基于递推最小二乘算法的光纤振动定位系统

为了解决光纤振动定位算法中互相关稳定性差、最小均方收敛速度慢的问题,采用递推最小二乘算法、滑动平均原理、早迟门原理,设计了一套稳定且响应迅速的光纤振动定位系统。光路部分基于双马赫-曾德尔干涉结构,硬件平台以高速采集板结合现场可编程门阵列实现定位。在一段160m的光路上进行重复敲击实验,对取得的振动数据分多段分别计算定位结果,去除最大值、最小值后剩余定位结果取平均值以提高定位精度。结果表明,相对于互相关,递推最小二乘随着迭代次数增加,单次定位结果稳定不会发生偏移,且其定位收敛速度是最小均方的3倍左右;在采样率为10MHz时,系统实际响应时间约0.3s,定位误差范围在±6m,且定位稳定可靠。该研究对于光纤定位系统中定位算法的改进、定位精度的提高是有积极意义的。

基于激光技术的振动定位器质量调态的研究

精密加工制作的振动定位器,是现代武器系统中定位、定向的关键器件,其质量调态是球型振动件加工的重要步骤。对基于激光技术的振动定位器质量调态进行了研究,系统地介绍了激光束调态的原理,振动件加工缺陷层的分布、形式和理论构成,去除缺陷的计算以及激光束工作时间的确定等问题。对应用激光束进行质量调态前后的缺陷情况的对比分析得出,机械加工后的球型振动件的振动分裂频差在0.5 Hz以上,而应用激光束进行质量调态的分裂频差为0.004 Hz,表明该方法是有效的。

基于偏振降噪的分布式光纤振动定位算法研究

基于传统的偏振光时域反射仪架构,以多模光纤作为传感介质,通过偏振降噪方法使振动位置及其后续位置对应的光时域反射曲线迅速收敛,并提出一种用于振动事件定位的信号幅度比值算法。在约10 km长的传感光纤中,获得了小于3 m的定位精度,与常用的逐差定位法相比,新方案的测量效率提升约30%。此外,针对振动事件的频谱分析,提出将信号时域叠加提升振动信号的信噪比,再由快速傅里叶变换提取振动谱的新方法,实验获得的频率精度为0.01 Hz。

带延迟子环分布式光纤传感系统的多频率振动定位原理与实验

针对带延迟子环分布式光纤传感系统的多频率成分振动源定位的问题，提出一种只依赖于振动源任一频率成分的频域解调方法。建立了脉冲光两次经过延迟环的干涉光束输出方程，结合傅里叶变换，根据振动源任一振动频率分量及其对应的两次干涉输出幅度之间的关系计算了振动位置。在此基础上，将宽带激光超辐射发光二极管（中心波长为1550nm）外接脉冲可调激励电源产生的脉冲光作为光源，采用普通单模光纤构建的i0km萨尼亚克环、2km延迟子环以及光电转换器搭建了实验系统，进行了奔跑行为的侵入定位实验。结果表明当传感光纤总长度为10km时，平均定位误差为78m。

统计最优平面近场声全息对振动体的定位研究

基于空间傅里叶变换的平面近场声全息(FFT-based planar NAH)技术对全息面尺寸的要求,在很大程度上限制它的应用范围。为此,引入了统计最优平面近场声全息(SOPNAH)技术,并提出了一种确定波数矢量的新方法。SOPNAH通过全息面上测量声压的线性叠加来反演重建面上的声学量,可以从理论根源上克服FFT-based planar NAH的局限性。实验结果表明,SOPNAH能实现振动体的精确定位及其辐射声场的可视化,并且要求的最小全息面面积比FFT-based planar NAH要小。

体表定位振动排痰联合膨肺吸痰在急诊机械通气患者中的应用效果观察

目的探讨体表定位振动排痰联合膨肺吸痰在急诊机械通气患者中的应用效果。方法选择2009年6月至2013年6月北京市通州区中西医结合医院收治的急诊机械通气患者86例，按入院先后顺序随机分为观察组和对照组，每组43例。对照组采用普通吸痰方法，观察组采用体表定位振动排痰法联合膨肺吸痰法排痰，均吸痰5d。比较2组患者吸痰前、吸痰5d后动脉血氧饱和度（SaO2）、氧分压、二氧化碳分压、呼吸频率的变化；比较2组每天吸痰总量、吸痰间隔时间、吸痰彻底程度及并发症发生情况。结果吸痰前2组患者SaO2、氧分压、二氧化碳分压、呼吸频率差异无统计学意义（P〉0．05），吸痰后均较治疗前改善[对照组：（93．2±4．8）％比（87．1±6．8）％，（121±19）mmHg（1mmHg=0．133kPa）比（97±19）mmHg，（40±6）mmHg比（42±12）mmHg，（25±5）次／min比（29±7）次／min；观察组：（98．4±2．9）％比（86．7±5．8）％，（132±15）mmHg比（97±18）mmHg，（38±4）mmHg比（42±10）mmHg，（22±3）次／min比（29±7）次／min]，观察组改善程度明显大于对照组，差异均有统计学意义（均P〈0．05）。观察组第1～3天吸痰总量明显多于对照组，第4、5天吸痰总量明显低于对照组[（30．5±0．8）ml比（20．5±1．2）ml，（44．8±1．6）ml比（31．6±1．5）ml，（36．2±1．9）ml比（31．3±1．7）ml，（17．2±2．1）ml比（28．4±0．9）ml，（10．3±0．9）ml比（25．1±1．3）m1]，吸痰间隔时间明显长于对照组[（2．9±0．7）h比（1．3±1．0）h]，吸痰彻底程度明显优于对照组[（1．4±0．5）分比（2．0±0．4）分]，并发症发生率明显低于对照组[4．7％（2／43）比18．6％（8／43）]，差异均有统计学意义（均P〈0．05）。结论体表定位振动排痰联合膨肺吸痰排痰效率明显优于普通吸痰法，安全性高，对急诊机械通气患者尤其是昏迷、咳嗽乏力的患者尤为适用。

体表定位振动排痰法对机械通气患者排痰护理的效果评估

目的探究体表定位振动排痰法对机械通气患者排痰护理的效果。方法选取2017年1月至2020年1月本院收治的80例行机械通气治疗患者,随机分为观察组和对照组,每组40例。观察组采取体表定位振动排痰法排痰护理,对照组实施常规排痰护理。比较两组并发症发生率、机械通气时间和住院时间。结果观察组并发症发生率低于对照组,住院时间、机械通气时间均短于对照组,差异有统计学意义(P<0.05)。结论对接受机械通气治疗的患者,采取体表定位振动排痰法进行排痰护理,可显著降低患者的并发症发生率,且能缩短患者的通气治疗时间和住院时间,具有较高安全性和可行性,值得临床推广应用。

基于相关系数的核电主泵振动异常定位方法研究

在工业互联网的大背景下,核电厂积累了大量过程监测数据,但大多数据都未进行标记,无法将其直接应用于以数据驱动为核心的智能预警诊断。采用现场的报警门限值仅能对少量的振动异常进行定位,忽略了大量未超报警门限但波动明显的振动异常现象。针对该问题,提出一种基于相关系数的振动异常定位方法,该方法将振动数据与对应时间的相关系数作为衡量振动数据的波动指标,并通过历史数据统计计算波动阈值,进而对波动异常数据进行定位。核电主泵的振动监测数据表明,提出方法能有效检测数据的波动异常现象并实现了振动异常起始点的定位,为核电设备智能诊断方法的研究提供了大量有效的数据。

便携式光纤断点定位振动监测设备的研制

为解决传统OTDR设备断点难以进行实际地理位置定位,以及Φ-OTDR设备笨重,不方便携带的且操作复杂的问题,研制出了一台初步达到工程应用的便携式光纤断点定位振动监测仪。阐述了光纤断点定位振动监测仪的工作原理和制作方法,对每个组成部分,包括软件和硬件都作了说明,阐述了研制该设备的系统先进性。通过对光纤样品的测量分析了该光纤断点定位振动监测仪的效果。

用于电网监控的全光纤干涉局部放电定位系统

针对传统的电网局部放电定位方法的诸多缺点,提出了一种基于Sagnac干涉仪的光纤传感定位系统。该定位系统使用光纤作为传感单元,探测局部放电过程中所产生的声波和超声波,利用算法对探测到的振动信号进行处理,最终得到局部放电发生的具体位置。实验证明该系统具有较高的精确性和稳定性。

φ-OTDR相位提取程序的设计

阐述相位敏感型光时域反射仪(φ-OTDR)利用光纤实现沿线振动的分布式测量,φ-OTDR通过光相位变化反映光纤沿线的振动状态,相位提取是φ-OTDR技术的关键。针对相位提取过程中的数字正交解调、振动定位和相位解卷绕的主要步骤,介绍程序设计的实现方法,并给出流程图。通过对数据的处理,验证实现方法的有效性。

基于Wigner-Ville时延分析的传感器网络定位方法

到达时间差(TDOA)定位是根据各个传感器接收信号的时差来实现目标定位的,时延估计的准确程度直接影响到定位的精度。从信号能量角度出发,根据Wigner-Ville变换得出一种时频能量分布,通过对应频率下能量的最大值来确定信号的到达时间,进而确定出时间差,同时计算了振动信号在实验介质中的传播速度,最终实现了振动定位的目的。试验结果表明,基于WVD时频能量分析的方法有利于减少实际测量环境下的振动源定位误差,从而提高定位的精度。

Φ-OTDR分布式光纤传感器的振动应变监测

提出了一种基于相位敏感光时域反射(Φ‑OTDR)分布式光纤传感器的振动应变监测方法,能够从光纤背向散射信号中提取振动信号,重构振动波形,实时获取外界的振动应变。首先,建立了系统对外界振动的响应模型,分析其振幅响应特性,并给出了系统优化参数;然后,搭建了Φ‑OTDR分布式光纤振动应变监测试验系统,开展了系统对不同位置、不同频率的振动应变监测试验。试验结果表明,该应变监测方法能有效获取外界的振动应变,同时实现了外界振动定位与应变监测。

地面目标振动特征研究

振动传感器定位系统作为无源定位的一个重要组成部分,在复杂的地形地质条件下甚至是严密伪装的情况下仍能充分发挥其作用,而这正是光学侦察、无线电侦察和雷达侦察等现代侦察技术的盲区。本文对振动传感器接收的振动信号进行了深入的研究。首先通过分析了解到振动信号的主要组成部分是瑞雷波,然后对瑞雷波进行分析了解其频率范围以便选择适当的振动传感器,最后对振动信号进行EMD分解以便了解目标的振动特征,为平面移动目标的定位、识别与跟踪奠定基础。

分布式光纤振动传感系统在长输管道防挖掘破坏的应用

分布式光纤振动传感技术利用与管道同沟敷设的通信光缆作为振动传感器,对长输管道第三方破坏事件进行预警。建立了多维度分析模型,经过机器自学习和模式特征库的迭代调整,模式识别准确率大幅度提高。

基于位置闭环的制振陷波器改进和参数整定

伺服系统中因传动装置刚度不足会引发定位振动问题。针对采用陷波滤波器解决该问题时存在陷波滤波器参数整定过程繁琐且整定抑制效果不明显,基于零极点抵消法提出一种改进的前馈陷波滤波器。该方法采用振幅最高点所对应的频率和对数衰减法快速整定陷波器的中心频率、陷波宽度和陷波深度。实验结果显示:使用该滤波器比未使用滤波器相比可降低88.4%的定位振动,证明将改进滤波器作为前馈陷波滤波器可实现定位振动抑制以及滤波参数整定方法的有效性。

增程式汽车发电机噪声机理分析与控制

针对增程式汽车发电机运行过程中噪声过大的问题,通过电磁力波特征阶次分析和振动噪声定位分析,并提出了相应的优化方案。首先,通过电磁力波特征阶次分析,探讨了电枢反应和永磁体对电磁力波的影响。其次,通过噪声定位分析,确定了额定工况下噪声的主要成因,并针对该问题提出了改进电机内部转子结构添加转子辅助槽的方案,优化了电机气隙磁密。最后对电机建模进行有限元振动噪声的仿真分析,评估了优化方案的效果,改进后电机噪声显著降低。

随机数编码融合长脉冲级联调制提升Φ-OTDR定位性能

为解决随机数编码造成相位敏感光时域反射系统振动定位差的问题,设计了一种随机数编码融合长脉冲的级联调制方法,分别利用声光调制器和半导体光放大器实现随机数编码和长脉冲的融合调制,提升消光比。使用自相关的随机数编码生成脉冲序列,设计数字正交解调算法获得拍频信号幅值与相位信息。实验结果表明,在4km长度传感光纤上,脉冲宽度为40ns时,方案可将消光比提升13.7dB;当振动信号频率为200Hz时,振动信号定位均方根误差为2.1m,最大绝对误差为3.8m,提升了振动信号定位精度,为编码相位敏感光时域反射系统定位性能提升提供了新方法。

光纤传感应用技术研究

根据光纤应变传感器弹光效应原理以及感应的调制和解调,研究出了目前全球唯一采用单芯光纤振动叠加定位技术系统。该系统具有结构简单、灵敏度高、实用性强等优点,适用于周界防护系统、声传感技术领域以及地震预警等。

白芥子穴位贴敷联合体表定位高频振动循经叩背治疗COPD急性加重期的安全性和有效性分析

目的:探讨白芥子穴位贴敷联合体表定位高频振动循经叩背治疗慢性阻塞性肺病急性加重期(COPD)的安全性和有效性。方法:选择2020年1月~12月在我院接受治疗的30例COPD急性加重期患者为研究对象,按随机数字表随机分为试验组和对照组,每组各15例。试验组采用体表定位高频振动循经叩背排痰联合白芥子穴位贴敷。对照组采用传统的手拍方式进行拍背排痰。对两组患者的治疗效果、血气分析指标[pH值、动脉血氧分压(PaO_(2))、动脉血二氧化碳分压(PaCO_(2))]、临床指标(机械通气时间、总排痰量、住ICU日数)以及炎性指标[血清白介素-6(IL-6)水平、血清白介素-8(IL-8)水平、肿瘤坏死因子-α(TNF-α)水平]进行比较。结果:与对照组相比,试验组患者治疗后pH值、PaO_(2)高且研究组PaCO_(2)低。与对照组相比,试验组患者机械通气时间、住ICU日数短且研究组总排痰量少。与对照组相比,试验组患者总有效率高。与对照组相比,试验组患者治疗后血清IL-6、IL-8、TNF-α水平低。结论:白芥子穴位贴敷联合体表定位高频振动循经叩背治疗能改善COPD急性加重期患者炎性指标、血气分析指标,缩短机械通气时间、住ICU日数,减少总排痰量。