手持式分光测色仪设计

为了代替人眼对物体表面的颜色进行信息检测,设计了LED光源手持式分光测色仪。首先,通过计算不同测量波长分布和分辨率在标准光源照射下的三刺激值,比较它们的相对误差,选取了波长分布为400～700 nm、分辨率为10 nm作为光源的主要设计参数。接着,对照明光源进行研究,通过对卤钨灯、脉冲氙灯与LED光源的均匀色空间坐标进行对比,选取了LED光源作为仪器的照明光源。然后,讨论了不同照明和观测条件及人眼观测颜色的差异,选取以45°方向照明、0°方向接收作为照明和观测条件。最后,进行了照明系统设计和总体结构设计。实验结果表明,测色仪目标中心位置的最大光照强度为9.91×10~(-3) lm/mm~2,平均照度为7.06×10~(-3) lm/mm~2,基本满足了手持式分光测色仪精度较高、轻小型化、光照充足且均匀的设计要求。     

Prototype of time digitizing system for BESⅢ endcap TOF upgrade

The prototype of a time digitizing system for the BESⅢ endcap TOF (ETOF) upgrade is introduced in this paper. The ETOF readout electronics has a distributed architecture. Hit signals from the multi-gap resistive plate chamber (MRPC) are signaled as LVDS by front-end electronics (FEE) and are then sent to the back-end time digitizing system via long shield differential twisted pair cables. The ETOF digitizing system consists of two VME crates, each of which contains modules for time digitization, clock, trigger, fast control, etc. The time digitizing module (TDIG) of this prototype can support up to 72 electrical channels for hit information measurement. The fast control (FCTL) module can operate in barrel or endcap mode. The barrel FCTL fans out fast control signals from the trigger system to the endcap FCTLs, merges data from the endcaps and then transfers to the trigger system. Without modifying the barrel TOF (BTOF) structure, this time digitizing architecture benefits from improved ETOF performance without degrading the BTOF performance. Lab experiments show that the time resolution of this digitizing system can be lower than 20 ps, and the data throughput to the DAQ can be about 92 Mbps. Beam experiments show that the total time resolution can be lower than 45 ps.     

邻苯二甲酸二乙酯与牛血清白蛋白相互作用的光谱学研究

采用荧光光谱法与紫外光谱法研究了邻苯二甲酸二乙酯(DEP)与牛血清白蛋白(BSA)之间的相互作用机制。荧光猝灭结果表明,在模拟生理条件(pH=7.4)下,DEP对BSA主要为静态猝灭过程;298 K时的结合常数与结合位点数分别为2.69×10~4 L·mol~(-1)和0.93;热力学参数焓变(ΔH)与熵变(ΔS)均为正数,说明DEP与BSA之间主要为疏水作用力。依据F?rster非辐射能量转移理论求得DEP与BSA之间的结合距离为2.12nm,两者之间极有可能发生非辐射能量转移,由紫外光谱、同步荧光光谱和三维荧光光谱实验结果可知DEP诱导BSA分子构象发生变化。     

光热转换材料及其在脱盐领域的应用

光热脱盐技术在缓解水资源短缺和减少水环境污染等方面具有重要的应用前景,已吸引了各国研究者的广泛关注。光热脱盐主要是利用光热转换材料将吸收的太阳光能直接、高效地转化为热能,以蒸发水分实现含盐水脱盐和水质净化,其效率取决于光热转换材料的性能。本文综述了近年来太阳能光热转换材料如金属基材料、碳基材料、半导体材料、有机聚合物材料、复合光热材料的研究现状及其光热转换机理,并介绍了光热转换材料在脱盐领域的应用进展。基于上述分析,对光热转换材料在未来脱盐领域的研究前景进行了展望,提出应针对光热转换材料的低强度全光谱吸收和高效转化利用、光热稳定性和重复使用性提高,以及光热脱盐系统的热传递损失最小化和热量利用最大化等方面进行深入探析。     

基于环状阴离子[H6W9O33]6-的担载型含钌多酸的合成、结构与表征

以Na_2WO_4·2H_2O、Ru Cl_3、二甲基亚砜(DMSO)和Sb_2O_3为原料,利用水热合成法,得到了一例基于环状阴离子[H_6W_9O_(33)]~(6-)的担载型含钌多酸Na H[H_6W_9O_(33)(Ru(DMSO)_3)_2]·4.5H_2O(1),并用X-射线单晶衍射、元素分析、红外光谱等方法对该化合物进行结构表征.结构分析表明,化合物1为六方晶系,P6_3/m空间群,其阴离子[H_6W_9O_(33)(Ru(DMSO)_3)_2]~(2-)(1a)是由两个{Ru(DMSO)3}基团分别通过3个Ru-O-W键修饰在环状多酸阴离子[H_6W_9O_(33)]~(6-)的两侧构成的.此外,两个{Ru(DMSO)_3}基团上所有氧原子都与Na~+离子配位,使得Na~+离子与[H_6W_9O_(33)(Ru(DMSO)_3)_2]~(2-)阴离子交替相连构筑成一维链状结构.     

一种磁场优化结构电磁超声传感器设计*

为了进一步增强电磁超声检测技术在管道厚度测量领域的检测能力,该文对电磁超声传感器(EMAT)的结构进行了优化。提出了多磁铁对称分布型EMAT,能实现更小的磁铁体积,产生更强的表面剩磁强度。采用在硅钢表面开槽的方式限制涡流形成的区域,解决了涡流对测量的影响。建立厚度测量实验系统,对比出单磁铁型与多磁铁对称分布型EMAT在不同提离距离上检测信号的变化规律。结果表明,多磁铁对称分布型结构可通过增强EMAT的偏置磁场达到信噪比更优的效果。采用耐高温探头外壳和钐钴磁铁,提高了EMAT探头在高温环境下的检测性能。     

磨损与动力学耦合的行星传动齿轮动力学研究

行星齿轮磨损会导致齿轮齿侧间隙非线性增大、传动精度下降、齿面冲击力增大, 进而会导致齿轮传动系统振动加剧, 因此需要对行星齿轮的齿面磨损与动力学耦合特性进行研究. 本文构建了齿轮非线性磨损与考虑齿轮齿侧间隙的非线性动力学耦合计算模型, 对行星传动齿轮磨损动力学特性进行了研究. 首先建立齿轮啮合非线性动力学模型, 获得齿轮运行过程中的非线性啮合力; 进一步将非线性啮合力与齿轮齿面磨损模型相结合, 研究齿轮齿面磨损分布规律; 并根据齿轮磨损后的齿侧间隙对齿面重构, 同时对齿轮动力学模型进行更新; 进而得到行星齿轮传动中动态啮合力和磨损特性的变化趋势, 并获得齿轮传动系统齿轮齿向振动响应. 数值计算结果表明, 行星齿轮磨损导致齿轮在单?双齿交替啮合时产生的冲击增大, 同时太阳轮?行星轮啮合齿对对磨损较为敏感, 齿面啮合条件剧烈恶化, 是造成行星齿轮传动性能退化的主要原因, 本文研究结果为行星齿轮传动系统运行状态评估与可靠性预测提供了理论基础.      

基于信号分解和切比雪夫多项式的多体系统区间不确定性分析方法

参数的不确定性会对多体系统动力学响应产生显著影响, 区间分析方法只需根据不确定性参数的边界信息, 便可实现在多体系统动力学分析中考虑参数的不确定性. 考虑区间参数不确定性, 采用切比雪夫区间方法(Chebyshev interval method, CIM)在分析多体系统动力学响应时, 随着时间的增大, 响应边界精度会越来越低. 为解决CIM的这一问题, 本文将信号分解技术与切比雪夫多项式结合, 采用切比雪夫多项式分别对HHT变换(Hilbert-Huang transform, HHT)和局域均值分解(local mean decomposition, LMD)得到的瞬时幅值和瞬时相位近似, 提出CIM-HHT方法和CIM-LMD方法, 以获得含区间参数的长周期动力学响应边界. HHT和LMD分解能够将多体系统的多分量响应分解为多个单分量和一个趋势分量(残余分量)之和, CIM-HHT和CIM-LMD对每个分量的瞬时幅值和瞬时相位、和趋势分量采用切比雪夫多项式近似, 进而建立系统响应的耦合模型, 可以得到系统的动力学响应边界. 最后, 考虑单摆和曲柄滑块机构中的参数不确定性, 验证了CIM-HHT和CIM-LMD方法的有效性. 结果表明, 相比CIM, 在长周期区间动力学响应分析中CIM-HHT和CIM-LMD能够获得较准确的结果. 此外, 相比CIM-HHT, CIM-LMD具有更弱的末端效应, 计算精度更高.