压差式光纤矢量水听器驻波场校准特性研究

利用压差式光纤矢量水听器获取复声阻抗下的声场信息,不仅需对实声阻抗下声信号的相位进行校准,还必须对虚阻抗下声信号的幅度作校准。驻波场下声阻抗为虚数,可实现声信号幅度的校准,由于2个传感基元灵敏度存在差异,声压梯度值与理论值存在幅度的差异,指向性特性为一大一小的"8"字型,凹点发生偏移。采用双光纤干涉仪结构的一维压差式光纤矢量水听器进行测试,证明了上述结论,采用灵敏度修正,可将两基元灵敏度非一致对指向性造成的影响消除,得到较理想的指向性曲线,实现对声信号幅度的校准。

驻波管测试下压差式光纤矢量水听器的改进

压差式矢量水听器基于声场有限差分原理进行声压梯度测量,而光纤声压传感器结构相对复杂,在工艺上难以保证传感器间的灵敏度一致性。研究了声压传感单元不一致对压差式光纤矢量水听器的影响,指出声压传感基元灵敏度不一致对实际应用中的行波场条件下的测量影响更严重,采用传统的驻波管校准后的压差式光纤矢量水听器在实际运用中就会造成声压的相位测量误差。提出了可通过一维方向上采用双干涉仪结构来克服此问题,并分析了该结构的压差式光纤矢量水听器的驻波管校准方法,依据该方法进行测试,可克服声压传感基元灵敏度不一致的影响,使其能在实际中得以应用。

蛙人探测声呐系统发展综述

蛙人由于目标小、破坏性大,可担负常规力量无法完成的任务,已成为港口与近岸水域的严重威胁之一。水下蛙人探测是非传统安全保障领域的一个重要研究方向,对于港口、大型舰船、滨海娱乐场所、海上石油钻井平台等重点水域的安保和防御具有重要意义。文中首先论述蛙人的主要特征,指出了蛙人探测的难点问题,同时阐述蛙人探测声呐(DDS)的相关原理。随后以英国、以色列、加拿大等国和国内具有代表性的产品为例,详细介绍当前国内外DDS系统的发展状况。最后总结我国在DDS方面取得的成果,指出国内DDS技术与国外的差距,展望DDS的技术发展趋势,为促进我国DDS的发展提供借鉴与参考。

嵌入注意力机制的卷积神经网络水声目标识别

针对低信噪比水声目标单一特征识别率低,稳健性差的问题,提出一种基于注意力机制和多尺度残差卷积神经网络(Multi-scale Residual CNN with Attention, MR-CNN-A)进行特征融合的识别方法。该方法根据多尺度卷积核与特征图形成多分辨率分析关系,并以此通过注意力机制实现优势特征权值提取与融合,从而提高模型在文中水声数据集上提取目标噪声特征和分类识别的稳健性与抗噪能力。开展了4类舰船噪声和海洋环境噪声的识别试验、水下和水面自主式水下航行器的识别试验,以及不同信噪比条件下目标噪声的识别试验。结果表明:对于文中所涉及的水声目标噪声和人工高斯白噪声干扰,该网络模型识别正确率明显高于支持矢量机与简单卷积神经网络,且对高斯白噪声的抑制能力远强于支持矢量机与简单卷积神经网络,稳健性好,模型复杂度小。

TMP技术在焦化蜡油及焦化汽油催化裂解中的应用

为解决焦化蜡油和焦化汽油的出路问题,山东恒源石油化工股份有限公司将30万t/a重油催化裂化装置改造成为焦化蜡油-焦化汽油两段提升管催化裂解多产丙烯(TMP)装置。TMP装置已连续稳定运行3 a多。标定结果表明,焦化蜡油的密度高达942.6 kg/m3,含氢质量分数仅为10.94%;当m(焦化蜡油)/m(焦化汽油)为68∶32时,经过TMP装置加工后,液化气、汽油、柴油收率分别为17.41%,31.28%,37.67%;液化气的主要组分为烯烃,其中丙烯体积分数大于50%;稳定汽油的研究法辛烷值接近90;装置的综合能耗[m(标准油)/m(原料油)]为72.75 kg/t。

对石油炼制工业污水处理技术研究

在石油炼制过程中产生的工业污水，其污染成份和污染物含量是由原油品质和炼制工艺决定的。石油炼制工业污水成份复杂，对污水水质进行分析，并对污水治理工艺进行研究，才能做好污水处理工作。

湿式烟气脱硫除尘技术在TMP催化裂化装置的应用

恒源石化在0.3 Mt/a的TMP催化裂化装置采用钠镁法湿式烟气脱硫技术,新建1套烟气脱硫除尘装置。工业运行结果表明,钠镁法烟气脱硫除尘装置具有良好的操作弹性,运行经济可靠。净化后烟气中的SO2浓度最低能达到3 mg/m3,SO2脱除率达到99.9%,净化烟气平均粉尘含量16.3 mg/m3,优于设计值。实现了高效连续运行,可控外排废气中的各项指标满足排放要求。

一种非线性腔光力系统中的光机械频梳现象

腔光力系统是一种光学谐振模式和机械振荡模式在微纳尺度上相互耦合作用的微纳腔体结构。基于微纳加工技术实现的腔光力结构具有超强光机械模式耦合效应,可在激光激励下产生超稳且窄线宽的机械振荡信号。腔光力系统中的经典力学、量子力学现象等已经被广泛应用于高精度传感、腔光力器件与电路、高效率微波-光学转换器件等技术领域。为了获得光机械振荡微波信号,采用基于非线性机械振子的光机械耦合方案,使腔光力作用在一个含有非线性振子的两级级联的机械振子系统上,实现由非线性特性光机械耦合作用引起的简并四波混频,进而产生光机械频梳。基于非线性腔光力系统的光机械频梳研究,将有效推动光子集成式光机械频梳技术的发展和广泛应用。

光纤法布里-珀罗传感器阵列串扰抑制方法

本文提出了一种基于多波长平均的五步相移解调方案,解决非本征光纤法布里-珀罗(F-P)传感器阵列的串扰问题。以光纤F-P传感器的两基元并联复用系统为研究对象,探讨了基于五步相移解调方案的基本串扰理论以及多波长解调抑制串扰的具体方法。通过数值仿真研究了串扰与传感系统的消光比、平均波长数、波长间隔以及不同传感器基元腔长的关系,对单波长解调方案和多波长解调方案的串扰抑制效果进行了对比分析。结果表明,相较于单波长解调方案,多波长解调方案通过对多个连续工作点处的五步相移信号解调结果进行平均,降低了传感阵列的串扰。同时,该解调方案降低了对传感阵列光开关消光比和不同基元间腔长一致性的要求,有效推进了光纤F-P传感器阵列大规模复用的发展。

基于变采样长度傅里叶变换的白光干涉仪解调

基于傅里叶变换的非本征光纤法布里-珀罗干涉仪（EFPI）的解调方法，对解调白光干涉的EFPI具有解调精度高，动态范围大，且可实现腔长的绝对测量等优点。然而，该方法的动态范围和解调精度分别受限于采样导致的非线性谱分布以及傅里叶变换的栅栏效应。分别采用三次样条插值和改进的傅里叶变换来消除光谱的啁啾特性和提高解调精度。仿真和实验证明该算法的解凋精度提高了70倍。

非本征法珀干涉传感器的双参量同时传感研究

光纤传感器对静态绝对量和动态相对量同时测量在很多场合都有应用需求，这就要求传感系统兼具大动态范围和高精度的特点。采用基于快速光谱获取的白光非本征法珀干涉（EFPI）传感系统，可满足静态信号大动态范围和绝对测量需求，同时可快速响应动态信号。将zoom-FFT算法用于传感器的腔长解调，提高了信号的解调精度，实验测得精度达4nm。由于zoom—FFT法运算量小，在算法上可满足动态测量对解调速度的需求。在0～30cm深度内对传感器进行了标定，传感器对静压力的响应具有较好的线性特性，计算得到液位分辨率为0．13mm。利用液位信号和声信号频率的差别，实现了单传感器对液位深度和声信号的同时测量，验证了此系统在对静态绝对量和动态相对量同时传感方面具有应用潜力。

Optical fiber acoustic sensing multiplexing system based on TDM/SFDM

We propose a system of time-division multiplexing （TDM） and spatial frequency-division multiplexing （SFDM）. Extrinsic Fabry Perot interferometric sensors are applied to detect weak acoustic signals. The broadband source is employed, the light from it is modulated by a pulse signal sequence and is efficiently amplified by semiconductor optical amplifiers. Experimental results show that the equivalent noise pressure spectrum level is -97.2 dB re 1 rad/√Hz below 1250 Hz, and the cross talk between two sensors in one TDM channel is -32.7 dB with a cavity length difference of 60 μm. The number of sensors in this multiplexing system can theoretically reach 160.