基于显微投影图像的尾纤端面角度检测方法研究

为了提高回波损耗，尾纤端面从平端面发展到斜端面。因此，对尾纤端面角度进行检测具有重要的意义。面向尾纤自动检测的需要，本文提出了基于显微投影图像的端面角度检测方法。在建立尾纤端面投影模型的基础上，利用显微物镜、CCD图像传感器、图像采集卡和计算机构成的显微系统获取尾纤端面的显微投影图像。通过图像处理，得到尾纤的端面角度。     

Temperature-independent refractive index measurement based on Fabry-Perot fiber tip sensor modulated by Fresnel reflection

A simple fiber tip sensor for refractive index(RI) measurement based on Fabry-Perot(FP) interference modulated by Fresnel reflection is proposed and demonstrated.The sensor head consists of an etchinginduced micro air gap near the tip of a single-mode fiber.The microgap and the fiber tip function as two reflectors to form a FP cavity.The external RI can be unambiguously measured by monitoring the fringe contrast of the interference pattern from the reflection spectrum.The experimental results show that the proposed sensor achieves temperature-independent RI measurement with good linear response.The proposed sensor achieves a high RI resolution of up to 3.4×10 5 and has advantages of low cost and easy fabrication.     

单幅条纹图相位解调的小波分析方法

相位解调是条纹相位分析的关键问题.本文提出一种应用小波频率估计联合频率导数对变形条纹进行瞬时频率分析,从中提取参考基频,从而依靠单一变形条纹实现相位解调的方法.首先,理论上证明了当变形条纹瞬时频率空间导数等于零,该空间点的瞬时频率等于参考基频频率;其次,引入Gabor小波提取变形条纹的瞬时频率空间分布,利用变形条纹瞬时频率的空间导数分布识别提取参考基频,从而实现相位解调.利用该方法进行了三维形貌测量的实验,结果表明该方法在实现相位解调中效果良好.     

一种添加历史数据的近红外光谱特征提取方法研究

针对近红外光谱定性分析中,增加新的品种进行建模时,原有模型识别效果不够稳定的问题,提出一种在建模样本的基础上添加同类物质的历史光谱数据的特征提取方法,首先采集建模样本的近红外光谱数据,然后添加同种物质样本的历史近红外光谱数据,再对所有近红外光谱数据进行预处理,其次对所有样本数据进行偏最小二乘(PLS)特征提取得到偏最小二乘空间,并只将建模样本数据向构建的偏最小二乘空间进行投影,最后将投影后的建模数据进行正交线性判别分析(OLDA)特征提取。以玉米种子近红外光谱为研究对象,分别对建模数据添加历史近红外光谱以及不添加历史近红外光谱两种情况进行特征提取,并通过仿生模式识别(BPR)方法构建模型进行验证,实验结果表明,添加历史近红外光谱构建偏最小二乘空间的特征提取方法相对于不添加历史近红外光谱的方法,首先在增加建模集品种数量时,原有的品种识别率基本不变;其次在相同PLS维数时,所建模型对不同时间采集的测试集识别效果基本一致,证明了该方法可以提高模型稳健性。在实际应用中就可以在品种鉴别软件中将特征提取维数设置为固定值,免除了品种鉴别软件的用户在增加建模集品种时为了保证最优识别效果重新选定最优PLS参数的麻烦。     

金刚石压腔高温高压原位谱学研究的评述

金刚石压腔 (DAC)已经可以达到 5 5 0 GPa的压力和 6 0 0 0 K的温度 ,其高温高压谱学原位测量已经成为现代科学的一种重要的手段和方法。目前利用 DAC可以进行光谱学 (拉曼光谱、红外光谱、荧光光谱 )、衍射 (X射线衍射和 XAFS)、布里渊散射、核磁共振 (NMR)以及穆斯堡尔谱的高温高压原位研究。设计用于各种不同需要的便宜的压腔、合适的谱学测量方法以及压力内标物质是进一步拓宽 DAC应用的发展方向。     

“教师引导，学生自主”的真实问题课题研究——以解决教室电子屏反光课题为例

以E-STEAM为标准,构建了完备的课题研究案例.以课堂中常见的电子显示屏反光问题为研究对象,通过3D打印、电路设计、照度测量和光路分析等手段复原真实反光场景,促使学生建立模型、提出方案和解决问题.该问题能够契合“光的偏振性”的拓展学习,在对该问题进行课题研究的过程中,教师能够引导学生理解、分析和解决问题,有助于提高学生的项目引导式思维能力.     

气相色谱-三重四极杆质谱法同时测定烟丝中73种香气物质

建立了气相色谱-三重四极杆质谱(GC-MS/MS)同时测定烟丝中73种香气物质的分析方法。样品用无水乙醚振荡提取,提取液经过滤后直接进入DB-5MS色谱柱(30 m×0.25 mm,0.25μm)分离,通过优化质谱参数,可有效降低复杂基质和重叠峰的干扰,同时采用多反应监测(MRM)模式测定,内标法定量。结果表明,目标物在各自的线性范围内线性关系良好(r~20.99),低、中、高3个水平的加标回收率为70.0%~122.3%,相对标准偏差(RSD)为1.6%~20.4%。该方法具有前处理简单、准确灵敏的特点,适用于烟丝样品中73种香气物质的检测。     

微型热驱动回路的脉动及位差对热性能的影响

以甲醇为工质，采用高速数据采集系统测定了微型热驱动回路在不同运行参数下的压力 及温度脉动，其脉动周期及脉动幅度随蒸发段热流密度的增加而减小. 实验发现，在蒸发段 热流密度较低的情况下，蒸气管中是泡状流或弹状流交替存在，而在蒸发段热流密度较高时， 蒸气管中为环状流. 就位差对热性能的影响进行了详细的实验研究，并在冷凝器空气自 然对流和强迫对流情况下，以加热块温度90${^\circ}$C为上限，得出微通道蒸发器和冷凝 器在不同位差下的最大蒸发段热流密度. 通过对实验现象的观察及分析，以期开发出适用于 未来电子产品高功率需求的微型化电子冷却器.     

超疏水小球低速入水空泡研究

物体入水问题是一类复杂的流固耦合问题,具有广泛的工程应用背景.物体在跨越自由液面入水的过程中,在一定的条件下,会向水中卷入空气形成空泡,空泡的运动还可能形成指向物体的射流,从而对物体的受力及其运动过程产生影响.超疏水表面能够在物体入水过程中形成多尺度流固耦合作用,进而影响物体的运动和宏观流动现象.而对于小尺度的小球低速入水问题,表面和界面力往往起主导作用.为了在更广的参数空间获得超疏水小球入水空泡类型和小球的运动特性,采用高速摄影实验方法,研究了半径0.175$\sim$10mm的超疏水小球低速入水及空泡动力学行为,获得了小球漂浮振荡、准静态空泡、浅闭合空泡、深闭合空泡和表面闭合空泡5种类型的动力学行为,探讨了这些运动行为与韦伯数We}和邦德数Bo之间的关系,并推导了小球漂浮振荡与下沉现象的无量纲关系.研究结果表明:超疏水小球的入水及空泡动力学行为主要与韦伯数We和邦德数Bo有关.在邦德数Bo $<$ $O$ (10$^{-1})$范围内,表面张力对流动的影响显著,随着韦伯数We}的增大,小球入水及空泡动力学行为依次经历漂浮振荡、准静态闭合、浅闭合、深闭合和表面闭合;在邦德数$O$ (10$^{-1})$<$ Bo} $<$O(1)$范围内,漂浮振荡现象不再发生;当邦德数$Bo>O(1)$后,浅闭合现象也不再发生;小球漂浮振荡与下沉现象的临界关系可以用相似律关系描述.      

新型程控高压脉冲发生系统设计

采用触摸屏、可编程控制器(PLC)、程控交流稳压电源及工控机与高压单元、脉冲单元相结合研制的新型程控高压脉冲系统有本地操作和远程控制工作模式,具有锁控开关、低压和高压外触发输入及3路电刹车和1路光刹车等新功能。系统的各项技术指标达到用户要求,可靠性、稳定性以及安全性都超过预期目标。