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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：CN116957994A
公开(公告)日：2023-10-27
申请号：CN202311006440.3
申请日：2023-08-10
申请人： 北京航空航天大学
摘要： 本发明提出一种融合优化高斯滤波的激光吸收光谱层析图像重建方法，通过加入优化的高斯滤波，构造新的图像重建迭代格式，使迭代结果收敛于真值的一个空间变换。本方法给出等比序列形式的迭代收敛格式，根据等比序列的系数矩阵定义了表征迭代收敛速度的评价指标，并根据真值的空间变换矩阵定义了表征图像重建精度的评价指标。通过所定义的两个评价指标，本方法在不依赖于具体原始分布的条件下，实现了高斯滤波器模板系数的优化选择。本方法有效提高了图像重建精度和迭代收敛速度，有助于激光吸收光谱层析成像技术实现快速高精度的图像重建。
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公开(公告)号：CN115510786A
公开(公告)日：2022-12-23
申请号：CN202211244510.4
申请日：2022-10-12
申请人： 北京航空航天大学
IPC分类号： G06F30/331 , H03D7/14
摘要： 本发明提出了一种高动态冲击信号的频率解算方法与系统。该系统包括混频模块、信号采集模块和频率解算模块。混频模块中通道数、滤波器、本振信号等电路参数由仿真优化确定；测量时信号输入混频模块后同时进入多个通道，每个通道具有不同的信号频带，并将该通道的信号转换成低频段的差频信号；该差频信号经滤波后输入信号采集模块，获得不同信号频带的测量数据；频率解算模块根据多通道的频谱参数和测量数据，求解信号的瞬时频率，从而得到冲击速度。本发明的特点在于利用多通道混频降低了对采样率和电路制作的要求，并可实现高动态信号的频率解算，在高动态冲击信号测量领域具有重要应用前景。
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公开(公告)号：CN114518180B
公开(公告)日：2022-12-09
申请号：CN202210070545.4
申请日：2022-01-21
申请人： 北京航空航天大学
IPC分类号： G01D21/02
摘要： 本发明提出一种基于激光色散光谱的温度和振幅遥测系统与方法，包括激光发射模块、电光调制器、分束器、准直镜、透射反射一体化光学模块、光电探测器、数据采集处理模块、气体池、原向反射器件等。在对温度和振幅遥测时，光通过电光调制器的强度调制后经分束器分为两路，一路直接输入光电探测器作为参考相位信号。另一路经过原向反射器件将通过气体池的光束原路回射，并通过透射反射一体化光学模块会聚到光电探测器，最后通过数据采集处理模块计算距离引起的相位变化和色散引起的相位变化，分别用于计算振幅和温度。本发明结构简单，实现容易，可以进行长期稳定的无源式测量，可用于航空航天等领域关键零件壁面的热振测试，具有广阔的应用前景。
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公开(公告)号：CN114993941A
公开(公告)日：2022-09-02
申请号：CN202210371255.3
申请日：2022-04-11
申请人： 北京航空航天大学
IPC分类号： G01N21/01 , G01N21/3504
摘要： 本发明提出一种免标定抗振动的吸收光谱测量方法与系统，由激光发射模块、分光器、动镜、定镜、光电探测器和数据采集处理模块等构成，在进行测量时，激光发生模块发出一束标准波长的激光和一束频率变化的扫频激光，两束激光合束后，经准直透镜照射到迈克尔逊红外干涉系统的动镜和定镜上，在动镜移动的情况下，两束光分别产生干涉，干涉信号叠加后的光强被光电探测器接收。通过测量得到的非标准拍的包络与被调制周期信号的周期比，以标准波长的激光为参考，确定待测光的绝对波长，进而获得吸收光谱数据。本发明消除了传统傅里叶红外光谱仪动镜移动速度不均等因素导致的误差，可实现对气体吸收光谱的宽范围的高精度测量，具有广阔的应用前景。
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公开(公告)号：CN113447458B
公开(公告)日：2022-08-19
申请号：CN202110537724.X
申请日：2021-05-18
申请人： 北京航空航天大学
IPC分类号： G01N21/39
摘要： 本发明提出一种基于激光吸收阻抗谱的气体温度与浓度测量方法，属于激光吸收光谱技术领域，用于气体温度、分子浓度的路径均值测量。激光吸收阻抗谱是以激光吸收强度谱为强度、激光吸收相位光谱为相位的复阻抗谱，相比于传统的激光吸收强度谱技术，激光吸收阻抗谱能获得透射光的完整复线型特征，丰富测量数据，提高温度和浓度的测量精度及抗噪声能力。在具体的测量过程中，首先采用强度调制法同时测量强度及相位谱，并使用混频的方式降低探测信号频率，然后同时对强度谱面积和相位谱峰峰值进行查表操作，获得温度和浓度值。该方法易于硬件实现，在气体参数实时高精度监测方面具有广阔的应用前景。
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公开(公告)号：CN114913139A
公开(公告)日：2022-08-16
申请号：CN202210463914.6
申请日：2022-04-21
申请人： 北京航空航天大学
摘要： 本发明提出一种基于点扩散函数渐近序列的层析成像系统评价方法，包括基本参数设置、输入图像重建、重建结果拟合和评价指标计算四个主要步骤。本方法采用二维高斯函数序列作为层析成像系统的输入，实现对单位冲激输入的逼近，并将系统输出的重建图像序列作为点扩散函数的渐近序列，估计点扩散函数的最大半高全宽和中心点偏移距离。本方法通过估计点扩散函数与单位冲激函数在形状和位置上的偏离程度实现层析成像系统成像质量的定量评价，能够定量比较具有不同投影数目的光束布局，并能对成像质量进行逐点分析。本发明为层析成像系统提供了一种可靠的成像质量评价手段，有助于实现层析成像传感器的光束布局优化设计，具有广阔的应用前景。
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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：CN114384045A
公开(公告)日：2022-04-22
申请号：CN202210035824.7
申请日：2022-01-10
申请人： 北京航空航天大学
摘要： 本发明公开了一种痕量气体浓度和路径长度实时检测系统与方法，所用器件包括信号发生器、可调谐激光器、光隔离器、波分复用器、光纤分束器、准直镜、抛物面反射镜、角锥棱镜、分束镜、光电探测器和数据采集卡等；频率线性变化的激光被光纤分束器分成参考光和测量光，测量光穿过目标气体后，被角锥棱镜原路反射，由抛物面反射镜接收；测量光和不穿过目标气体的参考光经分束镜合束后，拍频信号经光电探测器和采集卡，上传至计算机中实时处理，反演出气体温度及路径长度，并获得气体的绝对浓度；本发明具有结构简单、成本低、灵敏度高、反应时间快、非接触测量、大尺度遥测等优点，可应用于环境监测、工业检测等各种场合的痕量气体监测。
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公开(公告)号：CN113252204B
公开(公告)日：2022-04-01
申请号：CN202110365293.3
申请日：2021-04-01
申请人： 北京航空航天大学
IPC分类号： G01K11/00
摘要： 本发明提出一种基于幅度调制的激光吸收光谱温度测量方法，用于目标气体温度的快速抗干扰测量；所用元件包括：两个可调谐二极管激光器、光纤合束器、马赫曾德干涉仪、光纤分束器、准直镜和两个光电探测器。该方法包括以下步骤：调整激光器的注入电流，令激光在目标气体吸收谱线处线性扫描，将两束覆盖不同吸收谱线的激光，经过光纤合束器后通过马赫曾德干涉仪，产生载波信号；通过光纤分束器使一束激光经过准直镜后穿过目标气体；另一束激光通过无吸收的光路到达探测器。对探测信号进行计算得到光谱吸收面积，进而得到目标气体的温度。本发明的温度测量方法结构简单，适于硬件实现，具有强抗干扰能力，在气体参数实时监测方面具有广阔的前景。
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