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基于ABC-SVR算法的拉曼光谱检测混合油脂肪酸含量 预览
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作者 张燕君 张芳草 +2 位作者 金培俊 侯姣茹 《光谱学与光谱分析》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2019年第7期2147-2152,共6页
提出了一种基于激光拉曼光谱和人工蜂群智能优化支持向量回归机(ABC-SVR)算法的快速定量检测三组分混和油中3种脂肪酸含量的方法。该方法针对光谱数据信息与样本之间非线性、高维度的关系,建立了预测精度及建模效率均高于同类对比算法... 提出了一种基于激光拉曼光谱和人工蜂群智能优化支持向量回归机(ABC-SVR)算法的快速定量检测三组分混和油中3种脂肪酸含量的方法。该方法针对光谱数据信息与样本之间非线性、高维度的关系,建立了预测精度及建模效率均高于同类对比算法的数学模型,同时避免了气相色谱法、液相色谱法等对混合油脂肪酸含量的检测方式,根据纯种油中3种脂肪酸含量的国际标准,由油品配置体积得到脂肪酸质量,有效降低了检测成本与实验复杂程度,提高了检测工作的实用价值。首先根据一定梯度配置66组混合油检测样品,使用便携式拉曼光谱仪采集样本的拉曼光谱信息,扣除背景噪声;观察多组样本的拉曼光谱图可知,由于官能团浓度的差异,食用油的拉曼特征峰位移基本相同,特征峰的峰值明显不同,因此基于特征峰信息可以区分食用调和油的不同混合物;其次对拉曼光谱做背景扣除、光谱平滑、最大值谱线归一化三步预处理,以降低实验中不可控的外界因素及背景荧光的影响,准确提取光谱特征峰强度信息;然后根据纯种油中3种脂肪酸的国际标准含量,结合国家食品法典委员会标准CODEX STAN210—1999《指定的植物油法典标准》中规定的纯种油密度中值,由油品体积得到脂肪酸质量数;随机选取56组样本数据作为训练集,剩余10组样本数据作为预测集;以训练集光谱特征峰强度和脂肪酸质量分别作为回归模型的输入及输出值,建立SVR和PSO-SVR,ABC-SVR三种混合优化算法对比的定量分析模型,对测试集的3种脂肪酸含量分别进行预测;最后通过均方误差(MSE)、相关系数(r)及建模时间(Elapsed time)分别进行对比,建立数据表对模型精准度进行检验。实验结果表明,通过ABC-SVR定量分析模型效果最佳,3种脂肪酸含量预测值与真实值的均方差分别为0.88×10^-4,16×10^-4和8×10^-4,均低于0.002;相关系数分� 展开更多
关键词 激光拉曼光谱 人工蜂群 支持向量回归机 脂肪酸 混合油
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A double-cladding fiber curvature sensor based on the extrinsic Fabry-Perot interferometer
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作者 王东 +4 位作者 刘连旭 刘凡 温晶 广伟 毕卫红 《光电子快报:英文版》 EI 2019年第1期6-10,共5页
Based on the principle of Fabry-Perot (F-P) interference, a new type of optical fiber curvature sensor is presented,which is fabricated by single-mode fiber(SMF), ceramic tube and double-cladding fiber (DCF). And the ... Based on the principle of Fabry-Perot (F-P) interference, a new type of optical fiber curvature sensor is presented,which is fabricated by single-mode fiber(SMF), ceramic tube and double-cladding fiber (DCF). And the curvature sensing properties are analyzed, and the double-peak method is used to demodulate the cavity length. The experimental results show that the F-P interference spectrum shifts toward long wavelengths with increasing the curvature. And the sensors are placed in different positions on the cantilever to get their different curvature sensitivities. Smaller initial cavity length gives greater sensor sensitivity. The best curvature sensitivity is achieved as 2 554.53 pm/m-1 in 0.71—1.18 m-1. By demodulating the length of the F-P cavity, the cavity length of sensor 4 is changed by 0.08 mm. Therefore, the sensor has some potential for measure the small displacement. 展开更多
关键词 double-cladding FIBER FABRY-PEROT
基于少模光纤长周期光栅叠栅的折射率传感特性 预览
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作者 刘强 毕卫红 +3 位作者 薛艳茹 广伟 金娃 《光子学报》 CSCD 北大核心 2018年第1期93-99,共7页
为了克服折射率测量过程中温度交叉敏感的影响,提出并制备了一种少模光纤长周期光栅传感器.该传感器利用CO_2激光器在少模光纤上先写入周期为654μm、长度为30mm的长周期光栅,然后用旋转平台将光纤旋转180°,再写入相同长度周期为81... 为了克服折射率测量过程中温度交叉敏感的影响,提出并制备了一种少模光纤长周期光栅传感器.该传感器利用CO_2激光器在少模光纤上先写入周期为654μm、长度为30mm的长周期光栅,然后用旋转平台将光纤旋转180°,再写入相同长度周期为819μm的长周期光栅制作而成,其传输光谱在1 487.2nm和1 533.0nm处出现两个由不同模式耦合形成的谐振峰,通过监测两个谐振峰差值的变化减少温度串扰,实现折射率的测量.实验结果表明:两个谐振峰差值在折射率1.333 3~1.376 6范围内的灵敏度为143nm/RIU,在温度20~70℃范围内的灵敏度为-0.002 5nm/℃,温度灵敏度远低于折射率灵敏度,具有对温度不敏感的特性.与传统光纤传感器相比,该传感器具有温度干扰小,折射率灵敏度高等优势,并且尺寸较小、结构紧凑,可在工业、水利、医学等领域广泛应用. 展开更多
关键词 少模光纤 长周期光纤光栅 折射率传感 温度 交叉敏感
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基于LP01和LP11模式干涉的少模光纤温度传感器 被引量:2
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作者 刘强 毕卫红 +3 位作者 王思文 吕欣 广伟 《光学学报》 CSCD 北大核心 2018年第2期64-72,共9页
提出了一种基于LP01和LP11模式干涉的少模光纤温度传感器,利用单模光纤(SMF)和少模光纤(FMF)在入射端偏芯熔接、出射端对准熔接制作而成。利用标量法对FMF建立理论模型,通过光场的电磁边界连续条件推导出了FMF的特征方程,并通过对... 提出了一种基于LP01和LP11模式干涉的少模光纤温度传感器,利用单模光纤(SMF)和少模光纤(FMF)在入射端偏芯熔接、出射端对准熔接制作而成。利用标量法对FMF建立理论模型,通过光场的电磁边界连续条件推导出了FMF的特征方程,并通过对特征方程数值求解详细分析了FMF中的传输模式;通过有限元分析软件对上述理论模型仿真计算,验证了理论计算结果的正确性;利用制作的传感器进行温度传感实验,并对不同温度下的传输光谱进行傅里叶变换,对参与干涉的两种模式进行了分析。根据光纤的热光效应,建立温度传感模型,分析计算该传感器的温度灵敏度,实验结果与理论计算一致。利用上述特性制作的传感器进行温度测量,当温度发生变化时,干涉峰发生漂移,在25.3~77.3℃范围内,传感器长度为16mm时,温度灵敏度为158.06pm/℃。该传感器能广泛应用于工业生产、生物医学等领域的温度测量。 展开更多
关键词 光纤光学 传输模式 有效折射率 马赫-曾德尔 少模光纤 温度传感器
基于少模光纤的SBS光谱阈值特性分析 预览
5
作者 张燕君 高浩雷 +3 位作者 田永胜 王会敏 张亦男 《光谱学与光谱分析》 CSCD 北大核心 2018年第1期285-289,共5页
受激布里渊散射会影响少模光纤传输系统中的信噪比、传输距离与传输容量,是影响传输系统入纤功率提高的重要因素。对阶跃型少模光纤的受激布里渊散射谱的阈值进行了研究,运用了布里渊散射谱、模式联运谱的数学模型对少模光纤散射特性进... 受激布里渊散射会影响少模光纤传输系统中的信噪比、传输距离与传输容量,是影响传输系统入纤功率提高的重要因素。对阶跃型少模光纤的受激布里渊散射谱的阈值进行了研究,运用了布里渊散射谱、模式联运谱的数学模型对少模光纤散射特性进行了分析,探讨了少模光纤布里渊散射增益谱、阈值增益系数,以及光纤各参量对少模光纤阈值的影响。分析结果表明:SI-10阶跃型少模光纤中存在五种不同的传播模式,不同模式有各自的传输常数以及有效折射率,各模式相互作用导致模式展宽、增益降低,且布里渊散射谱峰值增益系数为3.9×10-11 m·W-1。阈值增益系数受到光纤传感距离的影响,在相对较短距离传输中阈值急速下降,且其趋势随长度增加渐趋平缓,当光纤长度达到22km时阈值增益系数趋于常数18.1。少模光纤的阈值因光纤长度的递增而递减,且递减趋势渐缓趋于常数20.5dBm;少模光纤不同模式受激布里渊散射的阈值也因光纤长度的递增而递减最终趋于常数,且不同模式的阈值因模式阶数的递增而递增;少模光纤的阈值随着光纤衰减系数和纤芯半径的递增而递增,且增加趋势缓慢增大。不同衰减系数的光纤其阈值在不同长度趋于常数,衰减系数越大受激布里渊散射阈值越大越容易趋于一常数。 展开更多
关键词 光纤传感 受激布里渊散射谱 阈值 少模光纤
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基于SFLA-LSSVM算法的多峰Brillouin散射谱的特征提取 被引量:1
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作者 张燕君 金培俊 +3 位作者 张芳草 侯姣茹 徐金睿 《中国激光》 CSCD 北大核心 2018年第1期221-228,共8页
提出了一种利用混合蛙跳算法(SFLA)优化最小二乘支持向量机(LSSVM)算法的混合优化算法, 并将其应用到多峰Brillouin散射谱的特征提取中。SFLA-LSSVM混合优化算法利用SFLA对LSSVM算法中的惩罚因子C和核函数中的核宽度σ进行寻优, 避... 提出了一种利用混合蛙跳算法(SFLA)优化最小二乘支持向量机(LSSVM)算法的混合优化算法, 并将其应用到多峰Brillouin散射谱的特征提取中。SFLA-LSSVM混合优化算法利用SFLA对LSSVM算法中的惩罚因子C和核函数中的核宽度σ进行寻优, 避免了LSSVM算法陷入局部最优导致的Brillouin频移误差较大。通过对相同信噪比、不同线宽以及相同线宽、不同信噪比2种情况下的多峰Brillouin散射谱仿真分析以及实验验证, 拟合适应度为0.0067, 拟合度为99.99%, Brillouin频移误差为0.18 MHz。实验结果表明SFLA-LSSVM混合优化算法能够精确地对多峰Brillouin散射谱进行拟合, 同时该算法具有拟合精度高、均方误差小、运行速度快的特点, 为多峰Brillouin散射谱的特征提取提供了一种新方法。 展开更多
关键词 散射 多峰Brillouin散射谱 混合蛙跳算法 最小二乘支持向量机 温度 拟合
基于QPSO-MLSSVM算法的拉曼光谱检测四组分调和油含量 预览
7
作者 张燕君 张芳草 +1 位作者 徐金睿 《光谱学与光谱分析》 CSCD 北大核心 2018年第5期1437-1443,共7页
提出了一种运用量子粒子群(quantum-behaved particle swarm optimization,QPSO)算法优化多输出最小二乘支持向量机(multi-output least squares support vector machine,MLSSVM)的新混合优化算法。该算法结合激光拉曼光谱技术可实现对... 提出了一种运用量子粒子群(quantum-behaved particle swarm optimization,QPSO)算法优化多输出最小二乘支持向量机(multi-output least squares support vector machine,MLSSVM)的新混合优化算法。该算法结合激光拉曼光谱技术可实现对四组分食用调和油中花生油、芝麻油、葵花油和大豆油的快速定量鉴别。采用基线校正去除背景荧光,结合Savitzky-GolayFilters光谱平滑法对原始拉曼光谱进行预处理。构建基于QPSO-MLSSVM混合优化算法的定量分析模型,并采用20个组分组成的预测集对其进行模型校验。实验结果表明,基于QPSO-MLSSVM混合优化算法的定量分析模型对于四组分调和油的预测效果良好,均方差(mean square error,MSE)为0.0241,低于0.05,各油分预测相关系数均高于98%。研究结果充分表明,应用激光拉曼光谱技术结合QPSO-MLSSVM算法,对四组分调和油中各油分进行快速定量检测可行,具备较强的自适应能力和良好的预测精度,可以满足多组分调和油的成分鉴别。 展开更多
关键词 拉曼光谱 食用调和油 量子粒子群算法 最小二乘支持向量机 定量检测模型
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基于表面温敏薄膜的锥形双包层光纤温度传感器 被引量:3
8
作者 张江鹏 +5 位作者 方一程 陈诚 王思文 广伟 毕卫红 《中国激光》 CSCD 北大核心 2017年第8期272-280,共9页
提出了一种基于温敏薄膜的锥形双包层光纤(TDCF)温度传感器,其由两段普通单模光纤(SMF)之间熔接一段TDCF组成,呈SMF-TDCF-SMF结构。由于输入端SMF纤芯模的模场与TDCF纤芯模的模场极度不匹配,因此由SMF传输过来的光除一部分耦合进TDC... 提出了一种基于温敏薄膜的锥形双包层光纤(TDCF)温度传感器,其由两段普通单模光纤(SMF)之间熔接一段TDCF组成,呈SMF-TDCF-SMF结构。由于输入端SMF纤芯模的模场与TDCF纤芯模的模场极度不匹配,因此由SMF传输过来的光除一部分耦合进TDCF的纤芯中外,其余部分耦合进TDCF的包层中以包层模的形式向前传输。当这两束光到达输出端SMF时发生干涉,形成马赫-曾德尔干涉仪。在锥区涂覆一层温度敏感薄膜,使得TDCF纤芯模和包层模之间的光程差会随着外界温度的变化而改变,从而引起传感器干涉谱的变化,因此可以通过检测传感光谱的变化实现对温度的测量。实验研究了传感器的温度特性,结果表明:随着拉锥长度的增加,干涉光谱的自由光谱范围逐渐减小。当拉锥长度为16mm,温度在32-65.3℃范围内时,随着温度的增加,传感器的传输光谱出现蓝移现象,温度灵敏度最高可达-1296.78pm/℃,且具有很好的线性度。该传感器制作简单、灵敏度高,在科学研究和工农业生产的温度测量场合具有较好的应用前景。 展开更多
关键词 传感器 温敏薄膜 双包层光纤 温度
球面型大端面特种光锥的空间光信号接收研究 预览
9
作者 广伟 +1 位作者 高飞龙 毕卫红 《燕山大学学报》 北大核心 2017年第2期171-176,共6页
在无线光通信、激光雷达和光源-光纤耦合等领域中,空间光信号很容易受到外界因素的影响而产生光束的偏移。针对这一问题,本文提出一种球面型大端面特种光锥的光信号接收方法。分别对两种不同球面型大端面特种光锥的耦合效率进行了实验... 在无线光通信、激光雷达和光源-光纤耦合等领域中,空间光信号很容易受到外界因素的影响而产生光束的偏移。针对这一问题,本文提出一种球面型大端面特种光锥的光信号接收方法。分别对两种不同球面型大端面特种光锥的耦合效率进行了实验测试。实验结果表明,两种特种光锥的最大耦合效率均为56%。对于大端面球面中心厚度为1.3 mm的特种光锥,当径向偏移量达到2.6 mm左右时,耦合效率几乎下降为0;而大端面球面中心厚度为0.49 mm的特种光锥接收性能则较好,光束水平入射到特种光锥大端面任何位置处都能通过光锥在小端面出射,并且耦合效率整体趋势比较稳定。因此,该特种光锥具有制作简单、耦合效率高、接收范围广等优点,可用于光通信和光传感领域的微弱光信号的接收。 展开更多
关键词 特种光锥 光接收 耦合效率 空间光信号
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长周期光纤光栅检测混合油的折射率 预览 被引量:4
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作者 毕卫红 邢云海 +2 位作者 周昆鹏 广伟 《光子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第2期38-44,共7页
为了检测柴油煤油混合油的折射率特性,利用耦合模理论分析长周期光纤光栅折射率传感特性,建立长周期光纤光栅中心波长、透射谱峰值损耗与混合油品中柴油含量的关系.结果表明:在混合油中,随着柴油含量的增加,长周期光纤光栅波长发生蓝移... 为了检测柴油煤油混合油的折射率特性,利用耦合模理论分析长周期光纤光栅折射率传感特性,建立长周期光纤光栅中心波长、透射谱峰值损耗与混合油品中柴油含量的关系.结果表明:在混合油中,随着柴油含量的增加,长周期光纤光栅波长发生蓝移,当柴油含量达到使混合油折射率等于包层折射率时,中心波长漂移最大,柴油含量每改变1%,中心波长平均漂移0.622 7nm;柴油含量继续增加,混合油折射率大于包层折射率时,光栅中心波长基本保持不变,但是峰值损耗逐渐增大,带宽减小,之后柴油含量每增加1%,峰值损耗线性增加0.154 6dB.该方法在检测混合燃料各组分含量具有潜在的应用前景. 展开更多
关键词 长周期光纤光栅 耦合模 混合油品 柴油含量 折射率
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基于粒子群支持向量机的钢板损伤位置识别 被引量:6
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作者 张燕君 王会敏 +1 位作者 张亦男 《中国激光》 CSCD 北大核心 2017年第10期197-203,共7页
基于光纤布拉格光栅(FBG)构建的传感器网络,将粒子群(PSO)算法与最小二乘支持向量机(LSSVM)相结合,应用于304钢板损伤识别研究中。以FBG中心波长变化量的信息特征为输入量,钢板结构损伤位置为输出量,构建基于LSSVM的损伤识别预测... 基于光纤布拉格光栅(FBG)构建的传感器网络,将粒子群(PSO)算法与最小二乘支持向量机(LSSVM)相结合,应用于304钢板损伤识别研究中。以FBG中心波长变化量的信息特征为输入量,钢板结构损伤位置为输出量,构建基于LSSVM的损伤识别预测模型,并与相同条件下构建的反向传播(BP)神经网络预测模型进行对比验证。采用PSO算法优化LSSVM损伤识别模型的核函数参数σ和正则化参数γ,实现钢板结构的损伤位置识别。在300mm×300mm×1mm钢板实验区域,对34组样本进行了损伤位置识别测试。结果表明,33组损伤位置得到了准确识别,准确率达97.06%。这表明PSO优化后的LSSVM的损伤识别预测模型具有自诊断功能。 展开更多
关键词 光通信 光纤传感器 损伤识别 粒子群 最小二乘支持向量机
拉曼光谱结合PSO-LSSVM算法检测三组分食用调和油含量 预览 被引量:2
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作者 张燕君 何宝丹 +2 位作者 徐金睿 周昆鹏 《光谱学与光谱分析》 CSCD 北大核心 2017年第8期2440-2445,共6页
提出了一种将拉曼光谱和基于粒子群的最小二乘支持向量机(PSO-LSSVM)算法相结合快速定量检测三组分食用调和油含量的方法。以三组分的食用调和油为研究对象,对拉曼光谱分四步进行了预处理,进而准确提取拉曼光谱的特征峰强度。以训练... 提出了一种将拉曼光谱和基于粒子群的最小二乘支持向量机(PSO-LSSVM)算法相结合快速定量检测三组分食用调和油含量的方法。以三组分的食用调和油为研究对象,对拉曼光谱分四步进行了预处理,进而准确提取拉曼光谱的特征峰强度。以训练集样本的特征峰强度和调和油样品的百分比含量作为回归预测模型的输入值和输出值,建立LSSVM和PSO-LSSVM数学模型,通过测试集样本的相关系数和均方误差对模型的预测能力进行分析。非线性建模的最小二乘支持向量机(LSSVM)算法的核函数参数σ和正则化参数γ对模型的学习和泛化能力影响很大,导致模型的预测精度和泛化能力过度依赖于参数——在优化步长过小时耗时较长,过大时又无法得到全局最优值。提出的PSO-LSSVM算法,利用粒子群全局优化能力和收敛速度快的特点对LSSVM的模型参数σ和γ进行优化,从而克服LSSVM算法中耗时与盲目性的问题。分析结果表明,PSO-LSSVM算法对三组分食用调和油中大豆油、花生油和葵花仁油定量预测模型的测试集相关系数分别为0.967 7,0.997 2,0.995 3;均方误差分别为0.054 9,0.009 2,0.047 1。与LSSVM算法相比,PSO-LSSVM模型的预测精度更高。因此,该方法可以快速、准确地检测三组分食用调和油的含量。 展开更多
关键词 拉曼光谱 粒子群优化 最小二乘支持向量机 食用调和油 定量检测
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少模光纤的不同模式布里渊散射特性 预览 被引量:2
13
作者 张燕君 高浩雷 +1 位作者 田永胜 《物理学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2017年第2期176-182,共7页
少模光纤可以传输有限的正交模式,具有模间干涉小、模式易于控制等优点.基于少模光纤的布里渊散射传感器能够有效地减小多参量测量过程中的交叉敏感,实现多物理量的测量.本文基于波动光学理论对阶跃型少模光纤各个模式布里渊散射谱的频... 少模光纤可以传输有限的正交模式,具有模间干涉小、模式易于控制等优点.基于少模光纤的布里渊散射传感器能够有效地减小多参量测量过程中的交叉敏感,实现多物理量的测量.本文基于波动光学理论对阶跃型少模光纤各个模式布里渊散射谱的频移、线宽、峰值增益等参数进行了分析.首先对少模光纤进行了模式分析,其次分析了少模光纤不同模式的频移、线宽、增益的数学模型,以及不同模式叠加的布里渊散射谱频移、线宽、增益.结果表明:少模光纤各模式布里渊散射谱的频移在10.19—10.23 GHz范围内,且随模式阶数的减小而增加;各模式布里渊散射谱的线宽在32—34 MHz,且随模式阶数的减小而增加;各模式布里渊散射增益谱相对幅度因为模式阶数的减小而增大.少模光纤中各个模式布里渊增益谱和多模式联运布里渊增益谱均符合洛伦兹曲线分布,多模式联运导致布里渊增益谱线宽展宽,且多模式联运布里渊增益谱相对振幅一般小于单个模式的布里渊相对振幅. 展开更多
关键词 少模光纤 布里渊散射 波动光学 布里渊增益谱
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基于SiPLS特征提取和信息融合的汽油中乙醇含量的多光谱检测 预览 被引量:1
14
作者 周昆鹏 毕卫红 +3 位作者 邢云海 陈俊刚 周彤 《光谱学与光谱分析》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2017年第2期429-434,共6页
采用紫外可见(ultraviolet/visible,UV-Vis)光谱技术和近红外(near-infrared,NIR)光谱技术及信息融合技术对乙醇汽油中乙醇含量进行了检测。首先采用组合区间偏最小二乘(synergy interval PLS,SiPLS)算法作为特征提取方法,分别建... 采用紫外可见(ultraviolet/visible,UV-Vis)光谱技术和近红外(near-infrared,NIR)光谱技术及信息融合技术对乙醇汽油中乙醇含量进行了检测。首先采用组合区间偏最小二乘(synergy interval PLS,SiPLS)算法作为特征提取方法,分别建立了基于UV-Vis和NIR光谱的偏最小二乘(PLS)回归模型;再根据油品的实际情况,运用信息融合理论将UV-Vis和NIR光谱信息进行融合,建立了数据级融合(low level data fusion,LLDF)和特征级融合(mid-level data fusion,MLDF)模型,并与单谱源模型效果进行了比较,确定了最优模型为数据级融合后再进行矢量归一化的模型(LLDF-VN1);最后分别用高乙醇含量样品和市售汽油样品的光谱数据对该最优模型进行了通用性检验。结果表明:UV-Vis和NIR光谱数据单独建模均能很好的检测并提供较好的预测结果;而UV-Vis和NIR光谱数据直接融合在基于校正集的回归模型中效果最好,其校正集相关系数rc=0.999 9,校正集交叉验证均方差RMSECV=0.125 8,校正集整体评价偏差Biasc=0.000 6;而采用数据级融合后再进行矢量归一化的模型(LLDF-VN1)的预测效果为最佳,其rp=0.999 1,RMSEP=0.352 7,Biasp=-0.073 8;自配溶液对最优模型(LLDF-VN1)的通用性验证中,rp=0.999 7,RMSEP=0.329 1,Biasp=0.102 2;市售汽油对最优模型(LLDF-VN1)的通用性验证中,rp=0.990 1,RMSEP=0.892 7,Biasp=0.675 1。实验结果说明通过将UV-Vis和NIR光谱信息进行数据级融合可以快速、准确的检测出乙醇汽油中乙醇的含量,并能实现乙醇浓度的宽范围检测,为进一步实现混合油品中物质的快速检测奠定了基础。 展开更多
关键词 紫外可见光谱 近红外光谱 SiPLS 乙醇汽油 信息融合
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可调量程拉绳式光纤布拉格光栅位移传感器 预览 被引量:5
15
作者 张燕君 田永胜 +3 位作者 毕卫红 张亦男 王会敏 《光电工程》 CSCD 北大核心 2017年第6期626-632,共7页
为了解决在复杂电磁环境下大位移量的监测问题,实现对大型机械和工程结构健康安全状况的实时监测,设计了一种基于悬臂梁结构的可调量程拉绳式光纤布拉格光栅位移传感器。悬臂梁两侧对称粘贴了两个不同中心波长的光纤光栅,当悬臂梁自由... 为了解决在复杂电磁环境下大位移量的监测问题,实现对大型机械和工程结构健康安全状况的实时监测,设计了一种基于悬臂梁结构的可调量程拉绳式光纤布拉格光栅位移传感器。悬臂梁两侧对称粘贴了两个不同中心波长的光纤光栅,当悬臂梁自由端的位置发生变化时,两个光纤光栅分别受到拉力和压力,因此光栅的中心波长向相反方向漂移。通过对两个中心波长差值与位移量关系的标定,可以排除温度的影响,实现对位移量的测量。传感器采用了拉绳式的位移传递方式,使得传感器的安装位置及测量方式更加灵活;便于拆装的位移转换装置,可以方便地调整传感器的量程,使其具有更广泛的适用性。位移传感实验结果表明,在传感器量程为60 mm时,位移传感器的平均灵敏度为47.7 pm/mm,相关系数达到0.998,重复性误差为2.83%FS,迟滞误差为1.02%FS。该位移传感器具有结构简单、量程可调的特点,可以满足不同环境下的位移测量需求。 展开更多
关键词 光纤布拉格光栅 悬臂梁 位移传感器 可调量程
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可调量程的轮辐式光纤光栅扭矩传感器 预览
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作者 张燕君 张亦男 +1 位作者 王会敏 《光电工程》 CSCD 北大核心 2017年第8期791-797,共7页
设计了一种以轮辐结构作为弹性元件的可调量程的光纤布拉格光栅扭矩传感器。在弹性板与轴向平行的上下表面对称粘贴两个中心波长不同的光纤布拉格光栅,分别作为传感元件和参考元件。通过对扭矩值与两者反射中心波长差值的标定,可以排除... 设计了一种以轮辐结构作为弹性元件的可调量程的光纤布拉格光栅扭矩传感器。在弹性板与轴向平行的上下表面对称粘贴两个中心波长不同的光纤布拉格光栅,分别作为传感元件和参考元件。通过对扭矩值与两者反射中心波长差值的标定,可以排除环境温度的影响,实现温度自补偿的功能。采用卡口连接的方式将弹性板与内轮毂、外轮毂进行连接,并用螺栓固定,通过更换弹性板可以调整传感器的量程。经仿真分析和扭矩传感实验证明,量程为80 Nm时,扭矩传感器的平均应变灵敏度为27.1 pm/Nm,相关系数为0.997,重复性误差为3.23%FS,迟滞误差为1.03%FS。 展开更多
关键词 轮辐结构 光纤光栅 扭矩 可调量程
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Refractive index insensitive temperature sensor based on waist-enlarged few mode fiber bitapers
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作者 刘强 王思文 +3 位作者 广伟 金娃 毕卫红 《光电子快报:英文版》 EI 2017年第1期25-28,共4页
一个折射索引感觉迟钝的温度传感器基于扩大腰的很少,模式纤维(FMF ) bitapers 被介绍。FMF 的第一节在二单个模式的纤维之间被拼接。在熔化过程,扩大腰的 FMF bitapers 能被反复的大当前的排出获得。察觉到机制的折射索引和温度被分... 一个折射索引感觉迟钝的温度传感器基于扩大腰的很少,模式纤维(FMF ) bitapers 被介绍。FMF 的第一节在二单个模式的纤维之间被拼接。在熔化过程,扩大腰的 FMF bitapers 能被反复的大当前的排出获得。察觉到机制的折射索引和温度被分析。为有不同尺寸的传感器,折射索引和温度实验被执行了。结果在折射索引范围显示出那 1.335 01.346 6 和 1.348 21.419 3,折射索引 insensitivity 被验证。31.990 在温度变化 ??? 吗?? 展开更多
Periodical rocking long period gratings in PANDA fibers for high temperature and refractive index sensing
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作者 金娃 毕卫红 +1 位作者 广伟 《光电子快报:英文版》 EI 2017年第5期354-357,共4页
我们报导在与公司 <sub>2</sub> 激光制作的熊猫纤维摇长时期栅栏(PR-LPGs ) 的期刊。PR-LPGs 很高完成与 12 个时期和 3.5 湩愠汬慩据 ? 楷桴联合 19 dB 的效率?
关键词 长周期光纤光栅 折射率 传感器 摇摆 高温 熊猫 光纤激光 耦合效率
基于包层模谐振的三包层石英特种光纤温度传感特性 预览 被引量:4
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作者 谢海洋 +3 位作者 杨传庆 张顺杨 广伟 毕卫红 《物理学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2016年第2期167-175,共9页
提出了一种基于包层模谐振的光纤温度传感器.它是通过将三包层石英特种光纤(TCQSF)两端分别与普通单模光纤(SMF)电弧熔接构成的SMF-TCQSF-SMF结构.根据耦合模理论,首先将TCQSF等效为三个同轴波导,按各波导模场的分布特点标量计算其... 提出了一种基于包层模谐振的光纤温度传感器.它是通过将三包层石英特种光纤(TCQSF)两端分别与普通单模光纤(SMF)电弧熔接构成的SMF-TCQSF-SMF结构.根据耦合模理论,首先将TCQSF等效为三个同轴波导,按各波导模场的分布特点标量计算其传输模式的色散曲线,并深入研究其耦合长度与传输谱线之间的关系;其次根据光纤的热光效应及热膨胀效应,分析计算该传感器的温度灵敏度;最后选取耦合长度为一个拍长时的传感器进行温度传感实验.实验结果表明,在35—95℃的温度变化范围内,其温度灵敏度为73.74 pm/℃,与理论计算结果一致.因此,该传感器具有结构简单、制备容易、灵敏度高、包层模激发可控等优点,可用于工业生产、生物医学等温度传感领域. 展开更多
关键词 包层模谐振 温度传感器 三包层石英特种光纤 耦合模理论
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基于模间干涉的折射率/曲率不敏感型PbS光纤温度传感器 被引量:1
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作者 杨传庆 +4 位作者 王思文 文建湘 董艳华 广伟 毕卫红 《中国激光》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第12期240-248,共9页
提出了一种基于硫化铅(PbS)光纤的折射率/曲率不敏感的光纤温度传感器。该传感器制作简单,只需将一段PbS光纤无错位熔接在两段单模光纤之间即可。由于PbS光纤纤芯特殊的折射率分布,当光线由输入单模光纤进入PbS光纤时,它会在PbS... 提出了一种基于硫化铅(PbS)光纤的折射率/曲率不敏感的光纤温度传感器。该传感器制作简单,只需将一段PbS光纤无错位熔接在两段单模光纤之间即可。由于PbS光纤纤芯特殊的折射率分布,当光线由输入单模光纤进入PbS光纤时,它会在PbS光纤纤芯中激发出不同的模式,不同模式在进入输出单模光纤时将会发生干涉。当外界环境温度变化时,PbS光纤中不同模式间的光程差将会发生变化,从而引起传感器传输光谱的变化,因此可以通过检测传输光谱的变化实现对外界温度的测量。通过实验发现,PbS光纤长度为4mm时,即可得到完整的周期性干涉谱。对该传感器进行温度、折射率与曲率传感实验,可得温度灵敏度为55.45pm/℃,折射率灵敏度为2.08nm/RIU(其中RIU为单位折射率),曲率灵敏度为-0.29nm/m-1,说明该传感器对折射率和曲率不敏感,避免了温度测量时,折射率与曲率对其的影响。该传感器具有很小的结构尺寸,能够很好地应用在生物化学、工业生产等的温度测量场合。 展开更多
关键词 光纤光学 硫化铅光纤 温度 折射率 曲率
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