1 厦门大学萨本栋微米纳米科学技术研究院，福建 厦门 361005
2 中国福建能源材料科学与技术创新实验室，福建 厦门 361005
为了提高抗反射硅表面制备的加工质量、缩短研制周期，提出了一种基于时频域处理的面向激光加工过程的声波信号在线监测及分析方法。利用声信号的时频谱图分析了0~30 kHz内的声信号与激光烧蚀形成的表面微结构特征尺寸之间的相关性，具体分析了激光功率及加工次数对微结构深度及声信号各频率幅值变化的影响。以声信号作为输入，基于人工神经网络对加工质量进行预测。实验结果表明：通过监测激光加工时产生的声信号能够明确反映被烧蚀硅表面是否形成周期性微结构，且微结构宽度不同，其对应的声信号频率组成也不同。在微结构宽度固定的情况下，归一化后的声信号特征参数随微结构深度线性变化，且受到激光功率变化的影响忽略不计。以硅基表面5%的反射率作为加工质量分界线，采用人工神经网络对加工质量的预测结果与实际测量结果的准确率可以超过90%。结果表明：声波在线监测可以有效应用于评估表面加工质量，为抗反射硅表面制备过程的实时监测提供了理论依据。
表面光学 激光烧蚀 抗反射硅基表面 声发射信号 实时监测 人工神经网络
1 南部战区海军92682部队, 广东
2 北京信维科技股份有限公司, 北京 100085
海底光缆敷设投资巨大, 而近海区域人为导致的断缆故障频发。目前的技术手段只能在海缆被破坏后进行断点定位, 而无法对海缆潜在危害事件进行实时监测、提前预警和事件定位。提出了一种双向干涉多域相关识别技术, 通过海缆中已有光纤构建对外部安全侵害事件敏感的传感系统, 对无事件发生、敲击光纤和拉拽光纤这3类事件进行了实验与分析。实验结果表明: 该技术可有效预防海缆灾害, 提高重要海缆的安全性和生存性。
海底光缆 实时监测 光纤传感 双向干涉 海缆防护 submarine optical cable, real-time monitoring, opt
永磁同步电机控制是实际工业生产中一种比较常见的控制问题。采用快速控制原型的开发模式, 在MATLAB中完成永磁同步电机控制的建模、仿真, 并利用MATLAB的相关硬件支持包将仿真程序通过自动代码生成的方式转化为嵌入式可执行程序, 加载到Xilinx系列ZedBoard板卡, 实现了永磁同步电机在开闭环等状态下转速的实时控制, 实际电机和虚拟电机的转速响应波形差异很小, 闭环状态下转速误差小于0.1 °/s。采用该开发方式具有编程工作量少、人机交互简单、实时监控的特点。
永磁同步电机 快速控制原型 自动代码生成 人机交互 实时监控 permanent magnet synchronous motor rapid control prototype automatic code generation man-machine interaction real-time monitoring
1 上海理工大学健康科学与工程学院，上海 200093
2 上海健康医学院上海市分子影像学重点实验室，上海 201318
散斑血流灌注成像是一种利用红细胞对激光的散射特性监测血流灌注信息的医学成像技术。同传统血流灌注监测方法相比，其具有实时显像、分辨率高、成本低、无需造影剂等优点，尤其在体表血流监测方面独具优势。简述了散斑血流灌注成像的基本原理，总结了其技术进展及在眼底血流、脑血流、体表微循环监测及肿瘤血流灌注监测几个方面的应用，并介绍了其在监测鸡胚肿瘤血管新生方面的新应用。
散斑成像 医学光学诊断 血流成像 实时监测 激光与光电子学进展
2022, 59(22): 2200003
1 中北大学 a.电子测试技术国家重点实验室
2 b.仪器科学与动态测试教育部重点实验室，山西 太原 030051
3 91550 部队，辽宁 大连 116018
4 北京遥测技术研究所，北京 100076
针对现有心电心音监测仪覆盖性不足、时效性差等问题，提出了一种基于无线传输的心电(ECG)心音(PCG)监护系统设计。本系统设计有64 个监护节点，各节点由传感模块、调理采集模块、存储模块、主控管理模块、通信模块、电源管理模块组成，各节点可对12 导联心电信号、HKY-06B 心音信号进行同步采集传输，将信息汇总给监护中心并及时处理与反馈，实现远程实时监护，为心血管疾病的早期诊断提供参数依据；适用于医院、社区、灾害救援现场如方舱医院等场所，保证高可靠性的同时极大提高了医护人员的工作效率。
无线传输 12 导联心电信号 HKY-06B 心音信号 远程实时监护 wireless transmission 12-lead ECG signal HKY-06B PCG signal remote real-time monitoring 太赫兹科学与电子信息学报
2022, 20(1): 85
1 杭州科技职业技术学院机电工程学院，浙江 杭州 311402
2 浙江工商大学信息与电子工程学院（萨塞克斯人工智能学院），浙江 杭州 310018
3 富通技术研究院有限公司，浙江 杭州 310000
高压输电线的弧垂是线路设计和运行的重要指标，关系到线路的运行安全，必须控制在设计规定的范围内。输电线弧垂测量是国内外电力部门和研究机构的重点研究内容。基于毛细管光纤设计了一种新型的高压电线弧垂传感器。该传感器具有模场面积大、抗电磁干扰能力强、可实时在线监测的优点。实验结果表明，当传感器的弧垂曲率半径小于15 cm时，监测灵敏度为2.552 dB/cm，线性相关系数为0.9635。传感器的弧垂曲率半径越小，弯曲程度越大，毛细管光纤传感器的灵敏度就越高。该实验现象与理论分析结果相一致，验证了其在实际应用中的可行性。
传感器 高压输电线 弧垂 毛细管光纤 实时监测 激光与光电子学进展
2022, 59(7): 0728001
1 国网江苏省电力公司滨海县供电分公司,江苏 盐城224000
2 哈尔滨工业大学,黑龙江 哈尔滨150001
导线微风振动的存在严重威胁着输电线路的正常运行。鉴于此，输电导线微风振动监测系统的监测设备应具备抗磁能力强、精确度高、安装简易的特点。设计了一种基于热成像摄像机和图像处理技术的输电导线微风振动在线监测方案，详细阐述了该方案在硬件和软件部分的实现方法。此设计可以在线实时、准确地测量导线的动弯应变大小，并且具备抗电磁干扰的能力，有效保证了输电导线微风振动的监测需求。
微风振动 热成像 实时监测 输电导线 breeze vibration thermal imaging real-time monitoring transmission line
Author Affiliations
Abstract
1 Aston Medical School, Aston University, Aston Triangle, B4 7ET, Birmingham, UK
2 Cardiology Department, Queen Elizabeth Hospital, Mindelsohn Way, B15 2TH, Birmingham, UK
The intra-operative real-time assessment of tissue viability can potentially improve therapy delivery and clinical outcome in cardiovascular therapies. Cardiac ablation therapy for the treatment of supraventricular or ventricular arrhythmia continues to be done without being able to assess if the intended lesion and lesion size have been achieved. Here, we report a method for continuous measurements of cardiac muscle microcirculation to provide an instrument for realtime ablation monitoring. We performed two acute open chest animal studies to assess the ability to perform real-time monitoring of creation and size of ablation lesion using a standard RF irrigated catheter. Radiofrequency ablation and laser Doppler were applied to different endocardial areas of alive open-chest pig. We performed two experiments at three different RF ablation energy setting and different ablation times. Perfusion signals before and after ablation were found extensively and distinctively different. By increasing the ablation energy and time, the perfusion signal was decreasing. In vivo assessing the local microcirculation during RF ablation by laser Doppler can potentially be useful to differentiate between viable and nonviable ablated beating heart in real time.
Beating heart RF ablation perfusion real-time monitoring myocardial microcirculation Journal of Innovative Optical Health Sciences
2021, 14(2): 2150001
Author Affiliations
Abstract
1 Foundation for Research and Technology Hellas, Institute of Electronic Structure and Laser, N. Plastira 100, Heraklion, Crete 70013, Greece
2 Department of Physics, University of Crete, Voutes University Campus, Crete 71003, Greece
In the context of this work, a prototype hybrid photoacoustic (PA) and optical system for the on-line monitoring of laser cleaning procedures is presented. The developed apparatus has enabled the detection of MHz frequency range acoustic waves generated during the laser ablation process. The intrinsically generated PA signals combined with high resolution optical images provide the opportunity to follow the cleaning process accurately and in real time. Technical mock-ups have been used to demonstrate the potential of this novel technique with emphasis given to applications that refer to the restoration of Cultural Heritage (CH) surfaces. Towards this purpose, the real time monitoring of the laser assisted removal of unwanted encrustation from stonework has been achieved using IR and UV wavelengths. This novel approach has allowed for the precise determination of the critical number of laser pulses required for the elimination of the encrustation layer, while highlighting the dominant ablation mechanisms according to the irradiation wavelength. The promising results obtained using the prototype hybrid PA and optical system can open up new perspectives in the monitoring of laser cleaning interventions, promoting an improved restoration outcome.
photoacoustic monitoring laser cleaning encrusted marble real time monitoring two-wavelengths cleaning Opto-Electronic Advances
2020, 3(2): 02190037
1 中车南京浦镇车辆有限公司, 江苏 南京 210000
2 华中科技大学, 湖北 武汉 430074
基于自身搭建的光纤激光焊接在线监测系统, 实现不锈钢光纤激光焊接过程中搭接间隙的监测。研究发现, 当激光搭接焊接过程中出现间隙时, 对焊缝的横截面形貌影响较大, 但小孔熔深几乎不受影响。但实时监测到的光信号时域幅值及时频域上频率的分布有着明显的变化。利用相关的信号处理方法对信号进行了初步分析, 阐述了搭接间隙对光信号的影响规律及机制, 同时也为分析搭接过程中等离子体和熔池的动态行为提供了依据。
信号处理 传感器 光纤激光焊接 实时监测 signals processing gap of overlap joint fiber laser welding real-time monitoring
