基于多主体协作技术的光纤Bragg光栅传感器网络自修复实现

针对光纤布拉格光栅(FBG)传感器监测飞机机翼盒段试验件上的静态载荷,对多主体协作技术实现结构健康监测中光纤Bragg光栅传感器网络的自修复性进行研究。当某个主体的光纤Bragg光栅传感器发生故障时,首先,传感主体依据采集到的传感器信号利用支持向量回归机算法对外部载荷位置进行预测,然后系统协作主体对两个主体的预测结果进行协作,共同对故障传感器信号进行修复,最终获得损伤位置的识别结果。研究表明:多主体协作之后的损伤位置平均识别精度比单独采用任何一个主体的平均识别精度都高,可以对失效传感器信号进行一定的补偿、修复。     

Investigation of charge loss characteristics of HfO2 annealed in N2 or 02 ambient

The retention characteristics of electrons and holes in hafnium oxide with post-deposition annealing in a N2 or 02 ambient were investigated by Kelvin probe force microscopy. The KFM results show that compared with the N2 PDA process, the O2 PDA process can lead to a significant retention improvement. Vertical charge leakage and lateral charge spreading both played an important role in the charge loss mechanisms. The retention improvement is attributed to the deeper trap energy. For electrons, the trap energy of the HOS structure annealed in a N2 or 02 ambient were determined to be about 0.44 and 0.49 eV, respectively. For holes, these are about 0.34 and 0.36 eV, respectively. Finally, the electrical characteristics of the memory devices are demonstrated from the experiment, which agreed with our characterization results. The qualitative and quantitative determination of the charge retention properties, the possible charge decay mechanism and trap energy reported in this work can be very useful for the characterization of hafnium charge storage devices.     

基于翼表温度测量的光纤Bragg光栅传感器研究

根据可变体机翼翼表温度检测范围-60～+80℃的要求,提出了一种基于铝板片封装的光纤Bragg光栅(FBG)温度增敏传感装置.该装置采用耐高温环氧树脂胶将FBG粘贴在铝板片U槽中,并预热60℃、保持30 min以保证FBG温度传感增敏装置线性和重复性.研究及试验结果表明,在翼表工作环境温度范围内,该模型理论与实测温度灵敏度分别为28.16 pm/℃和29.03 pm/℃.与裸光栅相比,其增敏倍数分别为2.540倍和2.636倍,增敏倍数误差为3.78％,反射波长与温度的线性度达到0.999 3.因此,在翼体工作环境温度范围内尤其低温环境-60～0℃间,该温度增敏传感装置能满足检测所需精度.     

基于模糊PID控制的PCB微钻检测系统

PCB微钻的检测需要对微钻的运动轨迹进行精密的控制,这里在直线电机驱动的模型下进行研究分析。通过建立直线伺服电动机推针机构的系统仿真模型,详细分析了模糊PID算法以及数学模型。分别用传统的PID控制与模糊PID控制,对推针装置的推针过程进行了仿真。结果表明,模糊PID控制器能较好地实现微钻的位置跟踪,使其按照预定的运动轨迹运动,提高了检测的精度。     

采用空心光纤自诊断、自修复智能结构的研究

为了对复合材料结构的损伤进行自修复，提出了利用空心光纤实现智能复合材料结构中难度较大的自修复功能，对其中的一些关键技术进行了初步的研究。利用空心光纤作为输送修复结构胶液的通道，当结构的关键部位出现损伤时，内含胶液的空心光纤网络可以检测出结构损伤的位置，并输出胶液对损伤进行修复，从而实现对复合材料结构损伤的自诊断及自修复功能。     

圆柱形设备内部缺陷的红外无损检测

用有限元方法计算了圆柱形设备存在空泡缺陷或裂缝时的横截面与外表面温度场,给出了热像的决定因素-表面温差同缺陷尺寸和位置的关系,最后用红外热像仪进行了实验验证.通过理论计算和实验验证,发现当缺陷的导热系数小于设备的导热系数时,表面温差与缺陷的尺寸和位置基本呈指数关系增长.     

基于光纤光敏性的双波长光纤光栅及其应用

提出了一种基于光纤光敏性制作双波长布喇格光栅的新方法.采用移动曝光技术,通过调节光栅长度及曝光次数可以控制两个布喇格波长的间隔和反射率;写制了一个双波长光栅,两个透射峰均为20.25 dB,两个布喇格波长的间隔为0.8 nm;利用这个光栅制作了一个双通道的光分插复用器(OADM).     

多孔硅新的表面处理技术

对多孔硅施加阳极氧化表面处理技术,可有效解决多孔硅干燥时出现龟裂及坍塌，破坏原有多孔硅的形貌和本质的问题．阳极氧化表面处理技术就是使用少量的负离子作用于多孔硅表面，满足SI分子化合价的需要,消除悬空键,促使多孔硅表面性能稳定，避免结构重组产生分子间的不均匀内应力，从而获得性能稳定、可靠、在空气中可以长期干燥保存的多孔硅．     

小波分析用于表面等离子体波光谱的噪声滤除

针对光纤表面等离子体波传感器,对小波阈值去噪的方法在测定表面等离子体波光谱中的应用进行了理论研究.首先将高斯白噪声加入理论SPR光谱,利用Daubechies9和Symlet7、11、14、1 5等五种小波分别对其进行去噪.将去噪后的共振峰强度和共振波长与理论值相比较,可知Symlet11小波用于SPR光谱的去噪性能较好.搭建光纤SPR传感器实验系统,利用Symlet11小波对在五个不同时刻测得的SPR反射光谱进行去噪,去噪后的共振波长和共振强度的标准偏差分别为0.4039 nm和0.2231%,通过对比证明小波阈值去噪方法能较好地修正由于噪声所产生的共振波长漂移,使得光纤SPR传感器满足实际运用的需要.     

轮辐式温度自动补偿型光纤光栅测力传感器

采用轮辐式传感机构设计，将两个不同波长的布拉格光栅与轮辐中性轴线同时成相同角度，粘贴在两个对称轮辐侧面的中间位置构成传感头。利用光纤光栅波长绝对编码的特性，设计并研制了轮辐式温度自动补偿型光纤光栅测力传感器。理论分析和实验结果证明，该传感器具有温度自动补偿特性，可用于压力和拉力的高精度感测，其最大力的测量值达到3kN，温度自动补偿范围为20℃～75℃。