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[期刊] 实验技术与管理
[作者]
王玉红 刘祯 赵瑞云 肖易萍 曹锃 梁旭
管汇吊放安装是海洋油气水下生产系统布放的重要环节。确定管汇的附加质量系数和阻力系数,对准确模拟其在海上吊放过程中受到的水动力和运动方程至关重要。结合大学生创新教学实验相关内容,基于Morison方程及数学推导,设计了一套可用于管汇水动力系数测量的强迫振荡实验系统。该系统包括管汇模型、产生周期性运动的绞车系统、拉力、位移传感器以及数据采集系统,通过采集的数据计算管汇模型受到的水动力进而求得其水动力系数,为仿真模拟提供基础数据。该实验实现了实验教学与工程实际问题的有机结合,促进了大学生创新实践能力的提高。
[期刊] 实验技术与管理
[作者]
万国春 李文钊 童美松
在传统的高频电子电路设计尤其是天线系统的设计中,矢量网络分析仪(VNA)是通用的测量工具,为了进一步丰富教学手段,锻炼学生的实践能力,利用软件无线电中的通用软件无线电外设(USRP)搭建测试平台。使用LabVIEW软件作为软件开发环境,对USRP设备进行程序编写和配置,提高测试环境的灵活性,在程序的编写和调试过程中,学生可以根据自己的需求进行相应配置,了解软件无线电技术作为测量工具的可行性和相应的优化手段,提高自身的动手能力。
关键词：
高频电子电路 USRP 测量平台
[期刊] 实验技术与管理
[作者]
周旋 谌建飞 赵丹 唐立军 邓敏
利用实验室大学物理实验中的声速测量仪,结合实验室远程实验控制平台,设计了声速测量远程实验。该实验项目采用usb-over-network技术、Wi-Fi技术进行实验仪器与远程实验控制平台通信,可实现声速测量实验仪器的远程监控,具有导出实验数据及图片并保存至本地计算机的功能。测试表明,可以在任何有网络的地方完成声速测量实验的操作,且实验效果好。该实验既可用于实验教学,也可用于相关研究。
[期刊] 实验技术与管理
[作者]
钟志 郑云天 张扬 孙岩 王霖郁
以水下目标三维重建为研究背景，提出了一种基于单目视觉的水下目标三维重建实验设计方案。首先在无需提前对相机标定的情况下，通过单目相机围绕水下目标物体进行多角度旋转拍摄，产生初始图像输入集；然后针对水下图像色彩失真和对比度低等情况导致的图像特征点提取数量减少和误匹配率较高等问题，利用所提出的融合色彩信息的特征匹配SIFT-HC方法，使用双峰分布函数最小化像素之间的灰度差异和像素之间的色彩对比度，获得待匹配的灰度图像，在此基础上采用海灵格距离作为相似性度量方式进行特征匹配，以有效保持原始图像色彩对比度，提升相邻图像有效特征点的数量，同时剔除误匹配点对，提高特征点匹配率；最后对三维点云进行重构，有效地对目标物体表面细节进行还原。实验结果表明：该实验设备简单，无需提前对相机进行标定，针对水下图像色彩失真等情况能够有效恢复目标物体的三维结构及表面细节特征。
[期刊] 实验技术与管理
[作者]
杨宏伟 高翔 邵圣杰 胡欣瑞 许恒誉
应用物理学中的液体压强与液体深度的关系,以及物体变形与电阻改变的关系,通过测量一定液体深度处的变形电阻的电流值及该深度下的压强值,从而测出液体深度,再利用单片机计算和显示其液体深度等参数。经检验,达到了较高的测量精度,可以满足一般的工农业生产应用。将该实验应用于物理教学实验,还可以让学生学习和巩固流体力学、电学和固体力学等学科的知识。
关键词：
液体深度 压强 电阻 单片机
[期刊] 实验技术与管理
[作者]
张建良 季瑞松
针对传统电力系统状态感知实验中系统建设成本高、操作危险系数大、实验模式单一等问题，开发了电力系统状态感知虚拟仿真实验。具体地，设计了状态感知原理与实验准备模块、智能感知实验操作模块、实验考核和评价模块等实验内容，提出了以目标成果导向为原则的实验评价考核方法，构建了与之相适应的虚拟仿真实验教学方法。实践表明，该虚拟实验突破了传统实验中电气设备高压操作和高危实验环境等限制，延伸了实验教学的时间和空间，有助于培养学生深入开展电力系统状态感知与分析的综合实践能力，提升了电力系统实验教学效果。
[期刊] 实验技术与管理
[作者]
娄敏 张耘晗
依据新工科人才培养要求,围绕提高学生实践能力和创新能力目标,设计了海洋结构物动力综合创新性实验。该实验不仅可对课堂理论知识进行强化和巩固,还提高了学生的实践能力,使学生掌握了电测法测试技能及信号处理技能。通过实验拓展,开发了一系列创新性实验,激发了学生的学习积极性,提升了学生的创新能力。
关键词：
海洋结构物 自振频率 动力响应 电测法
[期刊] 实验技术与管理
[作者]
王新光 张锋 于华伟 谭宝海 李会银
结合勘查技术与工程专业的工程教育专业认证要求,为加深学生对放射性密度测井方法和原理的理解、提高学生学习兴趣及实践动手能力,设计了无源放射性密度测量教学实验,研究并阐述实验装置、实验样品及实验内容,分析了实践教学效果。结果表明,无源放射性密度测量实验可以激发学生主动学习兴趣、消除学生放射性实验恐惧心理、夯实专业基础,培养学生创新、实践能力,更符合勘查技术与工程专业工程教育专业认证及"卓越计划"工程教育培养模式的要求。
[期刊] 实验技术与管理
[作者]
单明广 熊雪芬 刘彬 钟志
为了对物体产生的微弱振动频率进行测量,该文提出了基于视频放大的非平稳微振动测量方法。该方法首先使用摄像机拍摄物体振动视频并将微振动可视化,进而从视频中提取物体振动频率信息。具体地,首先采用基于灰度空间的欧拉视频放大(Euler video amplification based on gray space, EVM-GS)方法将视频中肉眼难以分辨的微弱振动放大到人眼能够明显观察的幅度;然后通过基于灰度值帧差的最佳分析区域选择算法确定分析区域,对该区域使用空间滤波对视频图像去噪以及减小待处理数据量;最后使用基于S变换的非平稳信号分析方法(non-stationary signal analysis method based on S transform,NSS-S)提取振动频率。实验结果表明,该测量方法能将微振动可视化,并实现非接触式的无损测量,所测振动频率结果准确。
关键词：
微振动测量 视频放大 空间滤波 S变换
[期刊] 实验技术与管理
[作者]
郭春 龙开天 杨璐
该文以苏州某综合管廊项目为依托，自主设计了一个城市综合管廊模型实验平台，开展了城市综合管廊管线、支架、通风风速等因素对管廊通风效果影响的研究。通过该实验，向学生直观展示了实验平台的安装和调试、实验具体操作以及实验数据采集的完整过程，能够使学生很好地理解实验设计的基本思路，并提高动手操作能力和综合实践能力。
关键词：
城市综合管廊 模型实验 通风摩阻系数
[期刊] 实验技术与管理
[作者]
叶涛 陶鸿景 欧阳煜 朱红秀 刘旭涛 郭智蔷
针对机械工程测试课程实验要求，结合管道内壁测量的实际工程问题，该文设计了一种基于高分辨率摄像机与光学反射系统的全向结构光视觉传感器，该传感器采用结构光视觉三维测量技术实现管道内壁缺陷测量，具有制造成本低、测量精度高的特点。针对传感器标定与应用设计了4个实验项目，实验结果表明，在狭窄受限空间和低光照的环境中，该测量系统可以实现管道内壁的三维测量，满足实际应用要求。通过实验，学生加深了对视觉测量理论知识的理解，掌握了理论知识在实际工程中的应用，为后续研究及工作打下基础。
[期刊] 实验技术与管理
[作者]
刘晓瑜 南金龙 王子熠 王锋 李平 孙晶华 张晓峻
根据“新工科”背景下大学物理实验教学的改革需求和霍尔元件发展的新趋势，研制了一款基于霍尔元件的螺线环磁场测量装置。该装置由自制的磁场测试仪、霍尔元件尺、移动导轨和螺线环组成。通过给螺线环通入直流励磁电流（强度可调），使螺线环内部产生稳定的磁场，利用自行设计的霍尔元件移动尺可测量螺线环磁感应强度与励磁电流、环路半径之间的关系，还可以测量螺线环的磁场分布和空气磁导率。相应的实验设计可以帮助同学更直观地认识螺线环磁场的分布规律，理解霍尔效应测量磁场的基本原理，深化学生对于磁场相关理论的理解，同时促进理论学习与工程应用的融合，培养并锻炼学生分析解决实际工程问题的能力。
[期刊] 实验技术与管理
[作者]
周崇秋 高春甫 李林峰 王冬云
通过MV-DP090-02B激光轮廓传感器获取轨道车辆轮对踏面轮廓影像信息，再将物体表面轮廓位置转化为三维点云数据，并对数据进行降噪和特征提取，然后对踏面轮廓进行三维重建。文章结合轮对踏面动态测量实验，对轮对低速转动过程中的踏面轮廓进行了扫描。数据处理结果表明，基于MV-DP090-02B激光轮廓传感器获取的三维扫描点云数据及相关数据处理，可以动态测量轮对转动过程中的踏面轮廓；MV-DP090-02B激光轮廓传感器能够满足实验室的测量需求，操作简便，是“轨道交通车辆机械检修”课程实验中轮对踏面轮廓获取的一种新方法。
[期刊] 实验技术与管理
[作者]
李文坡 郝江瑜 杨欣 王士超 敖勋
随着能源在现代社会的作用日益凸显,储能电极材料的研究越来越受到关注。越来越多的新型电极材料显示出既不是纯电容性(超级电容器,表面电容控制)也不是纯法拉第性(电池,扩散控制)的电化学特性。为了阐明电极的这2种电化学储能行为差异,该文采用在实验课堂上就可以进行的简单快速的方法制得Co(OH)_2/还原氧化石墨烯(rGO)复合电极。在1 mol/L KOH水溶液体系中,对该电极进行了不同小扫速下的循环伏安测试(CV)。根据电流i与扫速v的幂律关系对电极反应的表面控制与扩散控制贡献进行定量计算,并探讨其与Co(OH)_2电极在相同测试条件下的电化学行为差异。该实验将当前的储能研究热点整合成一个物理化学实验,有利于学生学会电池材料、超级电容器材料及其储能原理等相关概念,掌握电极材料储能动力学分析方法和原理,学习一种储能电极材料的制备方法,由此激发学生科学研究的兴趣。
[期刊] 实验技术与管理
[作者]
刘刚 贺云涛 张晓辉 王正平
设计了一种以绿色能源无人机动力系统为原型的太阳能混合动力系统综合实验平台,该平台采用被动式能源功率分配结构,加入最大功率点跟踪(maximum power point tracking,MPPT)控制器,以无刷直流电机作为动力系统负载。还设计开发了电流电压采集模块以及控制记录模块。实验结果表明,该实验平台运行稳定可靠,能较真实的反映无人机动力系统工作过程,具有较高教学价值。
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