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公开(公告)号：CN115468932A
公开(公告)日：2022-12-13
申请号：CN202210164657.6
申请日：2022-02-23
申请人： 北京航空航天大学
摘要： 本发明提供了一种基于激光气体吸收光谱的温度超帧率的测量系统与方法。系统包括激光发生模块、激光探测模块、干涉仪、光谱数据采集模块与数据分割处理模块。激光发生模块发出合束的双波长调制激光，其同时经过待测区域后，激光探测模块使用分光滤波方法，将同时产生吸收的双波长激光分开后，由光谱数据采集模块进行高速采集数据的存储与分包，实现对双波长调制信号在单个扫描周期内的超帧率光谱数据获取，进而基于超帧率数据的吸收谱峰值点特征进行谱参数拟合，得到在一个扫描周期内的超帧率测温结果。该发明结构简单，可大幅拓展温度测量的响应速度，在燃烧诊断等动态吸收光谱测试领域有广阔应用前景。
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公开(公告)号：CN113702330B
公开(公告)日：2022-08-19
申请号：CN202110916241.0
申请日：2021-08-10
申请人： 北京航空航天大学
摘要： 本发明提供了一种波长调制激光吸收光谱线型参数在线提取方法与系统。系统包括基于信号发生器、激光器、光纤、待测气体以及数据采集模块组成的调制光谱光强记录器与基于FPGA的在线神经网络计算模块。根据光强记录器记录的时间光强关系，计算机解调出归一化二次谐波峰值生成神经网络模型的训练集并训练。基于FPGA实现激光幅值信号的采集，输入神经网络模型，实现对调制吸收谱归一化二次谐波峰值的计算。本发明的特点在于利用了FPGA的在线计算优势以进行信号的在线谐波分析，不仅降低了调制吸收谱信号采集的复杂度，也结合神经网络的方法拓宽了波长调制方法对温度、浓度等气体参数的测量范围，具有广阔的应用前景。
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公开(公告)号：CN109745047B
公开(公告)日：2021-07-02
申请号：CN201910058114.4
申请日：2019-01-22
申请人： 北京航空航天大学
IPC分类号： A61B5/0536
摘要： 本发明涉及一种电阻抗成像系统的设计方案，包括测试电极模块、信号选通器、测试信号发生与采集器与信息处理器的测试电极模块包括支撑带、滑轨和电极，其中支撑带为一种弹力带，滑轨连接在支撑带上，的电极可在滑轨内移动，滑轨根据支撑带所要包围的待测场域的边界形状、大小，将电极沿待测场域均匀分布，其中电极采用压阻材料制备，易于制备、导电性较好、适应压力的灵敏度较高。本发明同时设计了一套时序测试流程和基于加权算法的电极接触状态信息的融合EIT成像算法，用于实现EIT技术所需要的待测场域阻抗信息的采集与电极压力状态的采集，同时将测试到的压阻材料的接触信息与EIT的场域信息进行融合，提高了接触状态发生变化情况下的成像质量。
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公开(公告)号：CN117214134A
公开(公告)日：2023-12-12
申请号：CN202311068354.5
申请日：2023-08-23
申请人： 北京航空航天大学
摘要： 本发明提供了一种基于单步经验模态分解的波长调制光谱谐波提取方法，用于激光吸收光谱技术中波长调制法的高次谐波分量提取。该方法主要包括以下步骤：首先根据波长调制法，获取穿过被测对象后的波长调制光谱信号序列；然后使用单步经验模态分解，提取出原始波长调制光谱信号中可解析表达成分；最后获取波长调制光谱信号的解析表达式，根据傅里叶级数公式，得到波长调制光谱信号的所有谐波分量，以进一步获得温度浓度等参数。该发明提出了一种新的谐波提取思路，可以直接利用吸收光谱数据一次性提取所有谐波分量，无需重复使用原始吸收光谱数据进行解算，操作简单，在燃烧诊断等动态吸收光谱测试领域有广阔的应用前景。
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公开(公告)号：CN114782583A
公开(公告)日：2022-07-22
申请号：CN202210284521.9
申请日：2022-03-22
申请人： 北京航空航天大学
摘要： 本发明涉及一种基于Zernike多项式拟合的二维温度场和浓度场成像方法，主要包括以下步骤：对于多角度激光吸收光谱成像传感器，每个角度等间距布置一定数目探测器，激光器发出的激光穿过待测区域并被光电探测器接收，得到M个激光吸收光谱数据；待测区域被离散为N个网格，用K项Zernike多项式拟合吸收谱线在离散网格内局部积分吸收率分布；利用探测得到的积分吸收率求解得到Zernike多项式拟合系数，结合Zernike多项式矩阵得到吸收谱线的局部积分吸收率分布，利用双线法测量原理，获取待测区域内温度场和浓度场信息。该方法将待求解量从离散网格内的局部积分吸收率转为Zernike多项式系数，减少了未知数数目，有效降低了方程病态性，在燃烧动态监测领域具有重要应用价值。
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公开(公告)号：CN111089850A
公开(公告)日：2020-05-01
申请号：CN202010096169.7
申请日：2020-02-17
申请人： 北京航空航天大学
摘要： 本发明提供一种基于单一组分吸收光谱的多组分浓度的估计方法。包括以下步骤：该方法以燃烧的数值仿真结果为基础，结合神经网络算法，获得一个从激光路径上单一组分的吸收谱信息到该路径上其余组分平均浓度的网络模型，从而根据燃烧过程单一组分的激光吸收光谱信息估计路径上其余待测组分的平均浓度。本发明的效果是在吸收信息有限的情况下，利用单一组分的少量吸收谱信息实现对其余组分浓度的估计，减少了激光吸收光谱技术中多组分浓度同时测量时需要的吸收谱线数目，减少了测量时的数据量和计算量，从而可以根据易测组分的吸收信息估计燃烧场中其余组分的浓度，避免了有些组分由于吸收谱信息获取困难导致的信息缺失问题，具有广阔的应用前景。
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公开(公告)号：CN110207862A
公开(公告)日：2019-09-06
申请号：CN201910450458.X
申请日：2019-05-28
申请人： 北京航空航天大学
摘要： 本发明提出一种基于电阻抗层析成像的触觉压力传感器与信号采集方法，属于传感器设计与测试领域。本发明传感器的激励层采用涂有非极性聚合物的高导电织物制备，探测层采用涂有弱极性聚合物的低导电织物制备，探测层的边缘布置电极阵列，在测量时，选择两个电极，一个作为接地点，另外一个作为测量点。本发明通过选通不同两两电极进行测量，基于电阻抗层析成像，计算所施加的压力的大小和位置测量。本发明可实现机器人触觉皮肤特性及触觉形态的高精度分布式传感，所实现的传感器结构简单、可靠性高、低功耗、柔韧性好且价格低廉的优势，并且提高了压力大小和位置测量的简易度和准确度。
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公开(公告)号：CN107505507A
公开(公告)日：2017-12-22
申请号：CN201710699191.9
申请日：2017-08-16
申请人： 北京航空航天大学
IPC分类号： G01R23/16
摘要： 本发明涉及一种用于解调含有高斯有色噪声信号的递推解调器的设计，其包括采样模块、误差估计模块、相关性计算模块以及差分解调模块。先设置采样频率，对待测信号采样；然后使用误差估计模块对信号进行递推估算，计算估计误差；再以此估计误差为输入，根据设置的有色噪声模型的阶次与H无穷控制算子，设计相关性计算模块，递推计算噪声的相关性矩阵；递推到km次后，根据相关性矩阵的计算结果设置差分解调模块的阶次参数，对采样信号进行解调计算，判断解调结果是否符合精度要求，达到要求后输出解调结果。本发明的特点是整个解调过程以递推迭代形式实现，可根据解调的精度要求灵活选取递推次数，便于硬件实现。可用于电学层析成像的信号解调。
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公开(公告)号：CN114548172A
公开(公告)日：2022-05-27
申请号：CN202210164791.6
申请日：2022-02-23
申请人： 北京航空航天大学
摘要： 本发明提供了一种波长调制激光气体吸收光谱的参数提取方法与系统。系统包括信号发生模块、激光器、干涉仪、光纤分束模块、光纤、信号采集模块、调制光谱波长记录模块与基于FPGA的在线谐波分析模块。根据波长记录模块记录的时间波长关系以及气体吸收函数关系，训练结构为输入为归一化高次谐波峰值点，输出为气体吸收谱参数的神经网络模型，并生成模型参数，再将模型结构与参数值移植到FPGA上，实现谐波信号与吸收参数的在线求解。本发明的特点在于利用了波长调制模型的确定性以及FPGA的在线计算优势，不仅降低了调制吸收谱信号采集的复杂度，也拓宽了波长调制方法对温度、浓度等气体参数的测量范围，具有广阔的应用前景。
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公开(公告)号：CN113702330A
公开(公告)日：2021-11-26
申请号：CN202110916241.0
申请日：2021-08-10
申请人： 北京航空航天大学
摘要： 本发明提供了一种波长调制激光吸收光谱线型参数在线提取方法与系统。系统包括基于信号发生器、激光器、光纤、待测气体以及数据采集模块组成的调制光谱光强记录器与基于FPGA的在线神经网络计算模块。根据光强记录器记录的时间光强关系，计算机解调出归一化二次谐波峰值生成神经网络模型的训练集并训练。基于FPGA实现激光幅值信号的采集，输入神经网络模型，实现对调制吸收谱归一化二次谐波峰值的计算。本发明的特点在于利用了FPGA的在线计算优势以进行信号的在线谐波分析，不仅降低了调制吸收谱信号采集的复杂度，也结合神经网络的方法拓宽了波长调制方法对温度、浓度等气体参数的测量范围，具有广阔的应用前景。
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