1 重庆理工大学智能光纤感知技术重庆市高校工程研究中心重庆市光纤传感与光电检测重点实验室，重庆 400054
2 眉山三苏祠博物馆，四川 眉山 620010
3 重庆自然博物馆，重庆 400711
为了实现相对湿度高灵敏、快速、准确的检测，本文提出了一种基于壳聚糖/聚乙烯醇/纳米碳粉复合物涂敷的光纤布拉格光栅湿度传感器。建立了传感器检测相对湿度的理论模型。实验研究了湿度敏感（简称湿敏）膜成分与厚度、温度及光辐射对传感器性能的影响。研究表明，当壳聚糖与聚乙烯醇中纳米碳粉掺杂的质量分数为10%、湿敏膜厚度为185 μm时，相对湿度在20%RH~90%RH（相对湿度单位）范围内传感器灵敏度达到57.7 pm/（%RH），响应时间为420 s，恢复时间为540 s。将传感器封装在黑色聚四氟乙烯毛细管内，且通过引入温度补偿光纤布拉格光栅（FBG-T）的方法对温度进行解耦后，在温度为5~65 ℃、光辐射波长为220~1200 nm、光辐射强度为50 mW/cm2时，传感器测量结果可免疫温度和光辐射的影响，测量结果准确性高、重复性好，且最大相对误差小于5.8%。
光纤布拉格光栅 湿度传感器 灵敏度 响应时间 准确度
1 上海工程技术大学,电子电气工程学院
2 上海市数据智能技术及其应用协同创新中心
3 上海市制造业数字化转型设计与验证专业技术服务平台,上海 201000
在图像识别的实际应用中, 不考虑人为平衡的因素, 其训练数据往往遵循长尾类分布。针对基于深度学习的长尾图像识别算法识别效果不佳, 中、尾部类别识别准确率不理想的问题, 提出了一种个性化专家识别算法(PMRA)。首先, 在残差网络的基础上集成多个分支构建多专家网络; 接着, 通过为不同专家分配个性化训练数据构建个性化学习模块以提高中、尾部类别的识别准确率, 通过专家信息融合反馈构建个性化信息增强模块处理中、尾部类别信息不足问题;在融合多个模块的专家网络中, 通过两阶段的学习来提高长尾图像的整体识别准确率; 最后, 在CIFAR-10-LT,CIFAR-100-LT,ImageNet-LT,iNaturalist2018基准数据集上的实验结果表明, 该算法在多个数据集上的识别准确率相比其他算法均有较大提升。
图像识别 深度学习 长尾分布 集成学习 个性化学习 image recognition deep learning long-tailed distribution ensemble learning personalized learning
1 昆明理工大学建筑工程学院,昆明 650500
2 云南省工程抗震技术研究中心，昆明 650500
为了改善磷建筑石膏强度低、韧性差的不良特性，本文在磷建筑石膏基复合材料中掺入不同直径和掺量的聚乙烯醇纤维，通过试验分析探究聚乙烯醇纤维对磷建筑石膏基复合材料工作性能和力学性能的影响。结果表明，聚乙烯醇纤维的掺入能够显著降低浆体的流动度和缩短浆体的凝结时间。同时，聚乙烯醇纤维的掺入可以显著提高复合材料的力学强度，当纤维直径为15 μm、体积掺量为1.6%时，复合材料的力学性能最佳，抗折强度、抗压强度、抗弯强度和抗拉强度分别为10.071、13.25、10.73和2.89 MPa。此外，通过SEM对材料结构的微观形貌进行观察，聚乙烯醇纤维能够分散在磷建筑石膏的孔隙和裂缝中，使复合材料的内部结构更加密实，提高了复合材料的力学性能。
磷建筑石膏 聚乙烯醇纤维 直径 流动度 凝结时间 强度 phosphorus building gypsum polyvinyl alcohol fiber diameter fluidity setting time strength
为了弥补现有钢-聚乙烯醇(PVA)混杂纤维增强工程水泥基复合材料造价过高、工程应用面狭窄的缺陷，本文通过使用廉价的国产PVA纤维部分替代日产PVA纤维制备出一种新型的多元混杂纤维增强工程水泥基复合材料(MFECC)。研究MFECC材料薄板试件的弯曲性能和破坏形态，对试件的弯曲韧性和性价比进行评价，并通过SPSS软件的多元非线性回归法建立极限弯曲性能预测模型。结果表明，引入国产PVA纤维后MFECC薄板的应变硬化力学行为和多缝开裂现象相较于仅掺日产PVA纤维时有所降低，但仍具有较高的强度与延性。当钢纤维、日产PVA纤维和国产PVA纤维体积掺量分别为0.2%、0%和2.0%时，MFECC的极限拉伸应变为44%，抗压强度为46.39 MPa，极限抗弯挠度可达12.697 mm，性价比最高。建立的MFECC薄板试件的极限弯曲性能预测模型对试验值的拟合度良好。
水泥基材料 混杂纤维 四点弯曲 弯曲韧性 非线性回归 cementitious material hybrid fiber four-point flexural flexural toughness nonlinear regression
1 青岛理工大学土木工程学院, 青岛 266520
2 海洋环境混凝土技术教育部工程研究中心, 青岛 266520
3 青岛青新阳光集团有限公司, 青岛 266404
将钢筋混凝土的方形结构箍筋改变为六肋结构、星形结构, 设计制备出拥有负泊松比效应的钢筋混凝土梁。通过三点弯曲试验和落锤冲击试验数值模拟分析混凝土的抗弯性能, 同时通过数字散斑相关方法分析其变形行为以及泊松比。结果表明: 六肋结构和星形结构的箍筋能够提高混凝土的抗弯承载力, 延缓其裂缝开展, 提高其能量吸收率与弯曲韧性, 星形箍筋的钢筋混凝土抗弯承载力和弯曲韧性系数分别可达22.6 kN及3.86 MPa; 随箍筋结构中内凹角数量的增加, 混凝土的抗弯性能增强, 泊松比反而减小, 且星形箍筋的钢筋混凝土甚至出现了负泊松比的现象, 泊松比最小可达－0.03。
异形箍筋 负泊松比 变形行为 抗弯性能 落锤冲击 数字散斑 irregular-shaped stirrup negative Poisson ratio deformation behavior flexural performance drop hammer impact digital speckle
1 中油国际管道公司，北京 102200
2 北京深蓝空间遥感技术有限公司，北京 100101
中缅油气管道的沉降导致管道弯曲、变形甚至破裂，因此开展管道沉降监测对于管道的建设与维护具有重要意义。永久散射体合成孔径雷达干涉测量（PS-InSAR）技术具有全天时、全天侯、监测范围广和精度高的优势，以中缅天然气管道——若开山段两侧3 km缓冲区范围为研究区域，采用PS-InSAR方法获取异常形变区域，然后进一步结合研究区的坡度、坡向、植被和土壤等多源数据信息建立风险判定模型对中缅油气管道进行滑坡风险评估，并判定滑坡及管道风险等级。主要结论为：1）基于升、降轨融合的PS-InSAR方法进行形变监测，共获取90个形变较大区域，平均形变量在-25~25 mm之间，大部分区域仍趋于稳定。2）基于坡度、坡向等多源数据进行滑坡风险等级划分、管道运行安全等级划分，结果显示滑坡一级风险区13个，二级风险区18个，三级风险区59个；管道一级风险区10个，二级风险区14个，三级风险区66个。
遥感与传感器 永久散射体合成孔径雷达干涉测量技术 地面沉降 中缅油气管道 升降轨融合 风险等级 激光与光电子学进展
2022, 59(16): 1628007
1 广东工业大学广东省计算机集成制造重点实验室，广东 广州 510006
2 广东工业大学省部共建精密电子制造技术与装备国家重点实验室，广东 广州 510006
3 科达制造股份有限公司切割技术事业部，广东 佛山 528000
针对目前瓷砖缺陷检测算法主要依赖人工设计特征和分类器，实际应用中存在调试困难、鲁棒性不足的问题，提出一种基于改进YOLOv3的纹理瓷砖缺陷检测算法。首先，在Darknet-53前加入卷积自编码器，将瓷砖的弱缺陷重构图像与原输入融合，得到更丰富的输入信息。然后，利用K-means聚类方法计算新的锚框，以获得更适合的锚框。最后，针对小样本问题，利用在公共数据集上预训练好的权重初始化网络，以提高模型收敛性能。实验结果表明，改进后的模型平均准确率提高了5个百分点，基本保持原模型的预测速度，可以有效检出纹理瓷砖的孔洞及划痕缺陷。
机器视觉 图像处理 缺陷检测 YOLOv3 自编码器 激光与光电子学进展
2022, 59(10): 1015006
