农作物锈病叶傅里叶变换红外光谱检测方法研究

在农作物生产中,不合理使用化学农药来防治植物病害的现象普遍存在,严重影响产品品质及食用安全,快速鉴别植物病害并采取合理的防治措施对提高农作物品质具有重要意义。利用红外光谱三级鉴别法（傅里叶变换红外光谱（FTIR）、二阶导数红外光谱（SD-IR）及二维相关红外光谱（2D-IR））对蚕豆、玉米、葱和蒜正常叶、锈病叶病斑处及病斑附近绿色部位进行了研究。结果显示,正常叶、病斑附近绿色部位及锈病叶病斑处的光谱吸收峰强度和形状存在微小差异。原始光谱中正常叶、病斑附近绿色部位及锈病叶病斑处的几个吸收强度比存在差异,蚕豆的正常叶、病斑附近绿色部位及锈病叶病斑处的吸收强度比A_{1 410}/A_{1 646}分别为0.698,0.624和0.616,A_{2 926}/A_{1 646}相应比值分别为0.665,0.638和0.552;玉米的相应比值A_{1 649}/A_{1 055}分别为0.813,0.696,0.691,A_{1 382}/A_{1 055}相应比值分别为0.552,0.478和0.465,A_{2 926}/A_{1 055}相应比值分别为0.574,0.467和0.469;葱的相应比值A_{1 382}/A_{1 061}分别为0.843,0.821和0.704,A_{2 923}/A_{1 061}相应比值分别为0.707,0.680和0.489;以上锈病叶病斑处及病斑附近绿色部位的几个峰强比均比正常叶小。二阶导数红外光谱在1 800～800 cm-1范围内,正常叶、病斑附近绿色部位及锈病叶病斑处的吸收峰的形状及强度显示明显差异。二维相关红外光谱显示,正常叶、锈病叶病斑处及病斑附近绿色部位在860～1 690 cm-1范围内自动峰和交叉峰的位置、数目及强度存在显著差异。蚕豆正常叶出现4个强自动峰,2组强的正交叉峰;病斑附近绿色部位出现5个强自动峰,4组强正交叉峰;锈病叶病斑处出现2个最强自动峰和5个中强自动峰,5组强正交叉峰;蚕豆锈病叶病斑处自动峰强度最强,而正常叶的各个自动峰的强度最低。玉米正常叶出现9个强自动峰,12组强的正交叉峰;病斑附近绿色部位出现11个强自动峰,3组最强的正交叉峰和11组中强正交叉峰;锈病叶病斑处出现6个强自动峰,3组强正交叉峰;蒜正常叶出现9个强自动峰,8组强的正交叉峰;病斑附近绿色部位出现2个最强自动峰和9个次强自动峰,10组强正交叉峰;锈病叶病斑处出现6个强自动峰,1组强正交叉峰;玉米和蒜病斑附近绿色部位的各个自动峰的强度最强,而锈病叶病斑处自动峰和交叉峰强度最弱。葱正常叶出现9个强自动峰,5组强的正交叉峰;病斑附近绿色部位出现8个强自动峰,3组强正交叉峰;锈病叶病斑处出现3个强自动峰,无正交叉峰出现。葱正常叶的各个自动峰的强度最强,而锈病叶病斑处自动峰强度最弱。结果表明,利用傅里叶变换红外光谱结合二阶导数红外光谱及二维相关红外光谱能简单、快速地鉴别研究农作物锈病叶,有望为农作物病害提供一种光谱检测方法。     

低能Kr+离子束诱导蓝宝石晶体实验研究

使用微波回旋共振离子源制备蓝宝石(A向)自组织纳米结构,研究不同入射角度下Kr+离子束刻蚀蓝宝石表面形成的自组织纳米结构及其形成过程.采用等离子体与离子束刻蚀设备在不同入射角度下对蓝宝石样品表面进行刻蚀并通过Taylor Surf CCI2000非接触式表面测量仪和原子力显微镜分别对刻蚀后的蓝宝石样品的刻蚀速率及表面形貌进行分析.研究表明:当离子束能量为400eV,加速电压为200V,离子束流密度为310μA/cm2时,小角度入射下,蓝宝石样品表面出现纵向尺度较小的有序点状纳米结构;随着入射角度的增加,样品表面形成条纹状纳米结构,30°时形成短程有序且纵横比为0.87的条纹状结构;入射角度继续增加,纵向高度减小直至纳米结构消失;当角度达到60°附近,蓝宝石表面又出现条纹状结构,70°时形成了短程有序且纵横比为1.07的条纹状结构.自组织纳米结构的形成先以"岛状"形式出现,随后岛上生长出条纹状纳米结构,随着刻蚀时间的增加,岛状条纹结构纵向尺度增大且有序性增强,纳米结构的横向周期不变.     

PVDF薄膜铁电性能的调控研究

近年米,随着微机电系统(MEMS)地不断发展,对微型材料的柔性、可加工性以及电活性提出了更高的要求.PVDF作为优秀的柔性铁电材料而备受关注.为提高柔性PVDF薄膜的铁电性能,研究同时使用了三种方法:(1)在分子链中引入TrFE;(2)在溶液体系中掺杂低浓度的BaTiO3;(3)对薄膜使用热拉伸方法.考察了BaTiO3掺杂浓度和热拉伸温度对铁电性能的影响.结果 表明:三种方法均能有效提高PVDF的铁电性能;在三种方法的共同作用下,薄膜的剩余极化强度到达了19.8 μC/cm2.钛酸钡掺杂浓度过低会使整个体系无法形成致密结构,掺杂浓度过高会形成团簇,导致薄膜的缺陷增多,适当的掺杂浓度可以有效提高薄膜的铁电性能.此外,使用适当的拉伸温度使偶极子活动能力增强,增加铁电相的含量.通过三种方法对薄膜的铁电性进行优化,为有机柔性材料的电活性调控提供了一个可行思路.     

向心压气机进出气道设计及整机模拟

向心压气机的通流部件主要包括:进气道、动叶栅、静叶栅、出气道,本文对除静叶栅、动叶栅之外的静止通流部件的子午面进行设计,进气道、出气道子午面设计采用等截面法,能保证进出气均匀、轴向对称;并对所设计的向心压气机进行了整机模拟及变工况分析。结果表明,所设计的向心式压气机气动性能符合要求,向心式压气机是可行的。     

考虑共因失效和负载分担的表决系统维修优化分析

随着仪器设备的大型化、精密型和复杂化，传统的单一故障模型很难精确地描述系统。针对可修的表决系统，考虑了负载分担和共因失效两种失效模式，提出了不完美的故障检测策略，并对模型进行了可靠性和维修性分析，求得了系统的瞬时可用度、稳态可用度和平均维修费用。最后通过数值案例给出了同时考虑可用度和维修费用的最优检测策略，能够为设备管理者提供决策依据。     

液体物质红外光谱的简便测试方法研究

红外(IR)光谱是液体物质定性分析的重要工具。液体IR光谱常用液膜法制样、透射(TR)法测试,所需用的盐窗价格昂贵、易受力或受潮开裂且表面清洁不彻底或划伤容易造成测试干扰,而且可拆卸液体池安装麻烦,进样时混入空气也会造成测试干扰。研究液体物质红外光谱的简便测试方法,比较改进的TR法(用在一次性压制的KBr片上涂覆液体的涂片法制样)与衰减全反射(ATR)法在液体IR光谱测试中的优劣。选取6种挥发性、吸水性、腐蚀性不同的液体试剂,采用改进的TR法和ATR法测试其IR光谱,比较两种方法所测谱图,并与SDBS谱库中谱图进行比较;同时研究扫描次数和分辨率对ATR法测试谱图的影响。结果发现,两种方法用于液体IR的定性分析都很准确。改进的TR法简化了制样过程且避免了清洁盐窗,降低了成本,但水的干扰仍难以避免;相比之下,ATR法无需制样,更简便、快速,水的干扰基本可以忽略,虽然谱图的整体强度和精细程度不如TR法,但通过提高分辨率、增加扫描次数可得到高质量的谱图。对于易挥发液体,用改进的TR法和ATR法测试时需加大液体用量;对于强酸性和/或腐蚀性液体,建议采用改进的TR法测试;对于吸湿性液体,用ATR法测试的谱图更容易解析。相比之下,除强酸性和/或腐蚀性液体外,其余液体物质皆可用ATR法快速完成IR光谱的准确检测。     

鲁棒的车载红外视频电子稳像算法

针对车辆行进中,红外热像仪拍摄的视频序列存在复杂的随机抖动,提出基于BRISK特征点匹配的运动估计算法,计算出高精度全局运动矢量,同时对于特征点匹配时出现误匹配及场景中存在前景运动物体的情况,采用模糊聚类法分离全局运动和局部运动,提高了算法的鲁棒性。提出了基于Kalman粒子滤波算法,有效实现了复杂扫描运动和随机抖动的分离,并利用双线性插值法进行图像补偿。采用快速图像拼接法进行未定义区域处理,实现了图像全景输出。还利用车载红外热像仪实际拍摄的红外视频进行了稳像实验。实验结果表明,视频序列获得了很好的稳像效果,能够满足实际应用要求。     

Spin Transport under In-plane Electric Fields with Different Orientations in Undoped InGaAs/AlGaAs Multiple Quantum Wells

The spin-polarized photocurrent is used to study the in-plane electric field dependent spin transport in undoped InGaAs/AlGaAs multiple quantum wells. In the temperature range of 77–297 K, the spin-polarized photocurrent shows an anisotropic spin transport under different oriented in-plane electric fields. We ascribe this characteristic to two dominant mechanisms: the hot phonon effect and the Rashba spin-orbit effect which is influenced by the in-plane electric fields with different orientations. The formulas are proposed to fit our experiments, suggesting a guide of potential applications and devices.     

加速度计误差系数对拟合残差的影响及试验分析

为了提高加速度计的测试精度,针对加速度计在重力场的试验,分析了加速度计误差模型中误差系数对辨识拟合残差的影响.通过石英挠性加速度计的三十六位置翻滚试验,利用最小二乘参数估计后,根据残差曲线的规律性形状确定了加速度计误差模型中存在零偏不对称项和标度因数不对称项,从而进一步完善误差模型.试验结果表明,被测加速度计的零偏不对称项和标度因数不对称项对辨识结果影响很大,加入到误差模型中拟合残差标准差从原来的1.1×10-5g提高到 7×10-6g左右,精度明显得到改善.     

陀螺仪漂移测试小角度伺服法实验方案的改进

为了提高陀螺仪的使用精度,研究了陀螺仪漂移测试的伺服法实验技术.依托973项目,在国内首次完成了高精度单自由度静压液浮陀螺仪的伺服法实验.找到了影响小角度伺服法实验测试精度的主要误差源,即小角度伺服法实验的方法误差,通过对该误差的分析,提出了改进的小角度伺服实验方案.建立了小角度伺服法实验方法误差的仿真模型,用改进方案和原始方案分别进行了仿真和实验,结果表明改进方案同原始方案相比,陀螺仪漂移误差模型中的三项系数辨识精度均有提高.