张辉
- 作品数：7 被引量：40H指数：5
- 供职机构：重庆交通大学机电与汽车工程学院更多>>
- 发文基金：国家自然科学基金重庆市自然科学基金中国博士后科学基金更多>>
- 相关领域：电子电信建筑科学机械工程理学更多>>
- 小型探针式FBG流量温度复合传感器被引量：2
- 2023年
- 针对光纤布拉格光栅流量温度复合传感器存在压损大、量程窄、结构复杂的问题,提出了一种基于光纤布拉格光栅的小型探针式流量温度复合传感器。基于悬臂梁弯曲变形理论和光纤布拉格光栅传感机理,结合管道内流体流速分布特性,建立探针式流量温度复合传感模型,揭示了光纤布拉格光栅中心波长漂移量与流量温度的映射关系;采用有限元分析法研究了探针结构应变分布特性,确定了光纤布拉格光栅的最优粘贴位置;搭建实验系统平台,进行了温度和流量实验。温度实验结果表明,传感器的灵敏度为25 pm/℃,是裸光纤布拉格光栅的2.3倍,重复性误差为3.621%;流量实验结果表明,传感器测量范围为2~30 m^(3)/h,重复性误差为2.141%。与现有光纤光栅流量温度复合传感器相比,复合传感器压损更小、量程更宽。
- 孙世政张辉刘照伟何泽银陶平安
- 关键词：光纤布拉格光栅流量传感器温度传感器
- 基于HHO-KELM的FBG流量温度复合传感解耦被引量：6
- 2022年
- 针对光纤布拉格光栅(Fiber Bragg Grating,FBG)流量温度复合传感耦合干扰严重的问题,以小型探针式FBG流量温度复合传感器为研究对象,提出了基于哈里斯鹰算法优化核极限学习机(Harris Hawks Optimizer algorithm Optimized Kernel Extreme Learning Machine,HHO-KELM)的解耦算法。首先,设计了以空心圆柱悬臂梁为受力载体的小型探针式FBG流量温度复合传感器,揭示了该传感器波长漂移量与流量温度的映射关系;然后,构建实验系统进行了流量温度复合传感实验,分析了流量温度耦合特征;最后,利用哈里斯鹰算法优化核极限学习机,获取核极限学习机的最优正则化系数和核函数参数组合,建立了HHO-KELM算法流量温度解耦模型,解耦后流量在2~30 m^(3)/h内,流量平均误差为0.038 m^(3)/h,均方误差为1.91×10^(-3)m^(3)/h,温度平均误差为0.027℃,均方误差为1.03×10^(-3)℃。为验证解耦效果,将HHO-KELM算法与BP算法、ELM算法的解耦结果进行对比。实验结果表明:HHO-KELM算法具有较好的解耦精度和解耦效率,能够有效降低流量温度耦合干扰,提高了传感器的测量精度和稳定性,可实现流量温度的实时动态解耦。
- 孙世政刘照伟张辉于竞童何泽银
- 关键词：光纤布拉格光栅
- 基于粒子群解耦算法的FBG流量温度复合传感研究被引量：7
- 2022年
- 针对光纤布拉格光栅流量温度复合传感解耦困难的问题,提出了一种基于粒子群解耦算法的光纤布拉格光栅流量温度复合传感器。首先,结合光纤布拉格光栅传感理论和流量温度复合传感理论,研究了基于光纤布拉格光栅的流量温度复合传感机理。然后,设计了悬臂梁为空心圆柱的一体靶式结构的光纤布拉格光栅流量温度复合传感器,搭建了流量温度实验系统平台,进行了温度和流量复合传感实验。最后,提出了一种基于粒子群算法的FBG流量温度复合传感解耦方法,并运用所设计的粒子群算法对实验数据进行流量与温度解耦研究。研究结果表明,解耦后传感器在3~8 m^(3)/h的范围内其流量最大误差为0.014 m^(3)/h,温度最大误差为0.021℃,流量测量误差为0.28%,温度测量误差为1.5%,流量均方误差为1.16×10^(-4)m^(3)/h,温度均方误差为1.53×10^(-4)℃,与神经网络算法进行性能比较后,结果表明所采用的粒子群算法解耦效果良好,有效地提高了传感器的测量精度。
- 孙世政向洋党晓圆张辉何盛港
- 关键词：粒子群算法光纤布拉格光栅温度
- 基于粒子群优化Elman神经网络的流量温度复合测量
- 2024年
- 针对光纤布拉格光栅(fiber Bragg grating,FBG)传感器应变温度交叉敏感问题,提出了基于粒子群优化(particle swarm optimization,PSO)Elman神经网络的温度补偿算法。首先,基于流体力学和FBG传感原理,设计了探针式FBG流量温度复合测量传感器,分析了流量温度复合传感机理;然后,搭建了流量温度复合测量实验平台获取测量数据,进行了误差分析;最后,利用PSO优化Elman神经网络获取最优隐含层数和最优函数组合,构建PSO-Elman算法模型对测量数据进行温度补偿,补偿后FBG传感器在流量2—30 m^(3)/h范围内,流量最大误差、均方误差分别为0.086 m^(3)/h和0.0027 m^(3)/h,温度最大误差、均方误差分别为0.084℃和0.0017℃。实验结果表明:该传感器可实现管道内流体流量温度复合测量,结合PSO-Elman算法可以有效降低应变温度交叉敏感引起的误差,显著提升传感器测量性能。
- 刘潇孙世政张辉刘照伟刘超
- 关键词：光纤布拉格光栅粒子群算法ELMAN神经网络
- 燃气管道三色泄漏定位及风险评估被引量：6
- 2009年
- 预防和控制燃气泄漏事故的发生以及合理评价燃气事故的风险,是燃气输运安全领域研究的重点课题,其关键技术在于燃气泄漏位置的确定。为了更加科学合理地对燃气事故进行预防、控制和评价,提出了基于首末端监控的双向同步仿真与实地监测相结合的时差最小化的三色泄漏定位方法和基于GIS的城市燃气管网区域风险评价方法,并针对其实现关键技术进行了探讨和分析:以增加耗散项和初始点、延长出口点的方法,简化了动态仿真模型求解过程,增加了结果的稳定性;建立了变孔径泄漏及扩散综合计算模型,运用格林函数得出了其相应经验解析公式,弥补了非定常泄漏研究及其扩散技术模型无法对泄漏扩散浓度做出合理可靠分析的不足;对燃气浓度极限和冲击波致人伤亡的危险性给予了分析。
- 张甫仁张辉徐湃
- 关键词：燃气管道预警
- 基于组合模型的油气管道腐蚀速率预测被引量：11
- 2010年
- 对预测管道腐蚀速率的2种主要方法——灰色预测方法和神经网络方法的优缺点进行分析,在此基础上,提出一种基于双改进的复合灰色神经网络预测方法。该算法总体思路为:首先计算灰色预测样本和真实值之间的残差,其次将残差作为神经网络的输入样本进行训练,然后利用马尔柯夫过程对预测残差进行修正,得到1组最终修正残差,最后根据灰色预测值和最终修正残差确定下一时刻数据的预测值。通过实例应用,并与相关文献结果进行比较,结果表明,基于双改进的灰色神经网络组合预测模型预测精度更高。
- 张甫仁张辉
- 关键词：灰色预测BP神经网络油气管道腐蚀速率
- 室内燃气泄漏浓度场变化规律研究被引量：8
- 2010年
- 燃气泄漏及其危害性的研究是有效降低和控制燃气事故的前提和基础。本文根据用户室内燃气的实际情况,讨论了室内燃气泄漏率的计算模型。首先以热环境和风压区的不同分析了房间自然通风计算模型,而后在此基础上,建立了不同泄漏率和自然通风条件下的室内燃气泄漏浓度变化规律通用计算模型,最后以重庆市气象条件为基础,模拟分析了不同季节、月份和房间所处不同风压区条件下的燃气泄漏浓度随时间的变化规律。本文的研究成果可为控制和降低室内燃气泄漏爆炸及中毒事故的发生提供有效的技术参考,以保证居民安全用气。
- 张甫仁张辉庄春龙
- 关键词：泄漏率自然通风浓度场
