弗兰克-赫兹实验中电流信号强度随温度变化的现象

弗兰克-赫兹实验中,IP-VG2K信号的强度会随温度和灯丝电压而变化.本文发现在温度低于160℃时,IP-VG2K信号强度随温度的升高而减小;当温度超过170℃后,信号随温度的升高而增大.本文提出了电场中Hg蒸气被热电离的模型,利用热力学平衡定律和Le Chteler原理,对此现象提出了合理的解释并通过了实验的验证.     

声速测量演示实验的设计

利用声波传感器DIS、音叉设计了声速测量演示实验,利用传感器获得声音信号波形图,让学生定性认识声音,再根据不同位置处的传感器获得不同波形图,求得时间差,得出27.8℃时声速为346.6 m/s.利用此装置还可以探究温度对声速的影响.     

X射线辐射驱动冲击波的实验测量与分析

在腔内充CH发泡材料,提高辐射驱动冲击波的平面性.利用楔形铝膜测量辐射驱动冲击波发 光信号的条纹图像,从而获得冲击波速度和冲击波压力.利用冲击波速度与辐射温度的定标 关系,求得辐射温度. 关键词：     

多条转动拉曼谱线雷达测量对流层大气温度

由于对流层大气中气溶胶的存在,传统的利用大气中瑞利散射和振动拉曼散射测量大气温度的方法具有一定的局限性,然而利用大气N₂和O₂分子的的转动拉曼信号获得大气温度信息的方法不受对流层大气中气溶胶的影响。因此利用N₂和O₂分子纯转动拉曼散射激光雷达开展了测量对流层下部温度分布的实验研究。现有的转动拉曼雷达系统基本上是通过获取单一的转动拉曼谱线来反演大气温度,这就导致了系统的信噪比低,不能很好的反演温度。作者在双光栅单色仪的基础上提出了一种新的雷达信号分光系统。这种新的分光系统的每条通道所获得的信号并不是单独的转动拉曼谱线,而是多条转动拉曼谱线之和,这样就能提高整个系统的信噪比。在较小的激光能量和小口径望远镜的情况下,利用这种方法,雷达系统可以在几公里内获得较好的信噪比。最后实验得到了对流层0.3～5 km高度内的大气温度分布, 它与球载无线电探空仪比较, 二者一致性较好。     

温度弱敏感光纤高温压力传感器

针对高温压力测量需求,提出了一种温度弱敏感的光纤微机械电子(MEMS)压力传感技术.该技术采用非本征光纤法布里-珀罗干涉模型,利用MEMS压力敏感膜片对干涉光信号进行被动调制,进而实现压力信号测量.通过仿真计算热应力和材料自身热膨胀引入的温度寄生响应来分析温度信号对膜片位移的影响.在此基础上结合亚微米级白光干涉响应技术和低热应力封装工艺,研制了高温压力传感器样机.实验测试结果表明,在20—400℃范围内,可满足0—100 kPa压力测量,由温度变化引入测量误差低于4%.     

基于固体腔扫描法布里-珀罗干涉仪的大气温度绝对探测方法研究

大气温度是描述大气状态的重要基本特征参量之一.目前,基于Rayleigh散射的大气温度探测方法多应用于大气温度的相对探测,即温度反演时需要响应函数和校准程序.本文提出了利用固体腔扫描式法布里-珀罗干涉仪进行大气Rayleigh散射谱型的精细探测方法和残余米散射信号的抑制方法.根据Rayleigh散射谱特点,针对固体腔扫描式法布里-珀罗干涉仪的自由光谱区、固体腔几何长度、腔体介质类型、半高全宽、腔体反射率、扫描间隔等参数进行了优化设计.利用优化参数的固体腔扫描式法布里-珀罗干涉仪获取Rayleigh散射谱上离散点信息,并采用多项式插值方法获得拟合谱型,与根据标准大气模型和S6模型获得的理论谱型进行比对,大气温度探测不确定度小于0.8 K.当信噪比为10时,白天与夜晚的探测距离分别为4.5和7.9 km.该方法可实现大气温度廓线的全天时和高精度绝对探测,并对同类高光谱激光雷达分光系统研究具有借鉴意义,为我国高光谱激光雷达陆基及星载应用提供了一套可行的分光系统解决方案.     

金刚石表面纳米尺度水分子的相变观测

水是自然界中最重要的物质之一,研究界面或受限体系的水分子动力学具有重要的科学意义.近些年新兴的基于氮-空位(NV)色心的纳米磁共振技术可以同时观测纳米尺度的核磁信号和温度.本文利用单个NV色心成功探测到金刚石表面纳米尺度水分子分别在固态和液态条件下的核磁信号,并通过改变温度成功观测到该纳米尺度水层的固-液相变.实验结果表明,基于NV色心的核磁共振技术可以有效地探测纳米尺度物质的结构和动力学行为,为纳米尺度受限体系相关科学的研究提供新的探测手段.     

基于高斯白噪声调制的布里渊光相干反射温度传感器

根据光纤布里渊频移量随温度变化的特性,提出一种基于布里渊光相干反射技术的分布式光纤温度传感器.利用噪声信号的无周期特性,采用高斯白噪声信号对系统的光源进行电流调制,克服了现有布里渊光相干反射技术无法同时兼顾传感距离和空间分辨率的问题.实验研究表明,该传感器在253m的普通单模光纤上实现了分布式温度测量,获得了54.6cm的空间分辨率和±1.07℃的温度测量准确度.     

HL-2Aװ����CXRS��ϵ�ϵͳ���

为了获取HL-2A等离子体的离子温度、旋转速度及其分布等重要参数,首次在HL-2A装置上开展了CXRS诊断。通过利用能有效探测微弱光的EMCCD和特殊设计的光学采集系统,获得了具有足够信噪比的诊断信号。实验得到的测量信号分析表明,设计是切实可行的。     

低噪声不隔直光电探测电路的设计

光电探测电路是光纤通信和光电检测系统中光信号转换成电信号的关键部分,但现有光电探测器大都不能同时测量脉冲光信号与直流光信号。为了获得低噪声并且能够同时测量脉冲光信号和直流光信号的光电探测器,设计一个不隔直光电探测电路,采用平衡放大方式消除直流工作点不稳定问题,提出了一种利用谐波分析法测量光电探测电路带宽的方法;同时对影响噪声的各种因素进行了研究,计算了探测电路的噪声电压和电流,提出了利用降低温度的方法提高信噪比。结果表明了该方法的有效性。     

利用散斑照相检测微小位移的实时方法

以CCD作为散斑和杨氏条纹记录设备,以与分屏器相连的电寻址空间光调制器作为滤波器,以计算机作为图像合成、条纹分辨及数据运算处理中心,并同时控制和协调CCD及空间光调制器等设备,实现了利用散斑照相实时、自动测定微小位移的过程.实验结果表明,此种方法获得的测量结果误差较小,具有一定的使用价值.     

Binary encoding method to encrypt Fourier-transformed information of digital images

An encoding method is used to encrypt the Fourier-transformed information of a hidden (covert) digital image in an overt image, while the Fourier-transformed information must be encoded with binary codes. All of the pixels in an overt image are classified into five groups that are called identification, type, tracing, dimension, and information codes. Identification codes are used to judge if the overt image contains codes that belong to the proposed encoding method or not; type codes are used to judge the encoding type; tracing codes are used to judge the encoding trace; dimension codes are used to judge the size of the hidden information; and information codes are used to decode the hidden information. Applying the proposed encoding method is rather easy, and host images corresponding to overt images are not needed for decoding work. The experiment has demonstrated four types of encoding for the proposed encoding method to reconstruct covert images without any distortion or only with a little distortion.     

布里渊散射谱参数提取问题的混合优化算法研究与应用

提出了一种将Particle Swarm Optimization(PSO)算法和Levenberg-Marquardt(LM)算法按概率混合优化的新算法,将其用于Pseudo-Voigt型布里渊散射谱以提高其拟合度和频移提取精度。新算法以PSO算法为主框架,首先用PSO算法进行全局搜索,在优化一定次数后每次优化随机产生一个概率rand(0,1),若rand(0,1)小于或等于事先设定的概率P,则把PSO算法得到的最优解作为LM算法的初值进行局部深度搜索,将LM算法得到的最优解替换先前PSO算法的最优解,继续使用PSO算法进行全局搜索;若rand(0,1)大于P则仍然用PSO算法搜索,等待下一次优化产生随机概率rand(0,1)进行判断,交替使用两种算法直至获得理想的全局最优解。仿真分析和实验表明,新算法克服了单一算法的缺点,提高了布里渊散射谱的拟合度和频移提取的精度,充分证明了新算法的实用性和可行性。     

高精度激光微能量校准技术研究

利用斩波器将连续激光斩波成为脉冲宽度s量级重频脉冲激光,利用选单器将重频脉冲激光转变成单脉冲激光,从而实现变连续激光为单脉冲激光。由陷阱探测器测量连续激光的输出功率,高速APD、高增益PIN探测器作为波形探测器测量脉冲激光波形,并通过示波器对脉冲宽度进行测量。依据测量得到的功率和波形就可得到脉冲激光能量,从而实现了0.2 pJ激光微能量的测量和校准,通过不确定度分析,该装置的pJ激光能量测量不确定度达到了0.42%。     

Colour in visualisation for computational fluid dynamics

Colour is used in computational fluid dynamic (CFD) simulations in two key ways. First it is used to visualise the geometry and allow the engineer to be confident that the model constructed is a good representation of the engineering situation. Once an analysis has been completed, colour is used in post-processing the data from the simulations to illustrate the complex fluid mechanic phenomena under investigation. This paper describes these two uses of colour and provides some examples to illustrate the key visualisation approaches used in CFD.     

基于强化学习和蚁群算法的WSN节点故障诊断

为了克服现有的WSN节点故障诊断方法所具有的难以实现在线诊断和诊断精度仍然不够高的缺点,设计了一种基于Sarsa算法和改进蚁群算法的WSN节点在线故障诊断方法。首先,建立了监测区域的网络模型和WSN节点故障诊断模型,然后,采用主成分分析法对节点故障样本数据进行降维,从而提高诊断效率,将样本数据作为层次,将故障诊断类作为各层节点建立层次树,采用改进的Sarsa算法求取各层节点的Q值,并将其用于初始化蚁群算法中路径的信息素,最后,提出了一种改进的蚁群算法求取从第一层出发的蚁群到各层节点之间的路径,将各层中信息素最大的节点作为最终的故障诊断类别。在Matlab环境下进行仿真实验,结果证明文中方法能有效实现WSN节点故障诊断,且与其它方法相比,具有故障诊断精确度高且能在线故障的优点,是一种有效的节点故障诊断方法。     

基于深度自动编码器的机场安检人脸识别系统设计

由于现有的机场安检系统通常只针对行李和旅客携带的违禁物品进行检测,没有考虑到对于正在通缉的罪犯进行监控和核查,设计了一种基于Gabor小波滤波和深度自动编码器的机场安检人脸识别系统。首先,以ATmega128L为处理器核心,SA7111作为模数转换器,MAX7000作为全局逻辑控制单元设计了机场人脸识别系统硬件,然后采用Gabor小波函数作为卷积核函数,在对原始图像分块的基础上进行卷积,采用多个RBM堆叠组成的自动编码器,通过比较差异算法训练RBM从而自动提取人脸特征,最后构建一个三层的BP神经网络,将自动提取的人脸特征作为输入,将图像标签作为输出层,并通过反向传播算法训练网络进行人脸识别。通过部署仿真实验环境对文中方法进行验证,仿真结果表明：文中系统能较为精确地实现人脸识别,与其它方法相比,具有识别率高和收敛速度快的优点。     

In vitro study of magnetic particle seeding for implant-assisted-magnetic drug targeting: Seed and magnetic drug carrier particle capture

An implant-assisted-magnetic drug targeting system using seed particles as the implant to increase the capture of magnetic drug carrier particles (MDCPs) in capillary tissue was studied in vitro. Dextran-coated magnetite particles were used as seeds, polydivinylbenzene magnetite particles were used as MDCPs, and a polyethylene porous cylinder was used as surrogate capillary tissue. The results showed that seeds could be magnetically captured first and then used to magnetically capture the MDCPs, causing a significant increase in their collection compared to when the seeds were absent.     

基于同步荧光光谱法的鸭肉中西维因残留含量检测研究

为了快速测定鸭肉中西维因残留含量,提出应用同步荧光光谱法检测鸭肉中西维因残留含量,同时运用遗传算法-支持向量回归(GA-SVR)建立了鸭肉中西维因残留含量的回归预测模型。首先,通过荧光分光光度计分别采集了西维因水解物和含有西维因的鸭肉的三维同步荧光光谱图,经过分析确定了最佳波长差Δλ都为140 nm;其次,分析了鸭肉中西维因的浓度猝灭现象;最后采用GA进行同步荧光光谱的优化和选择,根据交互验证均方根误差(RMSECV)选择出了21个特征波长,并分别用全波长和21个特征波长作为SVR回归预测模型的输入特征变量,发现通过GA选择的特征波长可以得到更好的预测效果,并且其预测集的相关系数(R2)达到0.976 4,均方根误差(RMSECP)为12.232 2。试验结果表明利用同步荧光技术结合GA-SVR方法能有效、快速的检测鸭肉中西维因残留含量。     

稠密气固流动中颗粒聚集的定量评价

本文提出了定量评价稠密两相流动中颗粒聚集现象的参数和方法:用碰撞频率的大小估计颗粒聚集的强弱;用颗粒体积分数的标准偏差评价流场中颗粒分布的不均匀程度;用颗粒分布的相关系数衡量流动的相似性;用颗粒体积分数的概率分布和颗粒分布曲线描述流场细节;用高密集区域颗粒数目比例和稀疏区域面积比例来反映流场的特征部分。