弱磁检测技术可应用于地球物理探测、医学、军事等诸多领域。随着弱磁检测技术的不断提升，磁力仪的发展十分迅猛。近些年，无自旋交换弛豫原子磁力仪超越了超导量子干涉磁力仪成为目前世界上最灵敏的磁强计。首先介绍了无自旋交换弛豫原子磁力仪超高灵敏度的根本原因．无自旋交换弛豫现象，以及Bell—Bloom型无自旋交换弛豫原子磁力仪机理；接...
地面磁共振（Surface Nuclear Magnetic Resonance，SNMR）技术作为一种非侵害性可直接探测地下水的地球物理方法，其理论和技术在近年来得到了快速发展。为了给国内研究者提供一个SNMR探水理论和仪器软硬件技术的全面参考，本文综述了各国研制的代表性SNMR探水仪性能以及特点，讨论了SNMR探水理论和正反演问题；并以地面磁共振探水仪为例，详细...
低温超导量子干涉器件（SQUID）直接测量磁场，噪声低（fT，10^-15T，量级）、带宽大、低频响应特性好，可提升瞬变电磁法（TEM）晚期接收信号质量，实现大深度探测。基于欠阻尼低温SQUID和单片读出技术构建了高性能低温SQUID传感器，研究了SQUID和读出电路的噪声匹配技术，传感器本底噪声水平7fT／√Hz@1kHz，带宽〉2MHz，摆率1．5nT·μs^-1。在...
当前在地球物理勘探中使用的电场传感器探头一不极化电极存在一些不足，如要求电极具有较低的接地阻抗，这使其在沙漠、冻土、戈壁等高阻区应用较为困难。分析了电场传感器系统的等效电路，指出低频电容性电场传感器应用在地球物理电法勘探中的可能性，并设计出一种低频电容性电场传感器，该电场传感器可直接放置于地面，进行地电场的测量。为提...
地面磁共振（SNMR）技术是一种非侵入式可直接探测地下水的地球物理方法，具有高分辨率和解唯一性等优点。然而，磁共振信号通常为nV级，需要经过数万倍放大才能被检测到，在强电磁干扰的环境下，放大器极易饱和。为了获取有效的地面磁共振信号，详细分析了放大器易饱和的原因，提出了基于分段放大技术的实时抗饱和方法。硬件系统设计采用FPGA实...
由于瞬变电磁技术对水体反应灵敏，已被应用于煤矿井下水害探测。为提高探测精度，研究了恒流发射技术，采用脉冲宽度调制与功率场效应管结合，保证发射电流在探测过程中保持恒定；为提高二次场强度，采用了电感反向截断技术，利用电感中电流突然关断产生反向高压原理，缩短电流关断时间；通过外部中断与微控制器内部定时器配合，记录发射电流关...
通过对浅地表电磁探测系统的探测原理和收发天线的结构及参数研究，分析了频率域浅地表探测系统的工作原理。论证了利用磁场z分量间接探测浅地表地下介质电性结构的可行性。利用MATLAB对发射接收天线进行理论计算，分析了收发天线设计的关键问题；重新设计了探测系统所需的发射和接收天线，采用并联结构使发射天线效率有所提高，接收天线采用8字...
磁通门张量探头在非零的地磁场环境下存在稳定性差、非线性误差大等不足。为克服此类缺陷，需采用磁补偿技术使磁通门工作在零磁场环境。以提高磁通门张量探头的探测精度为目的，采用球形线圈及对应的驱动模块作为磁补偿装置，利用一阶数字控制系统的方法建立磁补偿装置的数学模型，并对其进行参数优化实现最优控制。实验结果显示，当带有球形反...
人类活动是影响和改变自然和人文环境最主要的因素，而不透水表面是反映人类活动频度与强度重要指标。近30年来，随着城镇化的不断推进，不透水表面快速扩张，同时伴随着一系列流域水环境问题产生。掌握不透水表面变化的时空过程是改善流域水环境、控制水污染的基础。为此，以滇池流域近25年来的TM影像与OLI影像为数据基础，将改进的NDBI算法及...
面向核电设备冷却水泵（简称核电设冷水泵）转轴的功能安全评估是减少核电设备安全问题的重要手段之一。针对核电设冷水泵转轴故障突变时功能安全评估问题，提出了一种基于突变理论的核电设冷水泵转轴功能安全完整性评估方法。首先，从核电设冷水泵转轴多传感器监测数据中提取故障特征，故障特征融合结果作为预测参数；其次，采用预测参数构建转...
针对天然气管道泄漏定位的问题，提出一种基于经验小波变换（EWT）及互时频的泄漏定位方法。该方法首先采用EWT对泄漏信号进行分解，获得多个分量，进而提出根据互信息的敏感分量自适应选择算法，获取敏感分量；然后采用互时频法对敏感分量进行时频分析，根据互时频图的最大特征峰值计算时延和相关频率；最后根据频散曲线获得相关声波速度，实现...
针对水下无人航行器（uuv）的航位推算导航方法（DR）和水下应答器（UTP）组合导航系统中传统滤波器因观测噪声统计模型不准确或未知而出现的滤波器发散问题，提出了一种基于变分贝叶斯的平方根容积卡尔曼滤波算法，该算法利用变分贝叶斯方法对DR／UTP组合导航系统的状态和时变观测噪声进行估计，并引入自适应调节因子来提高对观测噪声的逼近精...
为提高系统可测试性设计过程中的测点布局优化效率，提出了一种基于多信号流图与差分进化算法的测点布局优化方法。该方法首先建立基于多信号流图的系统模型，随后根据系统模型获得测试与故障模式的依赖矩阵，最后根据测点布局对探测率、隔离率和测点数量等方面的灵活需求，通过依赖矩阵和差分进化算法寻找最优测点组合。仿真实验和真实应用案例...
为实现风力发电机组等变工况机电设备的早期故障预警，研发了变工况齿轮箱状态监测系统。在基于该系统的多种变工况行星齿轮磨损实验研究基础上，提出了一种基于流形学习的早期故障预警方法。该方法首先研究采用完全总体经验模态分解与改进快速独立成分分析盲源分离技术，有利于对复杂振动信号的滤波与盲源分离；然后研究改进了局部线性嵌入流形...
在无源无线SAW测温系统实际应用中，阅读器接收到的信号往往受到其所处环境电磁波的干扰。这些干扰将会使阅读器得到错误的测量数据。温度变化趋势和测量噪声时变的特点也给系统建模以及噪声估计带来了困难。针对实际应用中存在的问题，在Kalman滤波的基础之上，提出了一种新的自适应算法。该算法采用多项式预测的方法建立温度测量的时变系统模...
建立了磁流变减振器的动力学方程，利用与其同阶的时间序列AR模型的对应关系，推导出基于时间序列的动态特性参数计算公式，在不同工况下振动实验检测获得时间序列，计算了动态特性参数、时间序列分形盒维数和系统特征根实部，以及这些参数间的相关系数，拟合了动态特性参数、分形盒维数、工况参数三者相互间的关系曲线，分析了磁流变减振器性能...
分布式光纤拉曼温度传感器中存在的色散效应造成升温峰中心位置的测温结果偏高，特别在温度突变的情况下影响尤为严重。针对此问题，详细分析了分布式光纤拉曼温度传感器的色散效应引起的光纤中各点反斯托克斯光和斯托克斯光传输速度差异，提出了基于两路背向散射光功率数据位置误差的分段配对方法，将反斯托克斯光功率与比它早散射回的斯托克斯...
为了对气力输送管道进行实时监控，并且提高炉膛内的燃烧效率，需要对气力输送管道中颗粒的速度与浓度分布进行测量。采用一种网状结构的静电传感器测量气力输送管道弯管处的颗粒速度与浓度分布。为了研究传感器的特性，首先建立了网状静电传感器的有限元模型。根据有限元仿真结果，优化网状静电传感器的设计，使其拥有更高更均匀的灵敏度分布，...
基于逆磁致伸缩效应，在杆件结构弹性范围内改善了传统磁通量传感器的拉力测量方法，设计一种基于自感式原理的新型拉力传感器，建立传感器的理论模型，深入讨论拉力与自感电压之间的关系。为了准确获取自感电压和拉力的关系表达式，提出能够测量包含拉力信息的自感电压测试方法，合理地搭建实验测量平台。实验结果表明，在交流磁场的激励下，传...
某型号压阻式绝压传感器与复杂的环境载荷发生谐振，经常出现内引线疲劳断裂的失效现象，通过改变传感器结构参数可以提高其固有频率，有效避免该失效模式。应用FEMtools参数识别优化软件，寻找对传感器固有频率影响最显著的3个敏感结构参数；因国内外试验设备的限制，运用可靠性虚拟试验技术进行二次回归正交旋转中心组合试验，得到3个敏感结构...
以应变式电子天平为研究对象，在分析电子天平震动信号的频谱特性及其对天平计量性能影响的基础上，提出一种基于梯度变步长最小均方（LMS）自适应滤波器的电子天平抗震动设计方法。依据天平称量数据的震动影响来源和特点，通过与切比雪夫低通滤波、椭圆低通滤波、巴特沃斯低通滤波及滑动平均滤波等常用抗震动滤波方法进行仿真实验对比，证明梯...
采用动态带分复用进行三维片上网络测试规划和调度协同优化研究，在测试中，给IP核动态分配带宽固定的TAM，同一时刻可使多个核的测试数据共享同一物理TAM并行传输，解决IP核测试数据传输带宽与TAM带宽不匹配的问题，实现IP核并行测试的最大化。对带宽分配的结果设计多种群云进化算法进行TAM内调度，实施精英种群间交叉变异提高多样性，协同开展...
针对城市地铁制动能量瞬时大功率、短时大能量等引起的牵引网电压安全问题，提出采用超级电容一锂电池组成双DC／DC架构的混合储能系统进行制动能量吸收。通过引入制动电阻辅助分流，研究采用电压分级的方法实现混合储能系统中超级电容、锂电池以及制动电阻的启停控制；同时根据一阶低通滤波法以及基于超级电容荷电状态的动态滤波常数调整方法，...
随着输电线路电压等级的提高，输电线路周围空间的电磁场强度越来越大，因此对它的空间电磁场分布研究变得越来越重要。针对输电线路上部空间电场强度值实际测试的难点，提出了一种采用小型无人机搭载测试设备进行输电线路上部空间电场强度的实测方法，通过对电磁场测试仪数据和所测试空间的位置数据实时采集，利用iOSD系统将测试数据进行实时合...
随着火电厂环保要求的不断提高，选择性催化还原（SCR）烟气脱硝系统得到了广泛的应用。准确的动态模型是SCR运行优化的基础，在机理模型的基础上，利用核偏最小二乘（KPLS）模型修正机理模型偏差，构建了SCR脱硝系统的自适应混合动态模型。利用现场实际运行数据验证了模型的有效性，并与机理和数据模型进行了对比。对比结果表明，自适应混合模...
定期进行裂缝检测、监测重点裂缝的变化对建筑物安全十分重要。由于外部环境及拍摄设备的原因，不同时间拍摄的同一裂缝图像会存在亮度、裂缝位置的不同，为此提出了一套裂缝图像匹配算法，能够在图像库中识别含指定裂缝的图像，以达到监测危险裂缝发展的目的。该算法首先对裂缝图像进行预处理，采用MASK算法进行匀光处理，采用基于连通区域的滤...
为了提高汽车轮胎生产过程中对胎面尺寸的测量精度，针对移动中的橡胶胎面设计了一种测量轮胎胎面参数的在线检测系统。选用3D激光传感器，根据传感器获得的坐标数据绘出胎面横截面轮廓，基于B样条曲线拟合方法，通过特征点测量计算胎面横截面数据；选用CCD图像传感器，设置两端基准线，根据现场亮度采用可调光源控制器，并采用OSTU算法对图像进...
针对精密指针式仪表自动读数算法自适应性较差的问题，提出一种基于[CM的精密指针式仪表自动读数方法。该方法基于二值化后仪表图像的噪声信息分布特性，利用ICM点火时序矩阵在图像相邻像素问的并行递进关系，研究和实现图像的腐蚀和膨胀，并设计加权最大类间方差法自适应地计算迭代次数，消除刻度周边噪声，提取到刻度圆弧所在位置。最后根据圆...
针对目前传统摩擦磨损试验机的不足之处，开发了一种基于原位和RNT技术的摩擦磨损试验机。在合理设计和选取试验机工作系统及主要部件的基础上，采用原位全息显微技术和放射性核素技术，实现了对摩擦过程中材料磨痕表面微观形貌的在线原位观察和磨损量的实时精确测量。利用试验机对CuZn20／100Cr6进行摩擦磨损性能实验，并对试验后试样进行了X射...
为了实现管状机织物与管子之间摩擦系数的测量，设计了一套管状机织物在管子上抽拔过程的摩擦系数测量系统。首先通过施加弹性元件的方法，在实际使用工况下测试出附加摩擦力，再测试计算出弹性元件在圆管上产生的正压力，根据计算公式μ（摩擦系数）=F（摩擦力）／N（正压力）直接计算出摩擦系数；同理，通过弹性气压法测出管织物与管内壁的摩擦...
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