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[发明专利]一种双悬臂梁光纤光栅振动传感器及其优化方法-CN202210584615.8有效
发明人：程肸;莫文琴 -专利权人：中国地质大学（武汉）
申请日： 2022-05-27 - 公布日： 2023-10-27 - 主分类号： G01H9/00 文献下载
摘要：本发明提供一种双悬臂梁光纤光栅振动传感器及其优化方法，该传感器，包括：上梁臂、下梁臂、质量块、光纤光栅和补充块；上梁臂和所述下梁臂长度相同且相互平行，上梁臂和下梁臂的固定端分别固定连接；自由端分别与质量块的一端固定连接；光纤光栅粘贴于所述上梁臂靠近固定端的表面；上梁臂厚度薄于下梁臂的厚度，且上梁臂的自由端上表面平行固定有补充块；通过减小上梁臂的厚度，增加粘贴光纤光栅栅区处的应变；通过在上梁臂的右端区域增加补充块，增加固有频率，实现了同时增加应变和固有频率。通过有限元方法三维仿真建模，通过控制变量法分析补充块尺寸对应变和固有频率的影响，选择最优尺寸。
一种悬臂梁光纤光栅振动传感器及其优化方法

[发明专利]一种堤防内部渗漏通道深度的正反演计算方法及装置-CN202310716857.2在审
发明人：宋俊磊;康明鑫;董凯锋;晋芳;莫文琴;惠亚娟 -专利权人：中国地质大学（武汉）
申请日： 2023-06-15 - 公布日： 2023-09-29 - 主分类号： G06F30/20 文献下载
摘要：本发明公开了一种堤防内部渗漏通道深度的正反演计算方法，包括：利用堤防实地测量的磁场数据绘制磁场等值线图，选取磁通密度模值最高的两条等值线所包括的区域的测点作为特征区域和特征点，出水口的位置通过观察是已知的，基于MMR法，得到渗漏通道在XY平面上的位置；建立直线型渗漏通道模型，在直线型渗漏通道模型中上下移动入水口坐标得到七条渗漏通道模型，计算仿真出的磁通密度模值与被测渗漏通道的磁通密度模值之间的欧几里得距离，确定入水口的范围；构建六种类型渗漏通道模型，确定六种类型渗漏通道模型中和被测渗漏通道最相近的一个类型作为待优化渗漏通道模型，结合粒子群算法对待优化渗漏通道模型进行不断优化，得到最优的渗漏通道模型。
一种堤防内部渗漏通道深度反演计算方法装置

[发明专利]一种铰链结构FBG加速度传感器及其设计方法-CN202310539785.9在审
发明人： 莫文琴;贺正涛;董凯锋;晋芳;宋俊磊;惠亚娟 -专利权人：中国地质大学（武汉）
申请日： 2023-05-11 - 公布日： 2023-09-29 - 主分类号： G01P15/03 文献下载
摘要：本发明提供一种铰链结构FBG加速度传感器及其设计方法，该加速度传感器包括：支撑部、质量块、铰链和FBG；支撑部呈L形状，包括位于竖直方向上的固定端和位于水平方向上的底座，固定端与底座固定连接，质量块通过铰链与固定端的右上端固定连接，FBG位于质量块的右下端与底座的右上端之间。本发明通过改变传感器结构，将FBG连接点改为质量块右下端和底座的右上端，在不增加数据处理量和制作成本的同时增加传感器的灵敏度。针对传感器的参数选择问题，将其转化为一个多参量带约束的优化问题，并使用PSO算法选择了传感器的尺寸参数，最后在COMSOL仿真软件中建立模型分析验证了理论的准确性。
一种铰链结构 fbg 加速度传感器及其设计方法

[发明专利]一种压电地震检波器-CN201711331443.9有效
发明人：宋俊磊;黄燕霞;杨至恒;陈美娟;杨勇;莫文琴;董凯锋;晋芳 -专利权人：中国地质大学（武汉）
申请日： 2017-12-13 - 公布日： 2023-09-26 - 主分类号： G01V1/18 文献下载
摘要：本发明公开了一种压电地震检波器，包含壳体及弹性材料制成的简支梁基底，简支梁基底的长度方向上的两端分别刚性连接在壳体上进行水平设置，简支梁基底的二分之一长度处设置有中间端压电片，中间端压电片电性连接输出导线以输出压电地震检波器的检测信号。本发明的压电地震检波器，具有灵敏度高、抗干扰能力强、动态范围宽、轻便耐用等优点，在井下陆上地震勘探、井下槽波地震勘探等领域应用更为可靠和广泛，相对于单端固定的悬臂梁结构，采用将简支梁基底的双端固定的方式，能够在相同长度梁基底的条件下，检测的频率范围更加广泛。
一种压电地震检波器

[发明专利]快速获得渗漏堤防正常场的计算方法、设备及存储设备-CN202310656292.3在审
发明人：宋俊磊;周丹;董凯锋;晋芳;莫文琴;惠亚娟 -专利权人：中国地质大学（武汉）
申请日： 2023-06-02 - 公布日： 2023-09-19 - 主分类号： G06F30/23 文献下载
摘要：本发明提供了一种快速获得渗漏堤防正常场的计算方法、设备及存储设备。依据基础尺寸建立堤防模型，对堤防模型进行网格剖分，求解模型的相关电场参数；在模型中布置电流密度测点，对堤防模型施加人工激励电流，求解在各个测点上的电流密度值，得到电流密度分布特性；基于电流密度分布特性，分析堤防上部磁场分布特性，在堤防模型上方一一对应的位置布置磁场测点，求解在各个测点上的磁场值，得到磁场分布特性；重复上述步骤建立不同尺寸的堤防模型数据库，根据数据库中的测点数据，分析电流密度与磁场分布特性，总结出其随堤防主体参数变化的规律，以达到对数据库中缺失的其他尺寸的模型进行磁场预测的目的，为快速确定渗漏通道的位置信息提供数据支撑。
快速获得渗漏堤防正常计算方法设备存储

[发明专利]一种面向微弱交变磁场测量的小型化数字式GMI传感器-CN202310624611.2在审
发明人：晋芳;齐永赛;董凯锋;宋俊磊;莫文琴;惠亚娟;汤丁丁;湛德 -专利权人：中国地质大学（武汉）
申请日： 2023-05-26 - 公布日： 2023-08-22 - 主分类号： G01R33/09 文献下载
摘要：本发明公开一种面向微弱交变磁场测量的小型化数字式GMI传感器，涉及弱磁场探测传感器技术领域，包括：GMI模块及FPGA处理模块；GMI模块在激励信号作用下感应微弱交变磁场并产生模拟响应电压信号，将模拟响应电压信号转换为数字信号输出给FPGA处理模块；FPGA处理模块将参考信号与数字信号进行乘法运算产生调制交变磁场信号，再利用降采样降低调制交变磁场信号的采样率，输出交变磁场信号并计算其频率；FPGA处理模块还将同相参考信号和正交参考信号分别与交变磁场信号进行乘法运算，并将运算产生的两路直流量进行平方和运算并开平方，得到交变磁场信号的数字量幅值，从而实现了对微弱交变磁场信号的频率及幅值的计算。
一种面向微弱磁场测量小型化数字式 gmi 传感器

[发明专利]一种基于四象限探测器的高精度激光光斑位置检测方法-CN202210581396.8有效
发明人：王晓龙;莫文琴 -专利权人：中国地质大学（武汉）
申请日： 2022-05-26 - 公布日： 2023-03-14 - 主分类号： G01B11/00 文献下载
摘要：本发明提供了一种基于四象限探测器的高精度激光光斑位置检测方法，根据无穷积分拟合算法，得到光斑位置实际值与解算值的关系；引入误差补偿因子函数，对光斑位置实际值与解算值的关系进行处理，得到光斑位置估计值与实际值之间的残余误差；根据最小二乘法原理，得到最优等效光斑半径；基于Tanh函数拟合算法，引入控制波形形状的参数，得到光斑位置实际值；构建光斑位置残余误差的数学模型，使其平方和最小，得到最优的控制波形形状参数；根据最优等效半径、最优的控制波形形状参数及建立新的残余误差的数学模型，得到光斑位置。本发明的有益效果是：充分考虑了探测器半径和死区的影响，能够满足任意的四象限探测器，提高了光斑位置的检测精度。
一种基于象限探测器高精度激光光斑位置检测方法

[发明专利]一种基于地磁扰动探测的车辆检测方法及系统-CN201810811831.5有效
发明人：宋俊磊;魏奕;徐朝玉;杨至恒;董凯锋;晋芳;莫文琴 -专利权人：中国地质大学（武汉）
申请日： 2018-07-23 - 公布日： 2022-12-30 - 主分类号： G08G1/042 文献下载
摘要：本发明提出一种基于地磁扰动探测的车辆检测方法及系统，能够实现运动车辆的存在检测及车辆类型的识别。检测系统主要包括主控模块、用于对车辆的存在和距离进行检测的超声波探测模块和在车辆通过时发出触发信号的地磁扰动探测模块；所述主控机与所述超声波探测模块和所述地磁扰动探测模块通信，并在接收到所述触发信号时，唤醒所述超声波探测模块。利用地磁扰动探测模块在检测到车辆通过时向带有唤醒功能的主控机发出触发信号，使所述主控机唤醒超声波探测模块，然后所述超声波探测模块对车辆的存在进行检测。本发明的有益效果：体积小、功耗低、成本低、安装简易、不破坏路面且精度高。
一种基于地磁扰动探测车辆检测方法系统

[发明专利]一种堤防渗漏探测方法、装置、电子设备以及存储介质-CN202211080021.X在审
发明人：宋俊磊;万成鑫;董凯锋;晋芳;莫文琴;惠亚娟 -专利权人：中国地质大学（武汉）
申请日： 2022-09-05 - 公布日： 2022-12-13 - 主分类号： G01V3/08 文献下载
摘要：本申请涉及一种堤防渗漏探测方法、装置、电子设备以及存储介质，涉及堤防探测领域，该方法包括以下步骤：获取放置有电流回路的目标堤防在不同高度的磁场分布信息；基于不同高度的磁场分布信息，获取放置有电流回路的目标堤防的三维磁场等值线图；基于三维磁场等值线图与仿真三维磁场等值线图，获取目标堤防的比率响应图；基于比率响应图，确定出所述目标堤防的渗漏通道位置。由于本申请中是通过电流直接激发的磁场数据来确定目标堤防的渗漏通道，相比于人工探视和地质钻孔，可以获得更为稳定可靠的测量结果。
一种堤防渗漏探测方法装置电子设备以及存储介质

[发明专利]一种基于曲面拟合和时频分析的三轴加速度计解耦方法-CN202210800282.8在审
发明人：宋俊磊;郭林坤;董凯锋;晋芳;莫文琴;惠亚娟 -专利权人：中国地质大学（武汉）
申请日： 2022-07-08 - 公布日： 2022-11-04 - 主分类号： G01P21/00 文献下载
摘要：本发明公开了一种基于曲面拟合和时频分析的三轴加速度计解耦方法，包括以下步骤：获取加速度计的标定数据，标定数据是以加速度计一个轴向作为输入，其他轴向作为输出，在激振台不同振动频率下得到的输入输出数据；根据标定数据进行分段曲面拟合，得到各轴之间，以振动频率和振动幅值为输入，耦合幅值为输出的耦合函数；对未知信号采用连续小波变换进行时频分析，得到信号的频率；将未知信号的振动幅值和振动频率带入耦合函数，得到耦合幅值；对于任意轴向，根据公式得到去除维间耦合后的输出作为校准后的输出。本发明提升了解耦的实时性，大幅降低了解耦所需的运算量，具有良好的通用性，有效提高了传感器测量精度。
一种基于曲面拟合分析加速度计方法

[发明专利]一种简支梁压电换能器设计与优化方法-CN202110947448.4在审
发明人：宋俊磊;陈申阳;董凯锋;晋芳;莫文琴;惠亚娟 -专利权人：中国地质大学（武汉）
申请日： 2021-08-18 - 公布日： 2021-12-24 - 主分类号： G06F30/20 文献下载
摘要：本发明提供了一种简支梁压电换能器设计与优化方法，S1：采用有限元仿真方法，分析结构参数对压电换能器灵敏度的影响，并根据影响大小进行优先判断和排序，确定设计简支梁换能器时的重要参数；S2：根据压电梁厚度、宽度和长度对压电换能器灵敏度的影响，计算压电元件与压电梁的最佳尺寸比；S3：根据参数优先顺序和最佳尺寸比，对简支梁换能器进行小型化和优化处理，最终得到能够达到设计目标的简支梁压电换能器。本发明的有益效果是：该简支梁压电换能器灵敏度高、带宽大，而且体积小、重量轻。
一种简支梁压电换能器设计优化方法

[发明专利]基于磁性斯格明子的具有环形磁性赛道结构的JK触发器-CN201910418592.1有效
发明人：晋芳;饶恒畅;赵植;董凯锋;宋俊磊;莫文琴 -专利权人：中国地质大学（武汉）
申请日： 2019-05-20 - 公布日： 2020-10-30 - 主分类号： H03K3/012 文献下载
摘要：本发明公开了一种基于磁性斯格明子的具有环形磁性赛道结构的JK触发器，本发明将磁性斯格明子置于环形磁性赛道中，采用电压驱动的方式使斯格明子在磁性赛道中循环运动，并通过磁隧道结来读取斯格明子在磁性赛道中的状态，进而实现JK触发器的逻辑功能，保障了基于斯格明子的JK触发器使用时的稳定性。
基于磁性明子具有环形赛道结构 jk 触发器

[发明专利]一种基于磁性斯格明子的与逻辑门和与非逻辑门-CN201910419000.8有效
发明人：晋芳;饶恒畅;赵植;董凯锋;宋俊磊;莫文琴 -专利权人：中国地质大学（武汉）
申请日： 2019-05-20 - 公布日： 2020-10-30 - 主分类号： H03K19/20 文献下载
摘要：本发明公开了一种基于磁性斯格明子的与逻辑门和与非逻辑门，本发明将磁性斯格明子置于环形磁性赛道中，采用电压驱动的方式使斯格明子在磁性赛道中循环运动，并通过磁隧道结来读取斯格明子在磁性赛道中的状态，进而实现与门以及与非门的逻辑功能，保障了基于斯格明子的与非门以及与门使用时的稳定性。
一种基于磁性明子逻辑

[实用新型]一种三层悬臂梁差动式光纤光栅加速度传感器-CN201921082173.7有效
发明人： 莫文琴;徐黎明;董凯锋;宋俊磊;晋芳 -专利权人：中国地质大学（武汉）
申请日： 2019-07-11 - 公布日： 2020-06-30 - 主分类号： G01P15/093 文献下载
摘要：本实用新型公开了一种三层悬臂梁差动式光纤光栅加速度传感器，包括固定端、第一感知梁、第二感知梁、承重梁、质量块、第一光纤光栅和第二光纤光栅；第一感知梁、承重梁、第二感知梁平行设置在固定端和质量块之间；第一光纤光栅设置在第一感知梁上表面，第二光纤光栅设置在第二感知梁下表面。本实用新型灵敏度高、表面应变均匀、抗干扰能力强、测量范围较宽、结构简单易于制作，可以应用在一些大型土木工程结构健康监测、油气田勘探、大型仪器设备运行状况检测等领域。
一种三层悬臂梁差动光纤光栅加速度传感器

[实用新型]一种车位状态与分布的检测系统-CN201921053652.6有效
发明人：董凯锋;李晨涛;宋俊磊;朱来哲;曹建瑾;晋芳;莫文琴 -专利权人：中国地质大学（武汉）
申请日： 2019-07-08 - 公布日： 2020-06-26 - 主分类号： G08G1/04 文献下载
摘要：本实用新型提出了一种车位状态与分布的检测系统，该系统基于地磁传感技术、超声波技术及Zigbee技术，能够实现车位状态和车位位置分布的检测，同时可以将车位信息无线发送给智能显示终端以及远程查询车位状况，并提供地图接口实现与谷歌地图、百度地图等地图进行嵌套链接等功能。本实用新型通过对车位周围地磁场的细微变化进行分析，磁场变化进一步引起电路阻值发生变化，阻值变化转化为电流变化通过Zigbee发送到智能显示终端，从而分析出车位信息。本实用新型实现了在远距离以及无线通信的情况下对车位占有情况的检测，解决了城市交通拥堵、用户泊车困难等问题，这无疑是缓解当下“停车难”问题的一个有力方法。
一种车位状态分布检测系统

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