作者单位
摘要
1 武汉理工大学 光纤传感技术与网络国家工程研究中心, 湖北 武汉430070
2 武汉理工大学 信息工程学院, 湖北 武汉 430070
城市燃气在管道运输过程中存在很大的安全隐患, 一旦发生危险, 后果不堪设想, 燃气管道泄漏的监测与定位意义重大。为解决目前大部分管道泄漏检测与定位方法存在的易受环境干扰、精度低、适用范围窄、计算难度较高等问题, 提出了一种基于时延估计的光栅阵列(wFBG)管道泄漏检测与定位方法, 该方法通过光栅阵列技术采集振动信号, 根据采集到的泄漏振动信号时域、频域上的特征, 首先通过基于短时能量分析的方法检测管道是否泄漏, 然后对满足要求的信号片段进行峰值间多项式拟合获取泄漏信息到达的时刻, 最后根据时间差定位泄漏点。实验结果表明, 该方法能有效检测泄漏, 并且在测量距离为40 m的情况下, 定位误差在1 m左右。
管道泄漏 光栅阵列 检测与定位 泄漏特征 时延估计法 pipeline leakage wFBG detection and location leakage characteristics time delay estimation 
光学与光电技术
2023, 21(6): 0044
作者单位
摘要
1 武汉理工大学 光纤传感技术与网络国家工程研究中心,武汉 430070
2 武汉理工大学 信息工程学院,武汉 430070
为满足悬臂梁式传感器测量带宽大、灵敏度高的需求,采用F型梁增敏结构设计了一种光纤光栅加速度传感器。首先推导出传感器的谐振频率和灵敏度公式,在此基础上使用MATLAB优化传感器参数,并利用ANSYS对传感器进行模态分析和谐响应分析,得到了传感器的模态振型图以及两种不同阻尼比条件下的幅频响应,仿真结果与理论计算基本一致。制作了2个传感器实物,对直接封装的传感器1和填充硅油后封装的传感器2进行了幅频响应、灵敏度特性和横向抗干扰能力测试。实验结果表明:传感器1的谐振频率约为168 Hz,测量带宽为1.5~50 Hz,灵敏度系数为159.84 pm/g,横向抗干扰度为9.88%,谐振频率和灵敏度理论值与实际值误差分别为0.93%和3.29%;填充硅油后的传感器2的测量带宽为1.5~100 Hz,灵敏度系数为133.57 pm/g,横向抗干扰度为8.1%。实验证明在传感器内部填充硅油可以增大传感器工作带宽,提高横向抗干扰能力。
光纤布拉格光栅 加速度传感器 优化设计 悬臂梁 振动加速度检测 Fiber Bragg grating Acceleration sensor Optimization design Cantilever beam Vibration acceleration detection 
光子学报
2023, 52(6): 0606001
作者单位
摘要
1 陕西师范大学 物理学与信息技术学院, 西安 710119
2 西安航空学院 机械工程学院, 西安 710077
提出了一种自适应滤波的红外小目标检测算法, 该方法由背景去除与目标提取两层二维最小均方滤波器构成.分别引入背景模板与目标模板, 结合二维最小均方滤波方法对原始红外图像进行处理, 有效地剔除了背景噪声与杂波, 同时尽可能地保留了目标信息.在算法实现过程中, 提出了一种步长自动调整算法, 通过图像的统计参数自适应调整步长的大小, 可迭代出TDLMS滤波器的最优权值, 再与权重模板相融合, 有效增强了目标的检测效果.实验结果表明, 该方法能够适应不同背景下的目标检测, 有效提高了红外小目标的检测性能.
红外图像 目标检测 二维最小均方滤波器 自适应步长 模板迭代 Infrared image Target detection Two Dimensional Least Mean Square Filter (TDLMS) a Template iteration 
光子学报
2019, 48(9): 0910001

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