作者单位
摘要
南京林业大学机械电子工程学院,江苏 南京 210037
近红外光谱及成像检测凭借其高效、无损、非接触等优点近年来被广泛应用于农林产品、食品检测等方面。该技术可快速获取样品光谱和图像信息,进而结合化学计量学、机器学习建模等对样品进行品质安全、掺杂掺假、理化指标和产地溯源等方面检测,深受各行各业的认可。但光学仪器使用环境以及被测样品性质具有局限性,光学检测结果易受到各种因素干扰,从而影响检测精度,应当予以消除或削弱。简述了近红外光谱和高光谱成像的检测基本原理,并对国内外近红外光谱及成像技术在检测时受到的影响因素进行总结与归纳,结合国内外研究学者在相关方面的研究内容,重点在温度、光照、水分、曲率变化和湿度等5个方面及相关校正方法的应用进行阐述,对当前存在的部分问题提出总结与建议,以期为相关方向的研究人员提供参考及借鉴。
近红外光谱 高光谱成像 无损检测 化学计量学 影响因素 校正方法 
激光与光电子学进展
2024, 61(4): 0400003
作者单位
摘要
天津大学精密测试技术及仪器国家重点实验室,天津 300072
应用双准直光束测量滚转角时,双准直光束夹角易受环境变化、机械形变等因素的干扰,严重影响测量精度。双准直光束测量滚转角对光斑位置敏感,而偏振测量滚转角取决于入射光的偏振态,受激光角漂的影响相对较小。因此,为提升长距离下五自由度测量中滚转角的误差测量精度,提出了一种基于偏振的双准直光束测量滚转角的自校准方法,在导轨的不同位置使用双准直光束和偏振分别测量接收端的滚转角姿态,计算出双准直光束夹角,进而校准双准直光束测量结果,提升测量精度。实验结果表明:在测量范围为0.75~2.00 m内,校准后滚转角测量误差减小88.97%,满足长距离实时滚转角测量对高精度、易装调的要求。
滚转角测量 双准直光束 偏振 自校准 长距离 
激光与光电子学进展
2023, 60(23): 2312002
陈舜平 1,2,3戴聪明 1,3,*刘娜娜 1,3连文涛 1,3,4[ ... ]魏合理 1,3,4
作者单位
摘要
1 中国科学院合肥物质科学研究院安徽光学精密机械研究所中国科学院大气光学重点实验室,安徽 合肥 230031
2 中国科学技术大学研究生院科学岛分院,安徽 合肥 230026
3 先进激光技术安徽省实验室,安徽 合肥 230037
4 中国科学技术大学环境科学与光电技术学院,安徽 合肥 230026
使用气溶胶自动观测网(AERONET)东沙站的长期观测资料,初步建立逐月的南海东沙海域气溶胶光学特性模型。长期观测数据表明,东沙海域气溶胶光学厚度(AOD)基本低于0.5,春秋两季达到峰值,夏季最低。气溶胶粒子的有效半径在春秋两季较小,其余月份在0.5 μm左右。使用三模态对数正态函数拟合区域气溶胶粒径谱,得到细模态半径为0.1 μm,中间模态半径为0.28 μm,粗模态半径为2.2 μm。基于多波段AOD观测数据,评估该模型计算所得AOD光谱和透过率误差,可见和近红外波段透过率的均方根误差(RMSE)为1%~2%,AOD的RMSE为0.01~0.03。结果表明,所建气溶胶模型可以准确描述东沙海域的气溶胶光学特性,满足工程计算的精度要求。
大气光学 气溶胶模式 海洋气溶胶 气溶胶光学特性 AERONET 
光学学报
2023, 43(24): 2401002
作者单位
摘要
天津大学 精密测试技术及仪器国家重点实验室,天津300072
为了提升长导轨五自由度测量中直线度测量精度,对五自由度测量装置中直线度测量单元的测量光路、误差模型和标定方法等进行研究。长距离测量时基准光束角度漂移会造成严重的直线度误差,光路中采用了望远物镜结构测量角度漂移,相比于单透镜,这种可以在有限空间内增加焦距,使得组合焦距大于机械尺寸,从而提高测量精度,并通过补偿提高测量稳定性;分析了角度串扰引入的误差,并结合装置中的角度测量值建立了补偿模型;采用四象限探测器作为直线度测量传感器,为解决传感器测量非线性随量程变大而加剧以及测量灵敏度随长导轨移动非线性变化的问题,提出了一种多项式拟合与三次样条插值拟合相结合的分区间标定方法。试验结果表明:在5 m的测量距离以及±400 μm的量程内,与激光干涉仪测量结果对比,误差标准差小于0.3 μm,3 h内漂移小于±0.5 μm。满足长导轨直线度测量对大量程、高精度、高稳定性的要求。
光束漂移 角度串扰 四象限探测器 长距离 多项式拟合 三次样条插值拟合 beam drift angle crosstalk quadrant detector long distance polynomial fitting cubic spline interpolation fitting 
光学 精密工程
2022, 30(20): 2467
张玉斌 1,2,3,*鲍世辉 1张聪 2
作者单位
摘要
1 安徽省交通规划设计研究总院股份有限公司, 合肥 230000
2 江南大学, 环境与土木工程学院, 无锡 214000
3 公路交通节能与环保技术及装备交通运输行业研发中心(合肥), 合肥 230000
超高性能透水混凝土(UHPPC)是海绵城市建设过程中不可或缺的重载道路铺装材料, 但韧性不足是UHPPC重载铺装易于开裂的主要原因。本文通过引入碳酸钙晶须、聚乙烯醇(PVA)纤维和聚乙烯(PE)纤维, 制备了新型混杂纤维增强UHPPC材料, 研究了其抗压强度、透水能力和弯曲性能。研究发现, 添加PVA纤维或PE纤维均能够提高UHPPC的抗压强度、抗弯强度和极限挠度, 且PVA纤维的提升效果优于PE纤维。与单掺PVA纤维或PE纤维相比, 混杂使用碳酸钙晶须则进一步地提高了UHPPC的抗压强度、抗弯强度和极限挠度, 与PE纤维与碳酸钙晶须混杂相比, PVA纤维混杂碳酸钙晶须对UHPPC抗压强度、抗弯强度、极限挠度和裂缝开展模式的改善效果最佳。但是, 添加PVA纤维或PE纤维均降低了UHPPC的透水系数, 而引入碳酸钙晶须则进一步加剧了透水系数的降低效果, 尤其是混杂使用PVA纤维和碳酸钙晶须, UHPPC透水系数的下降最为明显, 但依然达到了1.05 mm/s, 满足工程使用要求。
超高性能透水混凝土 碳酸钙晶须 聚乙烯纤维 聚乙烯醇纤维 弯曲性能 透水系数 ultra-high performance pervious concrete calcium carbonate whisker PE fiber PVA fiber flexural property water permeability coefficient 
硅酸盐通报
2022, 41(6): 1955
许镇义 1,2,*王瑞宾 1,3康宇 1,2,4,5曹洋 2[ ... ]王仁军 1,3
作者单位
摘要
1 合肥综合性国家科学中心人工智能研究院, 安徽 合肥 230088
2 中国科学技术大学自动化系, 安徽 合肥 230036
3 安徽大学计算机科学与技术学院, 安徽 合肥 230601
4 中国科学技术大学先进技术研究院, 安徽 合肥 230088
5 中国科学技术大学火灾科学国家重点实验室, 安徽 合肥 230027
6 合肥市生态环境局, 安徽 合肥 230601
由于移动源污染遥感监测受到复杂外部环境影响, 难以通过传统统计方法建立车辆行驶工况与污染排放之间的相关性模型, 为此开展了基于移动源遥感监测的影响因素分析及排放预测的研究。首先利用 Spearman 相关性分析排除与移动源污染物主要排放气体 CO、HC、NO 气体浓度无相关性的因素; 其次使用 Lasso 算法确定各成分的关键影响因子, 并采用神经网络构建污染物排放预测模型; 最后在测试集上验证该模型用于移动源污染排放主要成分预测的有效性。模型预测的结果表明, 基于特征筛选的移动源污染排放数据预测神经网络模型具有较高的预测精度, 可以降低城市移动源污染排放检测成本并为相关部门制定相关政策提供数据支持。
移动源污染 遥感监测 排放预测 特征筛选 神经网络 mobile source emission exhaust remote sensing emission prediction feature selection neural network 
大气与环境光学学报
2022, 17(2): 220
华岑 1傅骁 1,*段发阶 1张聪 1[ ... ]杜睿 1
作者单位
摘要
1 天津大学精密测试技术及仪器国家重点实验室,天津 300072
2 天津电子信息职业技术学院,天津 300072
正交分光测量系统在动态位姿测量场景中有重要应用,待测目标的特征点坐标快速、有效匹配是系统实现动态测量的关键,传统坐标匹配方法存在速度慢、动态误差大等问题。提出一种基于射影不变量的多点坐标匹配方法,依据正交分光测量系统的成像特性,将射影变换中的交比不变量和顺序性作为坐标匹配的约束条件,设计了一种共线多点的合作靶标,完成图像坐标和物点的匹配,讨论并解决了测量过程中可能出现的坐标重叠情况。实验结果显示:所提方法单帧的坐标匹配时间最多为3 ms;随着被测目标运动速度的增加,与位姿解算方法optimal solution to perspective-n-point problem(OPnP)结合的旋转矩阵误差不超过6°,平移向量误差不超过2%。
机器视觉 单目视觉 位姿测量 交比不变 正交柱面成像 
激光与光电子学进展
2022, 59(10): 1015001
作者单位
摘要
1 贵州电网有限责任公司电力科学研究院, 贵州贵阳 550002
2 贵州电网有限责任公司, 贵州贵阳 550001
3 海南电网有限责任公司电力科学研究院, 海南海口 570100
4 贵州电网有限责任公司贵阳供电局, 贵州贵阳 550002
输变电设施的金属构件容易受温度、湿气等气候因素影响而发生侵蚀, 因此通常需要在其表面喷涂耐候保护涂层。为了确保涂层厚度符合要求, 需要对其进行检测。针对现有检测方法的不足, 本文采用锁相红外无损检测技术对耐候涂层厚度进行检测与评估。首先采用制作的标准涂层试件对该方法测厚的原理与重复性进行验证, 验证了该技术对涂层厚度的评估的可靠性与稳定性; 其后采用厚度均匀过渡的耐候涂层试片进行测试, 采用试片上定标点的相位值拟合出定标曲线, 并利用该曲线测量出试片上验证点的厚度信息。实验结果表明, 测量厚度与真实厚度误差在± 5%以内, 采用相位图像可以对耐候涂层厚度与均匀度进行有效测量与评估。
锁相红外 涂层厚度 耐候涂层 相位图 lock-in thermography, coating thickness, weather r 
红外技术
2022, 44(3): 303
作者单位
摘要
浙江工业大学 化学工程学院, 杭州 310014
发光防伪具有可视性强、设计简便的特点, 是众多防伪技术中常用的方法。传统防伪材料存在发光颜色单一、防伪图案和颜色静态的缺点, 易于模仿, 亟需开发可实现动态、可靠防伪性能的发光材料。本工作采用水热法制备了铬掺杂镓锗酸锌多色长余辉材料, 并对其余辉性能和动态防伪应用进行研究。实验结果表明: 通过改变镓锗比, 可以调节蓝绿光和红光区的发射强度, 实现发光颜色的可调。该系列样品在波长为254和365 nm的紫外光激发下分别呈现白色和红色, 发光颜色具有多模态发光特征。此外该系列样品具有多色的余辉发光, 不同颜色的衰减速率不同, 可以实现余辉颜色随时间发生动态变化的效果。据此设计成的防伪图案, 发光颜色在时间维度上具有动态变化特性, 可显著提高防伪安全性, 表明所制备的铬掺杂镓锗酸锌多色长余辉材料在动态防伪领域有重要的应用前景。
长余辉 多色发光 动态防伪 persistent luminescence multicolor afterglow dynamic anti-counterfeiting 
无机材料学报
2021, 36(12): 1256
作者单位
摘要
浙江工业大学化学工程学院,浙江 杭州 310014

长余辉发光材料的余辉性能取决于材料内部的陷阱能级,利用不同深度的陷阱对电子或空穴的捕获能力差别,可实现对余辉的调制。热释光对半导体中杂质和晶格缺陷所形成的局域能级非常敏感,是长余辉材料陷阱分布分析中一种有力的工具。通过测量长余辉发光材料的热释光谱,并采用合适的光谱曲线分析方法可以量化分析长余辉发光材料中的陷阱能级的深度和浓度分布等参数。但目前还缺乏一种公认的标准方法来衡量陷阱的深度和浓度等性质。在介绍热释光和热释曲线测定基本原理的基础上,回顾分析了不同动力学模型的峰形特点和适用条件,总结热释曲线的分析方法以及它们在分析长余辉材料陷阱中的应用,重点介绍初始上升法的应用和研究进展。

材料 长余辉材料 陷阱分布 热释发光 
激光与光电子学进展
2021, 58(15): 1516006

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