【摘 要】
：
21世纪的森林资源变得十分重要,保护森林资源逐渐变成刻不迟缓的重大问题。国家也提出“绿水青山就是金山银山”的资源保护理念。森林风速监测是保护森林资源的重要方式之一,森林风对于树木成长是一把双刃剑,它能帮助无人机喷药育种,也能助森林火灾迅速蔓延,以及影响森林气象观测等研究,所以森林风速监测具有重要实际意义。光纤传感技术自发明以来,一直广泛应用于信息传输和检测等领域。本文提出了一种基于光纤传感技术的森
【基金项目】
：
黑龙江省自然科学基金项目（LH2019F003）； 中央高校基本科研业务费专项资金项目（2572020BL02）；
论文部分内容阅读
21世纪的森林资源变得十分重要,保护森林资源逐渐变成刻不迟缓的重大问题。国家也提出“绿水青山就是金山银山”的资源保护理念。森林风速监测是保护森林资源的重要方式之一,森林风对于树木成长是一把双刃剑,它能帮助无人机喷药育种,也能助森林火灾迅速蔓延,以及影响森林气象观测等研究,所以森林风速监测具有重要实际意义。光纤传感技术自发明以来,一直广泛应用于信息传输和检测等领域。本文提出了一种基于光纤传感技术的森林风速监测系统,包括光纤传感器制作和标定、风速监测系统结构设计和实物制作、信号处理系统设计、实验研究以及误差分析,可通过光纤实时传输和采集风速信息,完成实时风速监测。本论文具体研究工作围绕以下几点展开:信号采集传感器选用增敏型曲率光纤传感器,对该传感器的结构和传感机理进行了介绍,对该增敏型曲率光纤传感器进行特性分析,针对风速监测系统选择合理的增敏型曲率光纤传感器参数并加工光纤传感器。设计风速监测系统的装置结构,主要分为风速收集结构、传力结构、传感器干涉结构等。风速监测系统引入文丘里管来放大风速,提高了监测系统对风速的响应,同时监测系统的机械结构（如风轮,棘轮,传力销,杠杆）将风速转换为悬臂梁的弯曲变化。建立风速监测系统的数学模型,结果表明悬臂梁的弯曲频率与风速成正比。同时,将增敏型曲率光纤传感器固定在悬臂梁上,可通过光纤传感器实时输出悬臂梁的弯曲频率,进而计算出风速值。通过3D打印技术对监测系统结构进行加工,完成整体结构制作。设计光纤传感器信号处理系统,主要针对光纤传感器输出的微弱信号进行有效处理,并可以通过检测光纤传感器输出周期信号的频率来测量风速大小。分别对光纤传感器的光源调制电路、微弱信号的放大电路和带通滤波电路进行设计,并对硬件电路板进行设计和加工制作。风速监测系统分别进行风向测试实验和风速测量实验,其中风速测量实验分为室内风速测量和森林风速测量两组实验。风向实验通过不同风源位置和不同风速作用得到旋转启动风速为0.5 m/s,验证了风速监测系统具有有效的风向性。风速实验为了说明监测系统的重复性和稳定性,每组实验在相同条件下重复进行三次。根据标定后的光纤传感器得到室内风速测量误差在±0.65 m/s以内,重复精度为±2.9%;森林风速测量误差在±0.63 m/s以内,重复精度为±2.7%,其中室内风速测量和森林风速测量误差在±0.02 m/s以内,验证了该风速监测系统的有效性。
其他文献
高熵合金是指近年来通过多主元掺杂方式,并引入“化学无序”概念而得到的一种新型合金材料。因为它同时具备四大效应,所以具有优异的综合性能。而轻质高熵合金是在传统高熵合金基础之上进一步对密度提出要求,一般认为密度低于7 g/cm~3的高熵合金则为轻质高熵合金。本文研究了Cu元素对AlCrTiV0.5Cux轻质高熵合金微观组织和性能的影响,希望得到一种具有优异综合性能的新型轻质高熵合金。本文以Hume-R
由抗生素的过度使用而引起的水环境污染,导致表层水、地下水甚至饮用水中等都能够检测到它们的存在,而严重危害人类的健康。二氧化钛（TiO2）光催化降解技术凭借其绿色高效的特性而展现出极好的紫外光降解抗生素的能力。然而,TiO2光催化剂因可见光吸附弱和光生电荷易复合等缺点,导致很难实现在可见光下对抗生素污染物（如左氧氟沙星）的高效降解。尽管已报道的改性TiO2基异质结光催化剂在可见光吸收和光生电子空穴对
本文通过对民族舞剧《大梦敦煌》的人文性特征进行解读,分析其民族文化符号传播的意义,并对现当代民族舞剧创作及良性发展模式加以思考。
随着人们对高续航、小体积、长寿命储能器件的追求,传统锂离子电池受限于其电极材料,商业化性能已接近理论能量密度,不能满足未来的需求。锂硫（Li-S）电池是一种以含硫（S）活性物质为正极,金属锂（Li）作为负极的二次电池,其活性物质S具有高理论比容量(1675 m Ah g-1)和理论能量密度(2600 Wh kg-1),而且S具有成本低、储量丰富、环境相容性好等特点。因此,Li-S电池成为最具商业化
超级双相不锈钢2507具有优秀的力学性能和耐腐蚀性能,在海洋工程、化学化工、能源等领域具有广泛应用前景。合理的铁素体-奥氏体两相比例决定了超级双相不锈钢2507性能。焊接制造是超级双相不锈钢2507的重要成形工艺。然而,焊接时会导致焊接接头中两相比例失衡,影响超级双相不锈钢2507焊接接头性能。调控焊接接头中的两相比例是获得超级双相不锈钢2507优质焊接接头的关键。针对超级双相不锈钢2507的焊接
铝基复合材料因其优异的性能和可设计性而具有极大生命力,在汽车、电子、航空航天等领域得到了大范围应用。而源于金属-金属的天然属性,新型高熵合金（HEA）颗粒增强铝基复合材料的界面结合能力和性能较为优异。二次加工是提高其综合力学性能的一个良好选择,但受其自身特性的限制,二次加工面临一定挑战。因此,本文基于Gleeble-3500热模拟试验机得到的等温压缩实验结果,对微波烧结制备的15wt.%FeCoN
高分子材料在许多领域逐渐取代其他材料,比如金属材料。然而其主要弱点是机械强度相对较低,因此必须提高高分子材料的力学性能。对于半结晶聚合物材料来说其物理性能主要由其晶体的结构和形貌决定。在这种情况下,实现聚合物晶体结构和形貌的调控对于其物理性能的控制变得非常重要。分子链特殊的环形拓扑结构,聚合物熔体不同的分子链长度以及碳纳米管（CNT）填料的添加都会对晶体的最终形貌造成影响,尤其是在流动场的作用下,
7085Al（Al-Zn-Mg-Cu系）合金作为新一代的航空、航天用超高强度铝合金,具有高强、抗疲劳、高损伤容限,以及良好的成形加工性,主要应用于大飞机承力结构件,如空客A380和波音787的翼梁和翼肋等关键部件。然而,随着我国新一代载人航天、大飞机、航母舰载机等的快速发展,对“以铝代钢”的铝化率和铝合金的性能提出了越来越高的要求,传统铝合金已不能满足这些领域对其更高性能的要求。同时,随着海洋工程
7055Al合金以其高比强度、高比刚度、较好的韧性以及良好的抗应力腐蚀性,被广泛应用于航空航天、轨道交通、国防军事、新能源汽车等领域。随着载运工具不断追求轻量化和高温、高载荷服役条件下运行的安全可靠性和寿命,对其变形铝合金关键承力结构部件的高温性能,尤其是高温蠕变性能要求越来越高。然而,7055Al合金在温度超过473 K时,其力学性能损失接近50%,且高温蠕变性能差。而原位纳米颗粒增强铝基复合材
为了解群落的演替趋势并探讨阔叶红松林群落适应环境演变的生物学机制,同时也为森林群落动态长期监测研究、维持群落结构、恢复群落生物多样性和合理经营管理提供科学依据。本研究以小兴安岭典型阔叶红松林样地为研究对象,分析2010、2015和2020年群落幼树物种多样性动态变化、空间格局动态变化、2010、2015和2020优势幼树在三次调查期间的空间分布格局及其关联性,并分析2020年环境变量与3种优势幼树