基于激光吸收光谱乙炔在线监测技术的研究

乙炔作为有机化工产品原料,广泛应用于化学工业中,但易燃易爆,在储存和工业生产中有必要对其进行实时在线监测.可调谐半导体激光吸收光谱(TDLAS)技术具有高选择性、高灵敏、快速响应等特点,在痕量气体检测中得到了广泛的应用.文章研究了乙炔气体在近红外波段的吸收线分布特征,详细地讨论了基于近红外可调谐二极管激光吸收光谱技术的乙炔在线监测系统设计方案;建立了实验测量系统,研究了信号检测方法和浓度反演算法,对长度10 cm的样品池和已知标准浓度乙炔气体配制的不同浓度乙炔气体进行检测,检测限可以达到1.46 cm3·m-3;进行了动态检测实验,测量结果具有较好的稳定性和可靠性.分析表明系统设计方案可行,由此发展的乙炔在线监测系统可用于乙炔储存、运输和使用过程中泄漏报警.     

二维相关红外光谱研究4-氨基吡啶/甲基丙烯酸分子间相互作用

采用二维相关红外光谱方法研究了4-氨基吡啶和甲基丙烯酸分子问相互作用.一维红外光谱难以直接反映4-氨基毗啶和甲基丙烯酸分子间相互作用的类型和键的关联,而二维相关分析结果清晰表明4-氨基吡啶和甲基丙烯酸分子间存在的相互作用.研究中发现1298和1 202 cm-1归属于甲基丙烯酸的-OH伸缩振动峰与1 531 cm-14-氨基吡啶的C=N伸缩振动峰存在同步交叉正峰,3 382和3 212 cm-1属于4-氨基吡啶的氨基N-H伸缩振动峰与1 705 cm-1归属于甲基丙烯酸的羰基伸缩振动峰存在同步交叉正峰.根据二维相关规则,4-氨基吡啶的C=N峰与甲基丙烯酸的-OH峰、4-氨基吡啶的氨基N-H峰与甲基丙烯酸的羰基峰有很强协同作用.结果表明4-氨基吡啶的C=N与甲基丙烯酸的-OH存在静电作用,4-氨基吡啶的氨基与甲基丙烯酸的羰基存在氢键作用.二维红外光谱是研究分子内、分子间相互作用的一种强有力的手段.     

CaLaAl3O7:Eu3+的凝胶-燃烧法合成及其发光性能

采用柠檬酸凝胶-燃烧法合成了CaLa1-xAl3O7:xEu3+(0.05≤x≤0.8)材料的前驱粉末,在低于700℃退火处理时,得到非晶态样品,而高于800℃退火处理后为纯相的CaLa1-xAl3O7:xEu3+粉末样品.通过激发光谱和发射光谱研究了Eu3+在CaLaAl3O7基质中的发光性能及Eu3+掺杂量,退火温度和柠檬酸与金属离子的配比等对发光强度的影响.结果显示,非晶态和晶态CaLa1-xAl3O7:xEu3+样品均可发光,非晶态样品的最强激发峰出现在7F0-5D2的465 nm处,而晶相样品的最强激发峰为7F0-5L6跃迁的394nm.非晶态粉末在465 nm激发下发射光谱由5D0-7F0的578 nm和5D0-7F1的587 nm及5D0-7F2的615nm组成.而晶态粉末在394 nm激发下的发射光谱与非晶态相比5D0-7F0跃迁消失了,同时5D0-7F1跃迁发生谱线劈裂,出现在587和596 nm两处.随着退火温度的升高,主峰615 nm强度增强了,但5D0-7F1跃迁峰的增强更加明显.     

多目标多光谱辐射高速高温计的研制

固体火箭羽焰是一种特殊的火焰,固体火箭发动机喷管羽流沿径向和轴向的温度是研究固体推进剂燃烧状况和发动机燃烧流场的基本参数。针对固体火箭发动机尾喷焰温度及其空间分布测量的需要,继1999年采用多光谱辐射测温方法和技术实现航天某型号固体火箭发动机测量后,研制了新型的多目标多光谱辐射高速高温计用于固体火箭发动机地面搭载试验。仪器使用组合棱镜和光电二极管阵列实现目标0.4~1.1μm光谱的热辐射测量,在主光路设计中首次使用光纤技术,实现一台仪器同时测量空间分布6个目标点的温度和发射率,每个点的空间位置由光阑上的通光孔精确确定,且每个目标测点均有8个工作光谱,研制的同步高速数据采集系统完成48个测量通道的数据同步时间小于10 ns。     

太空诱变桔梗的X射线荧光光谱的测定分析

选用X射线荧光光谱法(XRF),对我国独创的第4代太空诱变育种桔梗、地面组桔梗和桔梗对照品的元素种类和含量进行测定与分析。结果表明,太空组桔梗中与桔梗理气、化痰功效相关的Zn,Mn,Fe等元素分别比地面组提高了1.9,2.4,0.6倍,其中Zn和Mn元素比对照品分别提高了0.6和1.9倍。即与地面组相比,太空组桔梗更趋近于或优于对照品桔梗。太空组桔梗中多种元素指标得到了大幅度的提升和优化。XRF方法具有方便快捷、灵敏度高、元素和含量范围广以及再现性好等特点,可用于一切能制成粉末样品的其他中药的测定分析。     

伊文思蓝作荧光探针研究牛血清白蛋白与氨苄青霉素之间的竞争反应

用伊文思蓝(Evans blue, EB)作荧光探针研究了氨苄青霉素(Ampicillin, A)对牛血清白蛋白(Bovine serum albumin, BSA)的竞争反应. 伊文思蓝与牛血清白蛋白作用, 使牛血清白蛋白荧光发生猝灭, 根据Stern-Volmer方程及荧光寿命研究了荧光猝灭的类型及机理. 结果表明, 猝灭类型为静态猝灭, 即伊文思蓝和牛血清白蛋白形成了一种稳定的复合物. 伊文思蓝与牛血清白蛋白的结合常数KBSA-EB=1.122×106 L/mol, 结合点数n=0.9935, 并确定了EB和BSA之间的热力学常数及作用力类型. 当加入氨苄青霉素后, 牛血清白蛋白的相对荧光强度恢复. 这表明氨苄青霉素与伊文思蓝对牛血清白蛋白发生了竞争反应. 探讨了该竞争反应的相关机理, 求出了伊文思蓝与氨苄青霉素的结合常数为KEB-A=7.131×105 L/mol.     

伪随机编码超宽带短脉冲的探测能力研究

 为进行弱信号检测,研究在脉冲雷达中获得大信号时间宽度与信号带宽积的方法,利用伪随机编码方法调制超宽带短脉冲,可以在保持子脉冲信号带宽的情况下,以低功率发射长脉冲串类噪声信号,而提高信号的能量,提高探测距离。通过仿真实验得出,利用伪随机编码技术可以使超宽带信号具有更强的探测能力,可以在回波信号功率水平远远小于噪声水平（如信噪比5%）的情况下实现对探测目标的高保真成像。     

带光纤环的分布式光纤拉曼温度系统

 为了抑制分布式光纤拉曼温度系统的温漂和瑞利散射光窜扰反斯托克斯散射光,在传感光纤前端盲区后放置光纤取样环,用瑞利散射光解调反斯托克斯散射光及用光纤取样环的温度计算光纤线上其它点的温度,提高了系统的测温精度和稳定性。采用功率100 mW,波长1.55 μm,脉宽10 ns脉冲激光器和15 dB前置光纤放大器,100M14bitA/D转换卡及DSP作数字平均构建光纤拉曼温度系统的实验,实现了测温误差在±0.03 ℃内。     

激光辐照下转动柱壳平均温度与破坏时间的工程估算

 推导了激光辐照下转动壳体平均温度沿壳体母线方向分布的解析公式。由于对高斯功率密度分布光束无法得到工程上实用的结果,对公式进行了解析拟合,仅由一个具有实际物理意义的拟合系数——分布因子确定了解析拟合公式的形式,明确了温度估算公式中各项的物理意义。解析拟合公式计算结果与数值模拟结果较为一致。作为温升估算方法的一个应用实例,推导了转动充压柱壳在激光辐照下破坏时间的解析公式,与数值计算结果吻合得较好。     

水杨酸甲酯在β-环糊精水溶液中的双重荧光光谱

研究了β-环糊精(β-CD)及其衍生物甲基-β-环糊精(M-β-CD)、羟丙基-β-环糊精(HP-β-CD)对水杨酸甲酯(MS)双重荧光光谱的影响,并将其与MS在不同溶剂中的荧光光谱进行对比。结果表明,MS的双重荧光与所处微环境的氢键性质密切相关,β-CD取代基的大小会导致空腔口处的极性和空间位阻不同,相应改变了分子间氢键相互作用,当MS分子进入β-CDs空腔时会引起其基态互变异构体之间平衡的移动,从而导致光谱的变化。包合物稳定常数测定表明,三种β-CDs对MS包合能力的大小为M-β-CD>HP-β-CD>β-CD。