基于2μm激光二极管和Herriott多光程吸收池的高灵敏二氧化碳气体传感器（特邀）

为了提高二氧化碳气体检测系统的测量空间分辨率并减小系统体积,设计了一种基于2μm激光二极管和Herriott多光程吸收池的高灵敏二氧化碳气体传感器。设计并加工了有效光程为2.6 m的Herriott池来进行光路折叠。使用中心波长为2μm的激光二极管,覆盖二氧化碳分子在4 989.9 cm^-1处的较强吸收线。采用波长调制技术减小系统的噪声。此外,为系统加载Kalman滤波技术来进一步提高探测灵敏度。实验结果表明,采用该传感器,系统的探测极限在1 s的积分时间下可达到0.18×10^-6,而经过自编程实时Kalman滤波后探测极限可达到0.13×10^-6,提高了27%。采用该传感器对室内二氧化碳浓度进行长达8 h的连续监测,并在暨南大学理工学院楼顶进行了24 h的二氧化碳浓度监测,证明了仪器的稳定性。     

Z箍缩驱动器与丝阵负载耦合特性研究

以丝阵内爆零维模型为基础,采用Pspice模拟行为建模方法,建立了丝阵内爆动态电感与Z箍缩驱动器耦合的全电路模型,实现驱动器放电过程与丝阵内爆过程的自洽求解,并研究了丝阵参数、电路参数对内爆过程的影响.结果表明:丝阵负载与驱动器存在强耦合关系,丝阵参数、电路参数对丝阵峰值箍缩电流、内爆时间、内爆动能影响很大;在驱动器参数不变,内爆时间不超过电路固有放电周期1/4的前提下,峰值箍缩电流、内爆时间、内爆动能随丝阵质量的增加而增大,内爆时间随丝阵初始半径的增加而增大;在丝阵参数不变时,随着驱动器等效电容的增大,内爆时间减小,丝阵内爆动能增大,但驱动器储能转化为内爆动能的效率却先增大后减小.对于特定的驱动器,优化的丝阵参数应使内爆过程充分利用驱动器固有放电周期的上升沿,使丝阵快速收缩的时间起点接近电路固有放电周期的四分之一,以获得最大的动能效率. 关键词： Z箍缩驱动器 零维内爆模型 模拟行为建模 耦合特性     

Finite size specimens with cracks of icosahedral AI-Pd-Mn quasicrystals

Icosahedral quasicrystals are the most important and thermodynamically stable in all about 200 kinds of quasicrystals currently observed. Beyond the scope of classical elasticity, apart from a phonon displacement field, there is a phason displacement field in the elasticity of the quasicrystal, which induces an important effect on the mechanical properties of the material and makes an analytical solution difficult to obtain. In this paper, a finite element algorithm for the static elasticity of icosahedral quasicrystals is developed by transforming the elastic boundary value problem of the icosahedral quasicrystals into an equivalent variational problem. Analytical and numerical solutions for an icosahedral A1-Pd-Mn quasicrystal cuboid subjected to a uniaxial tension with different phonon-phason coupling parameters are given to verify the validity of the numerical approach. A comparison between the analytical and numerical solutions of the specimen demonstrates the accuracy and efficiency of the present algorithm. Finally, in order to reveal the fracture behavior of the icosahedral A1-Pd-Mn quasicrystal, a cracked specimen with a finite size of matter is investigated, both with and without phonon-phason coupling. Meanwhile, the geometry factors are calculated, including the stress intensity factor and the crack opening displacement for the finite-size specimen. Computational results reveal the importance of pbonon-phason coupling effect on the icosahedral A1-Pd-Mn quasicrystal. Furthermore, the finite element procedure can be used to solve more complicated boundary value problems.     

近红外漫反射光谱法快速测定苦参和白土苓药材中多指标成分的含量

建立近红外光谱(near infrared spectroscopy,NIRS)法快速测定复方苦参注射液原料药材苦参和白土苓中多指标成分含量的方法,探讨其在中成药原料质量保障系统中的应用可行性。以HPLC法测定苦参中氧化苦参碱、氧化槐果碱、苦参碱和槐果碱以及白土苓中大泽米苷的含量为对照值;采用近红外漫反射模式采集样品光谱,比较不同建模波段及光谱预处理方法的建模效果,优选出最佳建模参数;采用偏最小二乘法分别建立白土苓中大泽米苷和苦参中氧化苦参碱与苦参碱总量、槐果碱与氧化槐果碱总量的近红外定量分析模型,并对模型进行评价。结果显示,HPLC测定的88批白土苓中大泽米苷和75批苦参中氧化苦参碱与苦参碱总量、槐果碱与氧化槐果碱总量分别0.36~12.88,8.87~66.31和2.30~15.11mg·g-1。所建立的三组指标成分的NIRS定量校正模型性能良好,各模型校正集内部交叉验证R2为0.902 5,0.949 1,0.913 7,RMSECV为0.961,2.45,0.724mg·g-1;验证集外部验证R2 0.981 7,0.982 6,0.960 9,RMSEP为0.693,2.27,0.658mg·g-1。建立了快速定量苦参和白土苓中多指标成分的含量的近红外分析方法,所建立的定量分析模型能够满足复方苦参注射液大生产对大批量原料样品化学信息快速获取的需求。     

N粒子玻色-爱因斯坦凝聚体最大纠缠态的最短制备时间

研究了玻色-爱因斯坦凝聚体(BEC)N粒子体系在最短时间内制备最大纠缠态的相关规律.我们采用玻色-爱因斯坦凝聚体(BEC)两模模型进行研究,探讨了全同粒子系统粒子间相互作用参数c对制备最大纠缠态所需的最短时间的影响;进而讨论了制备最大纠缠态所需的最短时间tmin与系统粒子数N的关系,以及此时系统参数c的取值范围和特点.     

光纤陀螺电路对陀螺温度性能影响的实验研究

针对干涉式光纤陀螺的电路在环境温度变化时影响陀螺输出的问题,设计了电路部分相关的温度实验,得到陀螺输出与电路温度变化之间的关系.根据陀螺输出和温度变化对陀螺输出进行补偿.结果显示,经补偿的陀螺零偏漂移减小为未补偿时的23%,零偏稳定性提高了7.32倍.     

基于奇异值分解的光子相关光谱滤波方法研究

针对光子相关光谱颗粒测量法在测量超细纳米颗粒时,容易受噪声影响,导致拟合误差较大的问题,提出了一种基于奇异值分解的光子相关光谱滤波方法。其处理步骤为:利用颗粒系的光强自相关函数数据构造Hankel矩阵H;对矩阵进行奇异值分解;根据奇异值的大小分布,确定噪声级别和重建参数r;从重建矩阵H1中提取经滤波后的光强自相数据,再通过传统方法进行拟合,得到颗粒的粒径分布。实验中采用30nm标准乳胶球单分散颗粒系,以及30nm和100nm标准乳胶球双分散颗粒系进行实验对比。结果证明:基于奇异值分解的光子相关光谱滤波法有效地提高了测量准确性。     

深圳城市气溶胶物理光学特性的观测研究

气溶胶是影响气候变化和空气污染的重要因子.在深圳地区展开气溶胶观测实验,可以获得可靠的光学物理特征,进而有助于准确评估气溶胶在新型超极城市区域的气像和环境效应.本文利用2010年12月至2011年8月太阳光度计、黑碳和浊度计等气溶胶观测资料,分析了新型超级城市深圳地区的气溶胶物理光学特性.深圳地区气溶胶呈明显季节变化,冬、春季由于城市污染性气溶胶的影响,气溶胶光学厚度和Angstrom波长指数都较大,夏季受海盐气溶胶的影响,光学厚度较小,Angstrom波长指数也较小.光学厚度与Angstrom 波长指数对比表明城市综合性污染是引起深圳气溶胶高光学厚度的主要原因.深圳地区气溶胶的散射系数、吸收系数的平均值(标准偏差)分别为178.7×10^-6 m^-1(126.6×10^-6 m^-1)和32.5×10^-6 m^-1(18.1×10^-6 m^-1),均低于珠三角腹地多年观测平均值的二分之一和国内其他大型城市观测值.而单次散射反照率为0.81,与珠三角其他地区得到的结果接近.此外,气溶胶吸收、散射和单次散射反照率呈明显日变化,可能主要受大气边界层变化的影响.     

红外光学材料折射率温度系数测量装置

本文介绍一台红外光学材料折射率温度系数测量装置。该装置是由温控系统、精密测角系统、光学系统和电器控制系统等组成的一台高精度全自动化测量系统，采用改进的自准直法测量折射率温度系数值。该装置达到的主要技术指标：工作波长为2～12μm，温度范围为-50～150℃，测量不确定度为3%，可满足各种红外光学材料折射率温度系数测量的要求。利用该装置对红外材料锗折射率温度系数值进行了测量，并对测量数据进行了报道。     

牛津型斯特林制冷机的失效分析方法

分析了牛津型斯特林制冷机的主要失效机理、参数表征及探测方法,提出了制冷机的失效分析方法和程序。该方法将用于80K/2W制冷机加速寿命试验后的失效分析,为确认其失效模式和机理提供依据。