- 标题
- 摘要
- 关键词
- 实验方案
- 产品
-
基于光学原理的原位表征系统（OPTICS），用于量化美国弗吉尼亚州南河中汞和甲基汞的浓度及质量通量
摘要： 美国弗吉尼亚州南河历史汞排放及次级源（如河床与河岸沉积物）中汞的活化，正促使汞向水体重新分布。因此，要有效修复南河，必须掌握该系统中汞污染与迁移的具体机制。研究通过基于光学原理的原位监测系统（OPTICS）开展调查，量化了汞与甲基汞的浓度及质量通量，以阐明污染物在沉积物与水体间的交换机制。研究发现：风暴流与昼夜循环（可能与夜间生物扰动活动相关）是颗粒态汞和甲基汞向水体迁移的重要途径。昼夜循环日均导致0.01千克颗粒汞和1.9×10??千克颗粒甲基汞的质量迁移，分别占研究期间总汞、甲基汞迁移量的13%和16%。研究周期内3.6千克颗粒汞与0.01千克颗粒甲基汞的总迁移量中，约85%源自高强度风暴流——这类水流可能造成颗粒结合态汞/甲基汞再悬浮，或活化细粒径河岸沉积物。
关键词： 光学监测、质量通量、甲基汞、汞、南河
更新于2025-09-23 15:22:29
-
激光金属沉积中用于高度监测的同轴激光三角测量法
摘要： 高度参数控制在激光金属沉积（LMD）工艺中起着至关重要的作用。沉积高度增量与工艺生长速率不匹配会导致几何精度偏差及碰撞问题。本文提出一种基于三角测量的在线监测方法，用于由同轴沉积头、拟人机器人和光纤激光器组成的LMD系统高度监测。测量装置集成于沉积头内部，通过同轴喷嘴发射探测激光束，并根据离焦距离将光斑聚焦于熔池不同位置。通过同轴相机采集探测光斑位置并转换为相对高度值。该系统在AISI 316L不锈钢沉积过程中实现了数毫米范围内的距离测量，其不依赖沉积方向的高度监测方法具有高度灵活性。
关键词： 增材制造、光学监测、定向能量沉积、激光三角测量
更新于2025-09-12 10:27:22
-
基于卷积神经网络的激光熔覆系统焊道几何参数估计方法
摘要： 激光熔覆是一种复杂的制造工艺。当激光束熔化原料粉末时，激光功率或扫描速度的微小变化都会导致熔覆层几何形状出现偏差。因此，精细调节这些工艺参数对获得理想结果至关重要。为监测并深入理解激光熔覆过程，本文提出了一种熔覆道最终几何形状的自动估算方法。为此，我们开发了六种不同的卷积神经网络架构，用于分析50帧/秒同轴相机采集的熔池图像。这些网络以相机图像和工艺参数作为输入，输出熔覆道的宽度和高度。网络性能测试结果显示：对于高度约1毫米的熔覆道，测试误差均值低至8微米；在宽度维度上，95%的案例误差保持在熔覆道宽度的15%以内。目标值与预测值的对比图显示，测试集的决定系数超过0.95。随后我们对各网络架构进行比较并讨论其性能表现：更深层的卷积层性能显著优于浅层结构，但更深层的密集连接层相比浅层结构反而降低了网络性能。这些成果为智能过程监测提供了新方案，具备实时应用潜力，推动该工艺闭环控制研究向前迈进了一步。
关键词： 光学监测，几何估计，激光熔覆，卷积神经网络，焊道几何形状
更新于2025-09-12 10:27:22