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关键词： 多层复合结构   界面脱粘缺陷   超声反射模型   能量特征   超声检测  

摘要： 针对受限于复合结构的厚度、层数、材料种类等因素导致超声回波信号混叠,难以实现界面脱粘检测的问题,提出一种直接利用超声纵波反射混叠信号的能量特征进行复合结构脱粘缺陷检测的方法。首先建立单层与多层复合结构的超声信号反射与透射特性模型;然后提取并分析不同界面粘接状态下结构的超声回波能量特征,并基于该模型进行钢-橡胶-橡胶复合结构的脱粘检测仿真,通过引入能量差异值进行脱粘界面识别;最后,利用超声波探伤设备对钢-橡胶-橡胶复合结构试样进行实际脱粘缺陷检测。理论分析和实验验证均表明,该方法可以实现多层复合结构脱粘缺陷的有效检测。

关键词： 多传感器信息融合   机电一体化系统   供电电源  

摘要： 为增强机械工程与自动化技术间的相互配合,本文提出利用多个传感数据进行测量的新方法。在硬件方面,为多个传感器节点提供新的电源,使其能在不受电压干扰的情况下完成检测工作;对启动电路和复位电路进行详细设计,实现了远程控制。在软件方面,采用多个传感器信息融合的方法,利用一个滑动窗来消除多个传感器间的冗余,从而实现真实数据的融合。最后通过试验验证了该方法能有效提高系统的噪声抑制性能,降低系统的误差序列,使其与真实情况更吻合。

关键词： 光纤传感技术   工程形变监测   应变光缆   温度补偿  

摘要： 光纤传感技术作为当前热门技术之一,在工程监测领域有着许多重要应用。通过探讨光纤传感技术在工程形变监测中的应用案例,展示了其在工程监测领域的重要性。光纤传感技术利用光纤作为传感元件,可以实现对形变的连续、实时监测,并提供高精度的监测数据。通过布设应变光缆和温度补偿光缆,在合璧津高速公路K134段高架桥上进行了监测实验。结果表明,光纤传感技术能够准确评估结构的变形情况,并通过温度补偿算法消除了温度变化对数据的影响。通过几何方法计算沉降位移,可以实现对沉降位移的估算。

关键词： 卷积神经网络   降噪自编码器   降噪预处理   侧信道攻击  

摘要： 侧信道分析在硬件安全评估中起着至关重要的作用,而降噪预处理可以去除数据曲线包含的部分噪声,提高攻击成功率.然而,当数据中噪声繁杂且期望预处理前后数据规模不减少时,常规的降噪方式效果较差甚至无效.本文基于卷积神经网络设计了一种优化的降噪自编码器.首先,对第一轮加密的字节代换操作具有相同输出的数据曲线做均值滤波处理,并根据字节代换的输出构造对应的自编码器模型标签,最大化地提取出纯净数据.其次,在计算标签与预测值的损失函数中添加L2正则化惩罚项,防止过拟合以及加速训练.本文对公开的DPAContestV2、DPAContestV4.1和ASCAD数据集进行降噪预处理及侧信道攻击.实验结果表明,处理后的数据相比原始数据信噪比分别提高3.53、3.14、3.86倍,皮尔逊相关系数分别提高1.94、1.37、1.04倍.在攻击阶段,不进行降噪预处理时V2、V4.1、ASCAD数据集分别需要1175、4、191条测试轨迹破译密钥.而使用本文方法降噪后成功攻击所需轨迹数量分别降低为440、1、41条.因此,本文的降噪自编码器网络可以大幅度降低信号中包含的噪声,并显著提高了攻击性能.

关键词： 弯曲模型   光纤传感   TracePro   角度测量  

摘要： 随着光纤技术与传感器技术的快速发展,光纤传感具备高灵敏度、强抗干扰能力、体积小、重量轻、低成本等特点,在测量受伤患者手臂弯曲角度时具有独特优势。同时,光纤传感技术也能够很好地应用在动态角度测量中,有助于解决在医疗康复中角度测量设备体积大、测量精度差、成本高等问题。本文基于光纤传感技术设计了手臂弯曲角度检测教学仿真系统,使用TracePro光学仿真软件建立光纤弯曲模型,采用光纤弯曲代替手臂弯曲,对光纤在不同弯曲角度下光强度变化规律进行仿真,得到总光通量随光纤弯曲角度的变化关系。

关键词： 多传感器技术   高精度定位   GNSS   惯性导航   视觉传感器   激光质感器   铁路工程  

摘要： 铁路是国家物资运输和人员流动的交通大动脉,从铁路建设阶段的控制点布设、线路设计,到铁路运维阶段的平顺性检测、变形监测、列车控制和管理,都离不开高精度的位置信息。传统的全站仪测绘方法存在人力成本高、时效性差等缺点;GNSS用于开阔无信号遮挡的环境效果良好,但用于信号遮蔽的复杂环境则无法定位。随着北斗卫星导航系统的趋于完善和传感器技术的发展,利用卫星等多传感器融合定位的技术逐渐受到人们的关注。GNSS接收机、惯性导航设备、视觉传感器、激光传感器具有互补的特性,以这4种导航传感器为例,利用图优化的方法,实现这些传感器数据的融合高精度定位。通过研究多种传感器融合定位在铁路工程领域的应用,将自动、高效和稳定的新兴技术引入铁路工程测绘,以满足铁路工程对于静态、动态高精度位置信息的需求,为铁路测绘的智能化发展做出积极贡献。

关键词： 深度学习   点云重建   点云分类   点云分割  

摘要： 现有的三维点云MAE的算法存在位置信息泄露问题和模态单一问题。为了解决这些问题,文章提出了一种用于点云-图像-点云MAE算法,称为PIP-MAE,该算法通过丰富二维图像知识来指导三维点云预训练模型,对输入的三维点云及其投影的二维图像进行随机掩模,然后重建两种模态的遮掩信息。对下游任务进行了实验,验证了PIPMAE算法的有效性,提高了下游任务精度,能广泛用于各类下游任务。

关键词： 热电效应   锂离子电池   热管理   相变材料   数值分析  

摘要： 温度对锂离子电池工作性能影响巨大,需要增设热管理系统对电池在高温工况下散热。文中建立了一种基于热电效应和相变材料耦合的电池热管理系统,采用半导体制冷片冷端直接为电池制冷,热端采用相变材料散热。为进一步强化系统散热性能,通过数值模拟的方法探究半导体制冷片及相变材料对电池散热的影响。结果表明:半导体制冷片在高工作电流下,其制冷效果突出,但存在电池内部温差过大、相变材料短时间失效等问题难以在电池放电全程维持其合适工作温度,可应用于紧急情况下为电池迅速散热。当制冷片在低工作电流下工作时,制冷片输入工作电流为0.4—0.6 A,相比电池无热管理系统下的平均温度,电池最高平均温度降低约45℃,电池在放电全程散热效果显著,且电池内部最大温差小于5℃,均匀性良好。相变材料的熔点及潜热值大小对热管理系统散热性能也起到了重要作用。

关键词： 微纳加工   热电偶   快响应   冗余   柔性  

摘要： 针对燃气轮机温度检测高温热电偶存在的热容大、响应时间慢、无法表贴安装等诸多技术问题,利用陶瓷微纳加工技术制造出50μm厚度的柔性芯片基底,经薄膜工艺形成冗余结构的铂铑10-铂热电偶电极,通过“三明治”封装形成全陶瓷密封型热电偶,开展微纳陶瓷基高温热电偶性能与功能试验。试验表明,所设计的微纳陶瓷基高温热电偶具有快响应特点,能实现在圆滑表面进行柔性表贴安装,在0~1 000℃温度范围内,热电偶输出灵敏度与二级标准铂铑10-铂热电偶比对,偏差在±0.3%,90%响应时间优于0.1 s,热电偶具有良好的高温稳定性。

关键词： 光纤光学   分布式声波传感   阵列信号处理   目标定位  

摘要： 分布式光纤多维定位对于周界安防、地震速报、目标跟踪等应用有着十分重要的意义。地震源或空气中声源波长与光纤探测孔径为同一量级,光纤传感通道无法对波场进行密集采样,难以实现精准定位。为了消除光纤大探测孔径对目标源多维定位的影响,提出了一种基于相位校正的分布式光纤大探测孔径多维定位方法。首先建立了光纤传感通道对目标源的响应模型,分析了光纤阵列相位误差来源,根据目标源预估计位置对光纤阵列采样信号进行相位校正;然后对校正后的信号进行空间谱估计并采用多次迭代降低定位误差。现场初步实验结果表明,所提方法能够有效实现对目标源的二维定位,定位结果与实际测量位置的误差为1.1 m。该方法可用于既有光缆,提高了分布式光纤传感系统在实际应用中的定位能力。