秒激光直写的长周期光纤光栅, 其折射率灵敏度较高, 耐高温, 具有广泛的应用前景。
飞秒激光 光纤传感器 光纤光栅 折射率 温度 应变 femtosecond laser fiber sensor fiber grating refractive index temperature axial strain
贾振安 1,2,3,4党硕 1,2,3,4禹大宽 1,2,3,4任杰 1,2,3,4姜丽荣 1,2,3,4
1 西安石油大学理学院，陕西 西安710065
2 陕西省油气资源光纤探测工程技术研究中心，陕西 西安710065
3 陕西省油气井测控技术重点实验室，陕西 西安710065
4 CNPC测井重点实验室——油藏光纤动态监测研究室，陕西 西安710065
传感技术是衡量一个国家信息化程度的重要标志。振动信号的检测在工业尤其在石油勘探方面有着重要作用。其中，基于光纤布拉格光栅（Fiber Bragg Grating，FBG）的振动传感器具有诸多优点而备受关注。简单介绍了FBG振动传感器的原理，并根据结构类型对近几年研发出的FBG振动传感器进行了分类和总结。阐述了四种FBG振动传感器的优缺点，并重点对悬臂梁式和柔性铰链式结构的FBG振动传感器进行了总结。接着从三个方向对现有的FBG振动传感器进行了分析并提出了优化建议。最后对FBG振动传感器的发展做出了预测与展望。
光纤光栅 振动传感器 悬臂梁 铰链 多分量 fiber grating vibration sensor cantilever hinge multicomponent 贾振安 1,2,3,4任杰 1,2,3,4党硕 1,2,3,4高宏 1,2,3,4白燕 1,2,3,4
1 西安石油大学理学院，陕西 西安710065
2 陕西省油气资源光纤探测工程技术研究中心，陕西 西安710065
3 陕西省油气井测控技术重点实验室，陕西 西安710065
4 CNPC测井重点实验室——油藏光纤动态监测研究室，陕西 西安710065
光纤布拉格光栅(Fiber Bragg Grating, FBG)热式流量传感技术具有测量阈值低、灵敏度高等优点，是近年来流量测量领域的研究热点。概述了FBG热式流量传感原理，总结了当前该技术研究的重点和难点问题(主要分为传感器加热、结构设计、温度补偿和封装增敏四个方面)，旨在发现问题、展望未来。从近年来的典型研究成果入手，分析了电加热、光加热两种传感器加热方式和热线式传感结构。温度补偿和封装增敏部分则作为专题来研究,其中温度补偿旨在解决传感器加热换热与环境温度交叉敏感问题。最后归纳分析了该技术在大流量时的低灵敏度特性，并讨论了提升传感器灵敏度未来可能的研究方向和相关方法。
光纤布拉格光栅 流量测量 热式流量传感器 灵敏度 fiber Bragg grating flow measurement thermal flow sensor sensitivity
1 东南大学仪器科学与工程学院，江苏 南京 210096
2 国网北京石景山供电公司，北京 100040
3 国电南瑞南京控制系统有限公司，江苏 南京 211106
为了解决输电线路防机械碰线实时监测的问题，研制基于多源传感的输电线预警装置，同时提出基于毫米波雷达与视觉融合的输电线预警算法，并在真实场景下对算法的有效性进行验证。该预警装置首先采用基于标准差聚类的视觉识别算法对前方输电线进行检测；其次，通过基于改进抗差卡尔曼滤波的毫米波雷达测距算法对输电线距离进行实时稳定的测量，在视觉检测的基础上实时跟踪输电线距离；最后，根据视觉检测和毫米波雷达测距结果对预设的机械碰撞线条件进行实时预警判断。实验结果表明：基于标准差聚类的视觉识别算法的有效识别距离大于20 m，识别精度达93%，输出频率为1 Hz；基于改进抗差卡尔曼滤波的毫米波雷达测距算法的测距精度为±0.1 m，测距误差为2%，输出频率为1 Hz。本装置满足对输电线路防机械碰线实时监测的整体需求。
输电线预警 多源传感 视觉识别 毫米波雷达测距 激光与光电子学进展
2022, 59(24): 2412001
强激光与粒子束
2022, 34(9): 093001
针对MFCC滤波器存在语音高频信号泄露的问题, 为避免基于MFCC特征对语音进行情感识别时存在有效情感特征丢失的局限性, 结合MFCC的高准确性和GFCC的强鲁棒性, 提出了基于MFCC与GFCC混合特征训练CNN对语音进行情感识别的方法, 有效提高了语音情感识别的准确率, 改善了CNN模型的识别性能。实验结果表明, 所设计的混合特征识别方法较传统识别方法识别率明显升高并达到了83%, 实现了语言情感识别准确率的有效提升。
语音情感识别 混合特征 Mel-scale frequency cepstral coefficients (MFCC) MFCC Gammatone frequency cepstral coefficients (GFCC) GFCC speech emotion recognition cellular neural network (CNN) CNN mixed features
针对说话人情感因素对语音特征的影响进行研究分析, 选择同一个人在生气、害怕、高兴、中性、惊讶、悲伤六种情感下语音的共振峰频率特征、共振峰走向特征、音节的过渡特征、基频曲线特征以及振幅曲线特征, 分析比对不同情感的语音声学特征的相似性和差异性。分析结果表明, 同一说话人在不同情感下的语音声学特征的共振峰走向特征相似度高, 共振峰频率、基频曲线及振幅曲线特征存在非本质差异, 是个体自身的差异。对不同情感的语音进行声学特征分析可以为语音情感识别奠定基础。
声学特征 变异分析 情感 共振峰 acoustic characteristics variation analysis emotion formant
1 西南大学物理科学与技术学院, 重庆 400715
2 中国工程物理研究院流体物理研究所, 四川 绵阳 621900
有机-无机金属卤化物钙钛矿材料具有可溶液加工性、良好色纯度和发光波长易调节等优点,易于制备低成本高分辨率的发光显示器件。研究了包含甲基胺(MA +)和乙基胺(EA +)的混合阳离子钙钛矿材料,其发光波长可以通过改变MA +和EA +的比例进行调节。混合EA +可以显著降低材料缺陷态密度,提高发光量子产率和光稳定性。采用该材料制备的绿光器件的最大外量子效率为7.7%,功率效率为25.1 lm·W -1,分别为MAPbBr3器件的1.9倍和1.7倍,器件稳定性有一定程度的提高。
材料 钙钛矿发光器件 乙基胺阳离子 缺陷钝化 光学学报
2019, 39(10): 1016002
