基于物理信息神经网络的金属表面吸收率测量方法

漫反射金属吸收率的准确测量十分重要且比较困难.量热法可靠性较高,但是参数反演较为困难.为此,建立了一种物理信息神经网络方法.该方法通过神经网络拟合温度上升段曲线,进而获得吸收率.为了验证该方法,开展了数值仿真和实验研究.数值仿真结果表明,该方法适用于吸收率测量,抗干扰能力强,反演精度高,在0.05—0.2的吸收率范围内,最大误差为0.00092.实验以喷砂镀金铝板为被测对象,受表面粗糙度、镀金工艺等影响,这些样品的吸收率处于2%—10%之间,测量重复精度优于1%.基于物理信息神经网络的吸收率测量方法有望成为一种有力的金属表面吸收率测量方法.

时间分辨动态LIBS测量方法

针对激光诱导击穿光谱(LIBS)研究对时间分辨动态光谱测量方法的需求,建立了基于多通道光纤束的动态LIBS测量方法。该方法首先利用不同长度的光纤组成多通道光纤束,对瞬态LIBS信号进行差异延迟,使按照特定时间序列发射的光谱信号同步到达探测器,而后采用面阵ICCD相机对同步到达的多通道光谱信号进行高时间分辨探测。该方法单次测量即可获得LIBS辐射不同时刻的时间分辨光谱。为了验证基于多通道光纤束的动态LIBS测量方法,研制了具有19个通道的光纤束,光纤束中包含的各个单根光纤长度呈等差数列排布,长度差设置为10 m,对应测量的时间间隔约为50 ns,单次测量记录的总时间长度近900 ns。分别基于短脉冲激光光源和标准光源,开展了系统时间响应和光谱响应特性研究,获得了系统的时间响应数据和光谱响应曲线。用YAG激光器的二倍频激光(532 nm)诱导Si产生等离子体辐射光谱,在线测量了辐射光谱的时间演化历程,获得了Si等离子体辐射过程中SiⅠ390.52 nm,SiⅡ385.51 nm,SiⅡ413.12 nm谱线从0~898 ns时间范围内19个时刻的光谱信息,获得了特征光谱的演化规律,验证了该测量方法的可行性。结果表明,利用该测量方法,单次测量可以获得瞬态LIBS辐射过程中19个时刻的光谱参数,具有很高的测量效率。对于实验成本较高、运行频率低的激光诱导等离子体实验研究,采用该方法可以大大降低了测量成本,有效提升等离子体时间分辨动态光谱测量能力。

提高复杂燃烧流场羟基示踪测速精度的方法

为了提高流速测量精度,研究OH荧光图像背景抑制的方法.分析识别复杂燃烧流场中存在的背景干扰,构建染噪的数值仿真模型;基于干扰图像和OH标记线信号图像的特性,采用空间变换思想,提出了自适应差分法消除发动机燃烧室剧烈反应区域的燃烧OH荧光干扰;利用空域上信号与背景残余的差别,采用空间滤波法优化背景抑制结果,最后对仿真模型和实验图片对比,验证了该方法的有效性,处理前后峰值信噪比提高了11.83dB,信噪比提高了8.66dB,速度计算误差改善到了1.2%.该方法可有效的抑制背景噪声,提高测速精度,满足激光诊断系统对测量精度的要求.

基于物理信息神经网络的光斑质心计算

为了实现强噪声干扰下的远场光斑质心高精度计算,研究了一种基于物理信息神经网络的质心定位方法—质心物理信息神经网络(centroid-PINN),该方法利用U-Net神经网络优化质心计算误差损失.为了验证该方法,利用模拟产生不同强度的两种类型噪声(斜坡噪声和白噪声)干扰下的高斯光斑训练网络.通过两种类型的光斑(高斯光斑和类Sinc函数光斑)测试神经网络,均得到了较高的质心定位精度.相比传统质心定位计算方法,centroid-PINN无需根据噪声水平设置参数,特别是能够处理斜坡噪声的干扰,获得高精度定位结果.成果可用于高性能激光光斑质心参数测量设备的研制,对于夏克-哈特曼波前测量装置的研制也有一定的借鉴意义.

基于钻孔取样、土工试验、深部位移监测、反演计算综合判断变形体潜在滑动面的方法

处于蠕动变形阶段和滑坡体或变形体,软弱带未形成连续的剪切面,但由于中部滑体向前移动,引起后部岩土体产生破坏,后缘出现弧形拉裂缝,两侧出现平行的剪切裂缝,但是滑坡微地貌不明显,滑带未形成或不连续,仅通过钻孔查明滑带位置困难较大,采用钻孔取样、土工试验、深部位移监测、反演计算综合判断滑动面位置可取得良好的效果。

定量水直接吸收法测量激光能量可行性分析

针对近红外强激光能量高精度测量需求,提出了定量水直接吸收法,采用定质量的水作为吸收体,通过激光辐照前后水温的变化获得激光能量。为验证该方法的可行性,建立了类比电路模型,分析了入射激光能量和隔热层热阻对温差的影响规律。研究结果表明:入射激光总能量与温度变化之间存在显著的线性关系;采用温度曲线下降沿拟合的数据处理方法能降低隔热热阻对测量结果的影响。因此,定量水直接吸收激光能量测量方法有望实现近红外高能激光能量的高精度测量。

航空发动机地面试验激光燃烧诊断技术研究进展

为了研究湍流燃烧基础问题和改进实际燃烧装置性能,基于激光的燃烧诊断技术已发展成为当前发动机湍流燃烧实验研究的主要测量工具。在已发展的激光燃烧诊断技术中,每种技术都有其局限性和适用范围,需要根据发动机模型燃烧室内部流场测量的要求和特点,选择合适的激光诊断技术。在温度测量中,相干反斯托克斯拉曼散射(CARS)技术主要用于单点温度测量,单脉冲CARS谱测温不确定度优于5%;高时空分辨温度场的测量需要采用双色平面激光诱导荧光(PLIF)测温方法,但其测温精度通常也会相应降低。在速度测量中,粒子成像测速(PIV)技术适用于低速流场速度的精细测量,羟基分子标记测速(HTV)技术适用于高温超声速甚至高超声速流场的速度测量,HTV测速不确定度可优于4%。在组分浓度测量中,主要采用自发拉曼散射(Spontaneous Raman Scattering,SRS)和PLIF技术进行主要组分和中间反应物的浓度分布测量。本文对航空发动机湍流燃烧温度、速度、组分浓度等参量的高时空分辨测量所涉及的激光燃烧诊断技术的基本原理、研究现状和发展趋势进行综述。

喷气发动机湍流燃烧场激光定量诊断技术研究进展

燃烧流场参数的定量测量是发动机研发不可或缺的重要组成部分,以煤油为燃料的喷气发动机内流场是高温、高压的强湍流复杂燃烧场。本文针对喷气发动机燃烧流场温度、速度、组分浓度等主要参数定量测量的需求,重点介绍本实验室研发的相干反斯托克斯拉曼散射(CARS)测温、OH示踪测速(HTV)、自发拉曼散射(SRS)测量组分浓度的实验系统及其在发动机燃烧流场诊断中的应用。具体分析定量测量的难点,提出解决方法和攻克的关键技术,给出地面试验现场测量结果和测量不确定度。

利用拉曼散射法在线测量航空发动机燃烧场主要组分

为了分析评价航空发动机燃烧状态,采用拉曼散射技术在线测量了航空涡轮发动机燃烧流场主要组分。基于发动机实验现场条件,建立了用于发动机燃烧场主要组分测量的拉曼散射实验系统,测量了发动机试验过程中流场主要组分的拉曼光谱;通过光谱计算获得了流场主要组分含量信息。实验结果表明:采用自发拉曼散射技术可以较好地完成航空涡轮发动机燃烧场主要组分摩尔分数的测量工作。

脉冲/连续高功率激光光斑分布阵列探测器

通过测量发射到远场的激光功率密度时空分布给出所需要的到靶总功率、光束质量、桶中功率、功率时间曲线等关键指标参数,是目前准确评价激光系统性能的重要技术手段。介绍了一种基于光电探测器阵列实现近红外脉冲激光功率密度时空分布的测量方法,可以实现900~1700 nm波长、动态范围大于2000倍的激光光斑参数测量。该阵列探测器具有测量面积大、单元一致性好、测量精度高等特点,并可同时实现脉冲和连续激光参数测试要求。给出了阵列探测器的总功率测量结果,测量值与激光器输出功率偏差在5%以内,且激光光斑分布测量结果准确可靠。该阵列探测器已在多套激光系统的参数测试中得到成功应用,可以作为响应波段内的脉冲/连续激光光斑参数测试一种有效技术方案。

基于荧光谱分辨的煤油燃烧场OH分布测量

燃烧流场浓度、温度空间分布的精细测量对发动机燃烧室设计、计算流体动力学模型建立以及数值仿真软件的验证具有重要意义,其中平面激光诱导荧光(PLIF)技术具有对象选择性、高测量灵敏度、测量信息量丰富、实验开展简单等优势,尤其是OH-PLIF浓度及温度测量技术以其理论成熟性及技术方便性得到更为广泛的应用。但该技术在煤油燃烧场的应用受到较大限制,原因在于煤油燃烧场残余煤油对OH荧光信号造成较大干扰。针对OH荧光分布测量时煤油干扰问题,开展了OH及煤油吸收谱及荧光发射谱理论及实验对比分析。其中煤油蒸汽吸收谱由氘卤灯通过煤油蒸汽前后的光强强度比获得,相比于OH在260~320 nm波段的孤立吸收线,煤油吸收为宽带吸收,煤油吸收线完全覆盖OH激励线,在煤油燃烧场在此波段对OH激励测量时,激励煤油产生荧光不可避免。另一方面,通过调节激励波长,测量获得OH/煤油混合荧光与煤油荧光发射谱。煤油蒸汽荧光发射谱为中心分别位于290及340 nm的宽带信号,OH荧光主要集中于波长300~320 nm,煤油荧光发射谱范围覆盖OH荧光,结合吸收谱测量结果,说明在煤油燃烧场燃烧不充分时,在280 nm波段激励测量OH无法通过频域滤波的方式测量获得纯OH荧光信号。通过对煤油信号的测量并扣除实现OH荧光信号的准确测量,主要从选择性探测方面入手,在OH荧光测量系统基础上增加一台探测相机,采用两台ICCD相机,分别结合(315±15)和(360±6)nm的带通滤光片进行OH/煤油混合荧光和煤油荧光的选择性探测,通过对应点扣除的方式,在煤油本生灯及发动机模型煤油燃烧混合荧光信号中去除煤油荧光获得了受干扰较小的OH分布结果,证实了干扰消除方法的可行性,为后续煤油燃烧场浓度及温度分布测量奠定了基础。

交叉标记显示的羟基标记速度矢量测量

针对流场二维速度矢量分布测量的需求,提出了利用交叉标记显示的光路设置实现羟基分子标记示踪速度矢量的方法。该技术中通过将标记激光束和显示激光片交叉布置,在激光片平面内形成交叉标记点用于流场示踪。与传统的交叉网格实现速度矢量测量的方式相比,该方法简化了实验光路,有利于在恶劣环境中的应用,并且得到的标记为近似圆点,标记位置的识别更加方便。通过对交叉标记显示产生的标记点图像的位置进行模拟识别运算,获得了影响标记点位置识别精度的因素和规律。利用单标记点实验设置,获得了射流火焰流场速度矢量及其浮动值,结果显示在存在火焰OH背景干扰的情况下,速度测量不确定度小于2.2m/s;利用柱面透镜阵列,实现了3×20个标记点的速度矢量分布测量。研究结果表明了交叉标记显示方法进行分子标记速度测量的可行性。

非线性双线原子荧光技术的标定新方法

针对非线性双线原子荧光技术(NTLAF)测温过程复杂度高的问题,提出了利用可调谐二极管吸收光谱技术(TDLAS)的标定方法。该方法将三个标定常数合并为一个,由荧光强度与TDLAS实时路径积分温度迭代求解获得该标定常数,最后获得温度。借助数值方法模拟了利用TDLAS标定NTLAF温度的过程,分析了不同温度分布及迭代初值对该方法的影响。温度反演结果与传统使用点标定方法的精度近似相等,温度反演误差均小于5%;不同温度分布对该标定方法的影响较小;选用合适的迭代初值,总能够获得唯一的标定常数。

龙滩工程碾压混凝土大坝冷却水管埋设工艺及效果分析

龙滩水电站大坝是目前世界已建成的最高碾压混凝土重力坝,大坝施工工期紧,浇筑强度高,全年连续施工。夏季高温季节,环境温度高、热辐射大,碾压混凝土在运输、摊铺、碾压过程中温升快,对混凝土温控极为不利。为此,需通过优化混凝土配合比,降低胶凝材料用量,以降低混凝土水化热温升;拌制预冷混凝土;控制运输、浇筑过程中混凝土温升;通过埋设冷却水管通水冷却,控制坝体混凝土最高温度。

燃烧流场羟基示踪测速的噪声去除方法

为了保证燃烧流场羟基(OH)示踪速度测量的精度,开展了背景噪声去除方法研究。基于燃烧流场羟基示踪测速数据的噪声特性分析,构建了染噪的数值模型;针对局部的燃烧OH荧光干扰以及流场杂散光等背景噪声,采用了基于Hough变换的空间滤波方法。针对测量系统的物理、电、光以及传感器等噪声,采用了小波变换的噪声去除方法,提高了图像信噪比。提出了一种将两种方法融合的背景去除方法,抑制了系统噪声对空间滤波算法精度的影响,优化了空间滤波结果。研究结果表明,图像处理后峰值信噪比提高了16.79 dB,信噪比提高了13.91 dB。对燃烧流场实验数据进行了处理,有效地抑制了背景噪声,达到了图像预处理的效果,满足了激光诊断系统对测量精度的要求。

棉花滩水电站工程计量与支付

工程的计量与支付是监理工程师进行投资控制和合同管理的一项重要工作内容 ,棉花滩水电工程在计量与支付工作上采取了一系列的措施 ,规定了程序、计量方法 ,建立台帐制度 ,使计量与支付工作得以正常、有序、公正地进行。在该项工作过程中也发现了一些问题 ,主要是 :工程量报价单问题 ,新增项目管理问题 ,工程量计算问题 ,签证单使用问题等 ,对此 ,提出了改进建议。

监理机构核心竞争力的培育及其构建

企业在不断变化及日益严峻的市场环境中保持并扩大竞争优势,需要具备核心竞争力。工程监理单位核心竞争力的构成要素主要包括战略管理、人力资源、组织管理能力和技术管理创新能力,其中内在决定因素是资源、知识、企业文化。目前工程监理单位核心竞争力培育可以着重从建设具有时代特点和企业特点的企业文化,建立以人为本的管理体系,建立学习型组织,确立品牌发展战略等方面入手。

浅谈合同条款的编制

合同条款是合同内容的具体表现形式。根据项目的具体特点、工程环境和法律法规的要求,有针对性地编制合同条款,明确合同双方的权利、义务、责任和风险,便于操作,有利于合同的全面履行,实行规范化管理,有效防范风险。

棉花滩水电站碾压混凝土坝施工质量监控

棉花滩水电站碾压混凝土重力坝最大坝高 114 5m ,坝顶长 30 8 5m ,碾压混凝土 5 1万m3。大坝标工程于 1998年 4月 1日开工 ,2 0 0 1年 3月填筑完毕。施工中实行了建设监理制 ,监理单位设置了机构 ,配备了人同和设备 ,有一套比较完善的规章制度 ,加强了原材料管理 ,进行了全过程、全立位的质量控制和旁站监理 ,保证了工程质量。经机口取样试验、钻孔取心和压水试验 ,混凝土容量、抗压弹模、抗渗、抗剪等指标都达到了设计要求。

可调空间分辨USEDCARS技术研究

相干反斯托克斯拉曼散射(CARS)技术是一种非常重要的燃烧诊断技术,该技术具有非常强的抗干扰能力和非常高的测量精度。但空间分辨力不足会使CARS技术产生很强的空间平均效应,引起成CARS光谱畸变,进而造成CARS光谱分析困难,无法通过CARS光谱反演燃烧场参数。针对非稳腔空间增强探测CARS(USEDCARS)技术存在的空间分辨不足以及空间分辨力不易改变的特点,分析了影响USEDCARS技术测量空间分辨力的各种因素,采用一组轴棱锥对USEDCARS系统中的泵浦激光进行环状光束整形,并通过调节轴棱锥之间的距离获得了不同直径的环状光束,在此基础上,建立了空间分辨可调USEDCARS诊断系统。开展了空间分辨力分析实验,获得了CARS信号强度随空间位置的分布数据,以CARS信号总强度95%包含的空间区域代表CARS的纵向空间分辨力,以此计算得到了CARS系统空间分辨力为1.7~6.5 mm连续可调。其中,高分辨力情况,达到了现有BOXCARS技术的空间分辨力。利用所建立的空间分辨可调USEDCARS诊断系统测量了酒精/空气预混火焰温度参数,获得了不同空间分辨条件下的CARS光谱。空间分辨力为1.7 mm时,获得了高质量CARS光谱,通过光谱拟合给出了所测火焰的温度信息。分辨力分别为4.9和6.5 mm时获得了较强的CA RS信号,但存在光谱畸变。结果显示,空间分辨力对CARS信号的强度和空间平均效应有很大地影响,提高测量的空间分辨力可以有效消除空间平均效应,获得准确的CARS光谱,增强光谱拟合精度,同时空间分辨可调的特性使该系统能够更好地适应不同实验条件下的诊断工作。