本实验室建设于2013年,主要从事先进检测技术与自动化装置的研究,目前承担的主要课题包括但不限于:光纤传感器及精密解调技术;模式识别及相关信号处理算法;情感计算与深度探究
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    光纤传感器

  自二十世纪六十年代光纤原理被提出,随着现代信息科学技术的发展,光纤传感技术也在各个领域得到了广泛的应用,产生了巨大的影响。由于环境的压力、温度、应变和折射率等外部参数可以改变和影响光波在光纤传输过程中的光学特性,如强度、频率、相位、波长和偏振等,通过对光纤中光波的干涉条纹、强度、光谱分析、偏振态测量等调制变量的解调,能够反向获取感知环境的有效信息。

    光纤传感器具有独特的优势,包括:体积小、重量轻、灵敏度高;频带宽,动态范围大;不受电磁场的干扰,信号在传输过程中抗电磁干扰能力强;绝缘性能好,适合于易燃、易爆对象的参数测量;可塑性好,可做成任意形状的传感器和传感器阵列;便于连接系统,实现多功能、智能化测量。目前,光纤传感器及其应用成已经取得了大量的优异成果,在工农业生产、城市建设、航空航天等领域得到了一定的推广,但就目前而言,实验室技术已经成熟,但市场应用尚不成熟。

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    本课题组长期从事基于光纤传感器在极端条件下的检测技术研究,通过传感器敏感单元的制作和测量系统的搭建,进行系统可行性的验证和相关性能指标的评估,实现了对温度、应力应变、折射率等物理参数的准确测量,现在正对实际应用中的工艺、工程问题进行分析和解决。
    血糖无损检测

​  随着生活水平的提高,糖尿病及其并发症已成为严重威胁人类健康的世界性公共卫生问题。传统的指尖取血有创血糖检测方法和最新的微创血糖检测方法均存在伤口易感染、不便连续测量、不便用于家庭自检等缺点。由于近红外(Near InfraredNIR)光对于人体体液和软组织具有很好的穿透性,是理想的进行无创检测的光谱段,因此,新型的无创或微创血糖检测技术的研究成为国际生物医学领域研究的热点课题,许多研究机构和公司进行了大量的研究和尝试,开发了多种无创或微创血糖检测的仪器,但是这些仪器在精度和稳定性还都存在一些问题,无法达到患者满意的要求。因此,开发​具备测量便捷性和高检测精度的无创血糖检测装置是目前的社会需求,也是国内外学术界研究的热点。


    鉴于传统NIR计量学的无创血糖检测方法已面临技术瓶颈的状态,团队首次提出了一种新型无创血糖检测新方法,以NIR检测技术和机器学习为基础,分析光谱特征与血糖浓度之间的数学映射关系,建立皮下静脉反射光谱的血糖浓度测量模型,为后续的无创血糖检测研究提供理论参考和技术支撑。并且该检测原理和方法可以拓展至其他血液成分的分析应用,将在生物医学领域发挥重要的作用。

    其他研究

      • ​​​​​​​​​​基于人因工程的室内光环境智能控制与健康管理

​​建筑是广大人民群众生活和进行各种生产活动的主要场所,随着生活水平的提高和社会生产力的发展,建筑空间除了满足节能环保的要求外,更多地应该考虑建筑空间内人的需求,即满足人的舒适与健康。室内光环境与人体的节律、警觉性和情绪影响密切相关,但是到目前为止,量化建筑空间中光环境变化对身体影响和心理活动的关系还很少被关注,这为智能建筑中以人为本的采光联合照明控制系统的运行和调控带来了障碍。团队主要围绕基于人因工程的建筑光环境智能控制与健康管理进行研究,营造舒适健康、以人为本、节能环保的室内光环境,实现“人-机-环境”的整体协调与统一。具体研究根据人体工效学、生理学、心理学的最新科研成果,利用大数据驱动的人工智能、物联网等前沿技术,针对智能建筑室内光环境研究中存在的关键问题提出创新的解决方法。


  • 数字孪生驱动的​孤岛微电网韧性提升策略研究

​微电网由分布式电源、储能装置、能量转换装置、相关负荷和监控、保护装置汇集而成可实现自我控制、保护和管理的小型发配电系统,有并网运行和孤岛运行两种模式,能够为大电网提供补充,提高区域供电可靠性和电能质量。对于孤岛微电网来说,由于缺少主网的支撑,其稳定运行和供电质量必须由自身分布式电源等可控制单元保证,所面临的问题更复杂。为了打造更坚强、更智能的电力系统以应对负荷波动、自然灾害等问题,韧性的概念应运而生。团队通过对微电网韧性的基本概念与评估方法的归纳总结,从预防、紧急响应与恢复三层面提出孤岛微电网韧性提升的基本原理和基于“韧性梯形”的孤岛微电网韧性评价体系。构建风-光-油-储互补的孤岛微电网模型和微电网的数字孪生模型,在此基础上,建立基于数据驱动的随机鲁棒优化(DDSRO)模型,实现孤岛微电网系统韧性优化,保证系统可靠运行。并提出考虑供需双侧动态平衡的优化策略,实现信息网络约束的最优调度。