强激光与粒子束
2024, 36(4): 043018
强激光与粒子束
2024, 36(1): 013011
1 武汉理工大学 光纤传感技术与网络国家工程研究中心, 湖北 武汉430070
2 武汉理工大学 信息工程学院, 湖北 武汉 430070
城市燃气在管道运输过程中存在很大的安全隐患, 一旦发生危险, 后果不堪设想, 燃气管道泄漏的监测与定位意义重大。为解决目前大部分管道泄漏检测与定位方法存在的易受环境干扰、精度低、适用范围窄、计算难度较高等问题, 提出了一种基于时延估计的光栅阵列(wFBG)管道泄漏检测与定位方法, 该方法通过光栅阵列技术采集振动信号, 根据采集到的泄漏振动信号时域、频域上的特征, 首先通过基于短时能量分析的方法检测管道是否泄漏, 然后对满足要求的信号片段进行峰值间多项式拟合获取泄漏信息到达的时刻, 最后根据时间差定位泄漏点。实验结果表明, 该方法能有效检测泄漏, 并且在测量距离为40 m的情况下, 定位误差在1 m左右。
管道泄漏 光栅阵列 检测与定位 泄漏特征 时延估计法 pipeline leakage wFBG detection and location leakage characteristics time delay estimation
如果采用旁路攻击方法对神经网络结构、框架进行攻击, 恢复出结构、权重等信息, 会产生敏感信息的泄漏, 因此, 需要警惕神经网络计算设备在旁路攻击领域产生敏感信息泄露的潜在风险。本文基于 Jetson Nano平台, 针对神经网络及神经网络框架推理时产生的旁路电磁泄漏信号进行采集, 设计了基于深度学习方法的旁路攻击算法, 对旁路进行分析研究, 并对两个维度的安全进行评估。研究表明, 良好的网络转换策略能够提升网络分类识别准确率 5%~12%。两种评估任务中, 针对同一框架下不同结构的典型神经网络推理时, 电磁泄漏的分类准确率达到 97.21%; 针对不同神经网络框架下同一种网络推理时, 电磁泄漏的分类准确率达到 100%。说明旁路电磁攻击方法对此类嵌入式图像处理器(GPU)计算平台中的深度学习算法隐私产生了威胁。
旁路攻击 电磁泄漏 深度学习 一维卷积神经网络 Jetson Nano平台 side-channel attack electromagnetic leakage deep learning one-dimensional Convolutional Neural Network Jetson Nano 太赫兹科学与电子信息学报
2023, 21(9): 1144
1 中北大学 电子测试技术国家重点实验室
2 仪器科学与动态测试教育部重点实验室，山西太原 030051
由于不规则复杂狭小空间微小渗漏难以测量，急需一种便于安装、痕量级测量、快速应答、精准定位的在线监测系统。本文设计了一种基于 Visual Basic(VB)的泄漏在线监测系统，总节点以 XC6SLX16-3CSG324I为主控芯片，子节点以 STM32F103C8T6为硬件电路的主控芯片，微系统(MEMS)金属氧化物传感器 Ccs811、Bmp180、Si7021构成数据采集电路。采集电路采用柔性电路技术，以适应狭小空间贴装，便于监测；被测泄露工质可以是纯粹的气体或含有某些挥发性物质的液态。实验结果表明，该系统可实现非接触式测量、快速传感、精确定位，并可测量到挥发性有机化合物(VOC)气体浓度为 ppb量级，实现痕量级渗漏测量。
传感器 现场可编程门阵列 挥发性有机化合物气体 泄漏监测 sensor Field Programmable Gate Array(FPGA) Volatile Organic Compounds gas leakage monitoring 太赫兹科学与电子信息学报
2023, 21(8): 1043
1 南京城市职业学院智能工程学院，江苏南京 211200
2 南京信息工程大学 江苏省气象探测与信息处理重点实验室
3 南京信息工程大学 江苏省气象传感网技术工程中心，江苏南京 210044
针对气体泄漏声波信号降噪的问题，提出一种集合小波包分析(WPA)与变分模态分解(VMD)相结合的降噪方法。通过小波包变换对信号的噪声进行预处理；利用 VMD对去除噪声的信号进行分解，得到所有的本征模函数(IMF)分量，并根据相关系数准则判断有效 IMF；最后提取有效成分并进行信号重构。对本文方法进行验证，结果表明，本文方法能够有效剔除气体泄漏信号中包含的各种噪声，降噪后信噪比为 15.485 1，均方根误差为 0.028，为后续信号分析减少了干扰，也为气体泄漏声波信号的特征提取与分析提供了新的思路。
降噪 气体泄漏 小波包分析 变分模态分解 预处理 noise reduction gas leakage wavelet packet analysis Variational Mode Decomposition pretreatment 太赫兹科学与电子信息学报
2023, 21(8): 1031
1 中国石油集团安全环保技术研究院有限公司，北京 102206
2 中国石油西南油气田公司安全环保与技术监督研究院，四川 成都 610041
3 中国石油大港石化公司，天津 300280
氢气物性活泼，容易泄漏引发着火爆炸事故。在布置点型氢气传感器的基础上，通过拉曼激光雷达遥测技术加强氢气泄漏非接触式远距离、大覆盖面监检测，能够为氢能利用场景多元化的高速发展和保障氢能安全高效利用提供支撑。首先概述了气体拉曼散射基本原理，其次从系统结构和检测效果两方面介绍了国内外氢气泄漏拉曼激光雷达遥测技术的研究进展，最后对拉曼激光雷达遥测技术在氢气泄漏监检测方面的应用进行了展望。
遥感 激光雷达 反向散射 拉曼效应 氢气泄漏 激光与光电子学进展
2023, 60(22): 2200005
1 武汉理工大学资源与环境工程学院,武汉 430070
2 矿物资源加工与环境湖北省重点实验室,武汉 430070
3 浙江国泰萧星密封材料股份有限公司,杭州 311255
为了扩大柔性石墨垫片在苛刻工况中的应用范围,本文选用聚四氟乙烯为浸渍剂,采用液相浸渍法对柔性石墨垫片进行改性,并通过单因素条件试验确定最佳浸渍剂配比和浸渍工艺。结果表明,在浸渍真空度为-0.095 MPa、真空加压压强为0.65 MPa、浸渍次数为2次、浸渍时间为30 min、浸渍浓度为60%(质量分数)、浸渍温度为35 ℃时可获得最佳浸渍效果,浸渍后的柔性石墨垫片泄漏率为203×10-4 cm3/s,增重率为439%,压缩率为3217%,回弹率为22.34%。SEM和EDS测试结果表明: 聚四氟乙烯乳液通过浸渍向石墨片层层间缝隙内部渗透,有效地填充了柔性石墨垫片内部片层和颗粒间的空隙,改善了垫片的渗透泄漏。碳元素主要以石墨形式均匀分布,氧元素以杂质形式均匀分布在石墨内部,氟元素分布较为集中。
柔性石墨 密封垫片 浸渍改性 聚四氟乙烯 泄漏率 增重率 flexible graphite sealing gasket impregnation modification polytetrafluoroethylene leakage rate weight gain rate
厦门大学物理科学与技术学院，福建 厦门 361005
基于实验样品结构，利用PICS3D模拟软件，构建了具有同样结构的InGaN基蓝光激光器，并采取了与实验样品一致的内部参数测定方式，结果表明，内部损耗相对误差为3.5%，实现了严格的比对。随后，构建了一系列InGaN基蓝光激光器，通过比较不同In摩尔分数下的光输出功率、载流子分布、光场分布、辐射复合系数和能带曲线等参数，对上波导层中的In摩尔分数进行优化研究。设计得到了光功率更优的两种不同的优化结构，均有效减少了电子泄漏，提高了斜率效率，从而有效提高了光电转化效率，其中渐变In摩尔分数上波导层结构提升效果更为显著。
二极管激光器 上波导层 渐变层 电子泄漏 光学学报
2023, 43(20): 2014002
