光声光谱技术在多组分气体浓度探测中的应用

CO和CH_4气体作为判断变压器运行状态的故障气体,对其浓度的探测在变压器维护中具有重要意义.为了准确探测变压器运行过程中产生的CH_4和CO气体浓度,本文利用光声光谱技术,设计了一套基于宽带光源的多组分气体探测系统,和共振型光声系统相比,该系统中所用的非共振型光声池体积小,易加工,池内各处信号强度相同,降低了对声学信号探测器的安装要求.系统的性能通过对CO和CH_4气体的探测进行评估.首先,从理论上分析了信号强度与调制频率呈反比,然后根据宽带光声系统在不同调制频率下的响应,确定系统的最佳调制频率为22 Hz.在最佳调制频率下,根据温度与待测气体光声信号的关系,对光声信号进行温度补偿,消除温度变化对光声信号的影响,进一步提高了系统的稳定性.最后,通过不同浓度的CH_4和CO气体对系统进行标定.实验表明,温度补偿前后,光声信号随温度的漂移分别为0.023 23V/℃和8.383 48×10~(-5) V/℃,通过对不同浓度CH_4和CO气体的探测,系统的线性度分别达到0.995和0.998 4.在一个大气压下,积分时间为1s时,宽带光声探测系统对CO和CH_4气体的探测极限浓度能够达到1μL/L.该系统成本低,线性度好,探测灵敏度符合国标对变压器维护过程中CO和CH_4气体的探测要求.     

FTIR光谱方法对比分析少年和老年软骨成分含量

利用傅里叶变换红外(FTIR)光谱方法测量了少年和老年人软骨的红外光谱。由OMNIC 5.2软件计算了软骨中主要有机成分(胶原)和无机成分相关光谱带的积分面积。对代表有机物和无机物的某些谱带面积大小进行了比较。结果表明：软骨中有机成分(酰氨Ⅰ)含量与无机成分(PO3-₄)含量之比少年是老年人的5～7倍;然而脂类含量却有很大的不同, 对脂类(1 747 cm-1)与无机物(PO3-₄)的谱带积分面积进行比较,老年人软骨中脂类含量明显高于少年。作者认为人体随着年龄的增加,全身性的退化在软骨中的总体表现为有机成分(胶原)的减少(而脂类含量却增加)和无机成分(磷酸盐、碳酸盐等)相对的增加,使得软骨骨质变脆,失去过多弹性,耐磨性减低,是进一步容易导致骨病和骨伤的原因。     

应用ICP-MS测定城市道路尘土中铂族元素

自然条件下,铂族元素(PGEs)一直被认为是表生条件下的痕量元素。但是,随着铂族元素在机动车排放催化剂及其他方面的广泛使用,最终导致Pt,Pd,Rh会排放到环境中。目前,铂族元素在环境中存在一定程度的积累现象,机动车尾气催化转换器被认为是其污染的主要来源。为研究北京市城区内道路尘土铂族元素的污染状况,于2010年11月采集了北京市内大型居民社区内的道路尘土样品。样品先经王水热消解以及阳离子交换树脂(Dowex AG50W-X8)分离纯化后,采用电感耦合等离子体质谱仪(ICP-MS)分析了道路尘土样品中三种铂族元素(铂(Pt)、钯(Pd)和铑(Rh))的浓度。结果表明：北京城区内居民社区道路尘土中Pd,Pt和Rh的含量范围分别为：14.20～161.80,9.39～70.80和3.18～17.05 ng·g-1,其平均浓度分别为50.76,23.82和7.54 ng·g-1,高于北京市土壤背景值, 说明北京城市居民社区内道路尘土中PGEs已经有了一定程度的富集。其中,Pd,Pt和Rh分别高于北京土壤背景值约49.8,32.6和5.1倍。为了定量评价道路尘土中PGEs的污染状况,采用地积累指数法对北京市道路尘土进行了评价。地积累指数法评价结果发现：大型居民社区内道路尘土中PGEs污染程度由强至弱的顺序依次为：Pd＞Pt＞Rh,总体而言,北京城区内大型居民社区内道路尘土存在较为明显的PGEs污染。     

固体材料定向光谱发射率测量装置研究及误差分析

针对红外隐身材料光谱发射率测评的需要,提出一种基于能量法的发射率测量模型,并建立起固体材料定向光谱发射率测量装置,能实现温度范围50℃～300℃与光谱范围1.3μm～14.5μm的固体材料定向光谱发射率测量。通过对试样进行实测,得到不同样品在150℃和同一样品在不同温度下的光谱发射率曲线,得出该材料发射率随温度变化的结论。最后分析了样品同黑体温度不等引起的误差,给出温差为1℃和2℃时,发射率相对误差随温度与波长的分布曲线,以及不同黑体温度下3μm～5μm和8μm～14μm的平均相对误差值。     

偏振法测葡萄糖浓度的光强分析简

通过对旋光仪三分视场内的光强分析,对“零度视场”法和“三分视场明暗对比最大”的方法进行了详细的讨论。结果表明,采用“三分视场明暗对比最大”法在多数情况下更适合人眼感光定标,可以保证测量数据精度。“零度视场”法只在相位延迟角较小,三分视场由中间暗、两边亮变化到中间亮、两边暗过程中适用性较好。     

基于ZY-3 CCD相机数据的暗像元大气校正方法分析与评价

ZY-3是我国首颗民用高空间分辨率光学传输型立体测图卫星, 可为国土资源调查、生态环境监测等发挥重要作用, 而大气校正是制约其广泛定量应用的关键问题之一。由于实测地面光谱数据和大气参数难以实时获取, 针对这种情况下如何反演得到高空间分辨率卫星精确的地表反射率这一问题, 基于2012年内蒙古野外实验实测数据, 对四种暗像元大气校正方法进行了分析与评价研究。分析了四种暗像元大气校正算法中的关键参数对ZY-3 CCD数据应用效果的影响, 结果表明: (1)四种暗像元大气校正方法在第1,2和3波段均有明显的校正效果, 其中DOS4方法在第4波段大气校正效果最好, DOS1和DOS3方法在第4波段大气校正效果不明显, DOS2方法在第4波段大气校正效果最差。(2)DOS1方法大气校正结果在4个波段的相对误差均大于10%。DOS2方法在第1波段校正效果最好(AE=0.001 9和RE=4.32%), 而在第4波段校正误差最大(AE=0.0464和RE=19.12%)。DOS3方法大气校正结果在4个波段的相对误差均约10%左右。(3)DOS4方法大气校正结果在4个波段的绝对误差均小于0.02和相对误差均小于10%, 大气校正精度最高。     

纳米通道内超疏水性表面气泡的运动

疏水表面纳米气泡的运动有重要的应用价值和研究意义。本文采用分子动力学方法,模拟了纳米通道壁面为超疏水性时壁面上气泡的运动状况。在质量力驱动下,随着外界驱动力的增大,两壁面上的气泡被逐渐拉长,同时逐渐变得扁平;前端"接触角"逐渐增大,而后端"接触角"逐渐减小。纳米通道内疏水性表面的纳米气泡随着外部驱动力的变化呈现出不同的形态,变化程度随着驱动力的增大而增大。在不同驱动力作用下,两个气泡总是保持相同的速度,气泡的速度与外力驱动的大小呈线性增长趋势。随着外力的增大,边界层及通道中心速度皆呈现增大趋势。     

基于拓扑优化和深度学习的新型结构生成方法

计算机辅助设计已广泛应用于结构计算和分析,但如何利用计算机智能生成最佳的新型结构还面临巨大挑战。针对这一问题,提出了一种基于拓扑优化和深度学习的新型结构智能生成方法。该方法首先通过结构拓扑优化分析获得不同参数下的优化结果制作训练集图片,并将训练集标签定义为相应的工况类型,然后应用最小二乘生成对抗网络(LSGAN)深度学习算法进行训练并生成大量的新型结构,最后建立评价指标和评估体系对生成的模型进行评价比较,根据需求选择最佳结构设计方案。结合一个铸钢支座节点底板设计的工程案例,详细阐述了上述方法的应用过程,并借助三维重构技术和增材制造技术实现结构模型的一体化制造。研究结果表明,基于拓扑优化和深度学习的新型结构智能生成方法不仅可以自动生成新的结构,而且可以进一步优化结构的材料用量和力学性能。     

改变飞艇重心位置控制纵向运动

本文针对目前平流层飞艇的运动控制效率较低的问题,重点研究了改变平流层飞艇重心的轴向位置来控制飞艇的纵向运动。首先讨论了考虑飞艇重心位置的力和力矩平衡,并利用德国斯图加特大学风洞试验的数据,进行了算例分析。然后和常用的升降舵控制进行效率比较,得出了在空气密度较低的平流层采用改变重心位置比舵面控制具有优越性的结论。最后提出了改变飞艇重心位置的方法。     

转子在线自动平衡及其工程应用研究的进展

转子在线自动平衡技术可以在旋转机械运行期间调整其不平衡量来及时降低振动, 使其始终稳定运行.早期的自动平衡装置始于19世纪末, 包括液体型、环型、球型和摆锤型;20世纪60年代开始研究的自动平衡装置主要包括喷涂型、电腐蚀型、电子光束型、激光型和电化学型;20世纪后期研究的自动平衡装置主要包括电动机型和遥控型;现代的自动平衡装置主要包括液压型、电磁型和电磁轴承型.综述了国内外各种旋转机械在线自动平衡装置的结构和工作原理, 重点介绍了液压型和电磁型自动平衡装置的结构和控制原理.讨论了在线自动平衡技术最新的研究成果, 列举了在线自动平衡技术的工程应用实例, 介绍了应用电磁型自动平衡装置解决柔性弯曲转子和立式超重力机转子振动的试验.转子在线自动平衡技术已经大量应用到机械加工设备, 如磨床等, 显著提高了加工精度;有些还应用于流程工业中大型的旋转机械上, 如汽轮机、风机和压缩机等, 取得了巨大的经济效益.高可靠性的平衡执行机构和高效的控制策略等关键问题尚未完全解决.