微型数据采集器及其在加速器周围辐射场实时监测中的应用

各种类型加速器周围的辐射场变化是很复杂的, 只有对其进行连续的实时监测才能准确地掌握全面资料. 以往的数据采集系统用的是模拟信号长距离传输方式, 采集器体积较大, 存储技术上也显落后, 已不能适应当今的需求. 为辐射场实时监测研制的微型数据采集器采用了先进的设计理念, 具有体积小、通讯能力强、数据存储量大且断电数据不丢失的特点, 可运行于局域网环境. 它既可利用局域网远距离向控制计算机传递数据, 也可用便携式PC通过串口就近读取数据. 所以它不但适于固定场所的连续监测, 也可灵活地用于临时测量场所. 介绍了它的主要性能和在各类型加速器周围所做测量的结果.     

光条纹中心的实时快速提取

在光电检测系统中,光条纹中心的准确、快速提取是保证系统精度和实时性的必要条件。采用大规模并行算法和串行流水技术,提出了一种基于Steger算法的串并结合的处理结构。该方法在比原算法节省大量逻辑资源的同时,光条纹中心提取速度得到了大大的提升。给出了基于FPGA的实现方法,提取精度达到了亚像素级。     

轴对称流场干涉条纹折射率的模拟计算

提出一种获取流场干涉条纹折射率分布的新方法。该方法首先采用不等间隔的环带分割轴对称流场,使折射率变化大的地方获得的数据点密,然后通过对Abel变换进行离散数值计算来获取流场的折射率分布。通过模拟轴对称流场的实时全息干涉条纹证明了该方法不仅简单易行,而且所获取的折射率分布精度高。     

海洋光学浮标实时图像监测系统的设计与实现

设计了依托于海洋光学浮标平台的图像监测系统,可实时采集浮标点海面与水体的图像数据。采用新型的图像采集装置,解决了图像监测系统因浮标浮动而导致的图像失真问题,克服了在DOS系统下对USB设备存储介质读取的难题,运用两种无线网络的同时传输增大了实验室与浮标数据交换的可靠性,举例分析了图像监测系统所获得的实时数据,验证了其正确性。     

基于灰度变换的红外图像实时分割算法

针对高灰度等级红外数字图像提出了一种基于灰度变换的实时分割算法.通过实时分析原始图像中几个小区域的灰度直方图,自动确定分割阈值,将原始图像通过灰度变换实时转换为低灰度等级图像.该算法能够将高灰度等级的红外数字图像实时显示在普通显示器上,并且能够有效抑制背景并保留目标灰度信息.由于变换后的图像灰度等级较低而且背景及噪音信息较弱,极大地提高了红外跟踪器的性能.     

鲁米诺的合成与振荡化学发光

鲁米诺的合成与化学发光是一个极具展示度的基础化学实验。近年来，国内部分高校陆续开设了这一实验，引起不错的反响。为进一步丰富和提升该实验的科学理论内涵，我们进行了如下改进：1)在合成部分引入机械搅拌、硫粉还原和微波合成，实现安全、快速、高效制备高纯度鲁米诺的目的；2)在单次化学发光的基础上，特别引入宛如星辰闪烁般的振荡化学发光反应(鲁米诺/H2O2/SCN-/Cu2+/OH-振荡体系)，该反应涉及非平衡态热力学和非线性化学等重要概念与基础理论知识，激发学生的求知欲；3)设计并搭建了可与荧光光谱仪配套使用的简易微型磁力搅拌加热装置，实现了对振荡化学发光的光强和振荡周期等数据的实时定量监测，使学生可以自行设计对比实验，探究影响振荡反应过程的因素，并总结振荡反应规律。该实验涵盖了多学科的重要知识点，兼具科学性与趣味性，对培养学生的探索精神和创新意识具有重要意义。     

基于没食子酸和对硝基酚双功能化银纳米粒子检测水中Cr3+

采用硼氢化钠还原法合成没食子酸和对硝基苯酚双功能化的银纳米粒子（GA-PNP-AgNPs）,并通过紫外-可见光谱法、透射电子显微镜和粒度仪对合成的银纳米粒子进行了表征。GA-PNP-AgNPs呈分散的球形,粒径约为21 nm,且在390 nm处有一个特征吸收峰。当Cr3+存在时,GA-PNP-AgNPs发生聚集,溶液颜色由淡黄色变为橙红色。基于此,构建了一种检测Cr3+的比色传感器,线性范围为（0.04～2.0）μmol·L-1,检测限为0.013μmol·L-1。该方法选择性较好、经济简便,能够用于水样中Cr3+的实时检测,检测结果与石墨炉原子吸收光谱法测得的结果吻合。     

北斗广域差分信息与CNES实时改正信息的性能评估对比

北斗系统和法国宇航中心(CNES)均提供了支持北斗系统实时高精度定位的改正参数。针对服务区内用户对不同来源参数的选择问题,对比分析了CNES提供的CLK93实时数据流中的改正信息和北斗广域差分(BDSWADS)参数的可用性,并采用服务区内监测站数据进行定位解算,对两套改正参数的改正效果进行评估。北斗广域差分信息中的轨道和钟差改正数在连续性和可用性方面优于CNES实时数据流,但CLK93数据流中IGSO/MEO卫星改正数据更加完整。定位结果显示,对于B1B2伪距消电离层组合单点定位,用户可优先选择北斗广域差分参数。加入BDS WADS参数后,服务区内用户定位精度在水平和高程方向分别得到17.1%和17.2%的提升。在无可用分区综合改正数情况下,用户可选择CNES改正信息,获得北斗单系统静态厘米级,动态分米级定位结果。对于分区综合改正数服务覆盖范围内的用户,利用BDS WADS分区综合改正数可实现比CNES改正信息略高的精密定位精度。     

单颗粒稀土纳米晶的三基色上转换发光

可调谐发光颜色的上转换荧光纳米粒子具有广阔的应用前景。本文设计并成功合成了结构紧凑的多层核-壳纳米颗粒。在不同波段激光的泵浦下,该颗粒中不同壳层分别产生红、绿、蓝3种颜色的上转换荧光。光谱测试结果表明,样品三基色发光的颜色纯度较好,并且可以实现全色域的颜色实时调节。此外,还测试了样品发光强度与泵浦功率之间的依赖关系,用于研究其中的上转换发光机理。这种在单颗粒水平上具有全色域可调发光的紧凑核-壳结构纳米晶体在多通道生物检测及成像、超高分辨率显示器件、高端防伪应用等领域显示出巨大的潜力。     

Real-time accurate Free-Form Deformation in terms of triangular Bezier surfaces

We implemented accurate FFD in terms of triangular Bezier surfaces as matrix multiplications in CUDA and rendered them via OpenGL. Experimental results show that the proposed algorithm is more efficient than the previous GPU acceleration algorithm and tessel- lation shader algorithms.