基于MEMS线阵的便携式中红外水中油浓度速测仪

针对传统光谱测油仪存在的环境适应能力弱、分析速度慢、测量重复性差等问题,研制了一种便携式中红外水中油浓度速测仪。其核心光路采用典型的非对称折叠式M型Czerny-Turner光学结构,有效缩小仪器体积;使用周期性转动的斩光器调制红外光源,并对斩光器转速进行数字PID控制,调制精度达到±0.5%;采用固定光栅作为分光元件,无需光栅扫描装置且不存在转动误差;利用新型MEMS红外线传感器阵列探测调制后的光谱信号,显著提高光谱采集速度。光学仿真及实验结果表明仪器光谱范围为2 800~3 200cm-1,光谱分辨率达到6cm-1(@3 130cm-1),信噪比达到5 200∶1,谱图采集速度为13ms·幅-1,吸光度标准偏差优于3×10-3,满足了水中油测定国家标准要求。与已有红外光谱测油仪相比,该仪器小型便携,分析速度快,测量精度高,抗震防潮性能好,特别适用于环境监测部门对水中油浓度的现场实时测量,因此在水质监测领域具有广阔的应用前景。     

基于布居振荡效应实现掺铥光纤中光波群速度减慢传输

从稳态条件下铥离子光纤的速率方程出发,得到掺铥光纤中光速减慢传输的时间延迟和相对调制衰减的数值解析表达式,利用数值求解法分别模拟计算了在大功率信号和小功率信号条件下的光速减慢传输。相对于小功率信号,大功率信号情况下的相对时延、时间延迟和群折射率都比较大,同时最大相对时延也向高频率处移动。     

地磁信息感应装定系统及其插值算法

为了向基于地磁场的弹体姿态角检测系统提供地磁场信息,根据地磁信息感应装定系统的工作原理,设计了基于GPS和ARM微处理器的地磁信息感应装定系统,GPS实时获取弹药发射地的地理位置信息,ARM微处理结合地磁场沿经线方向变化快和沿纬线方向变化慢的特点,采用线性周期样条组合插值算法计算地磁场强度矢量,然后以非接触电磁感应的方式装定地磁场强度矢量信息。插值分析表明,通过线性周期样条组合插值算法,地磁场总强度和水平分量的相对误差小于0.01%,磁偏角和磁倾角误差小于0.01o,并且实验结果与仿真计算一致,说明地磁信息感应装定系统能够快速准确地提供地磁场强度矢量信息。     

具有人为故障的人-机系统的可靠性分析

介绍了一个具有人为故障的人-机系统的可修复模型,利用算子半群理论证明了新模型系统解的存在唯一性和指数型稳定性.另外,当故障率λ_0→∞时,系统的瞬态可用度逼近弱解系统瞬态可用度.即,新模型系统逼近原模型弱解系统.     

原位聚合法制备凝胶型离子液体／PMMA聚合物电解质

采用原位聚合法制备了含有N-甲基、丙基哌啶双三氟甲磺酰亚胺离子液体的凝胶型聚合物电解质．利用SEM和XPS测试了电解质膜与LiFePO4电极的界面状态,充放电循环后,在电解质膜与LiFePO4之间有一层薄膜,这层薄膜中含有N和S元素．结果表明,随着充放电的不断进行,凝胶型电解质中未聚合的甲基丙烯酸甲酯与电极表面的锂离子之间发生电子转移,形成SEI膜,至少要三个循环后才能形成稳定的SEI膜．随着SEI膜的增厚,放电容量增加,阻碍了电子转移,使系统更加的稳定．在不同倍率下测试了凝胶型离子液体／PMMA聚合物电解质电池性能,当充放电达到30个循环时,0．2、0．5和1C下电池比容量分别为132、128和120mAh／g．     

大视场宽谱段高分辨率分波段机载紫外-可见光成像光谱仪设计

紫外-可见光(200～500 nm)成像光谱仪是空间遥感的重要组成部分,本文基于机载紫外-可见成像光谱仪的特殊性和实际应用要求,提出了一种采用面阵CCD的摆扫式成像光谱仪,这样既克服了传统线阵CCD摆扫式成像光谱仪空间分辨率低的缺点,同时又弥补了推扫式成像光谱仪视场范围有限的缺点,能够满足大视场、宽谱段、高分辨率成像光谱仪的应用要求;此外,考虑400～500 nm波段中200～250 nm波段二级光谱的影响和<290 nm的短波区和>310 nm的长波区两个波段相差3个数量级的辐射波动,采用了分波段、分系统的方式独立进行消杂光光谱成像。在系统结构设计方面,本着高性能、低成本的设计理念,选用了两镜同心系统作为望远系统,Czerny-Turner平面光栅结构作为成像光谱仪系统的光学设计方案;设计了一种不使用任何辅助光学元件,全部采用球面镜结构的成像光谱仪。整个系统结构简单、紧凑,性能优良, 可行性好。全谱段、全视场调制传递函数值在0.6以上。     

基于SEM的MLCC端电极焊接失效分析

针对多层陶瓷电容器端电极锡镀层的可焊性失效问题,运用扫描电子显微镜(SEM)分析了锡镀层的微观结构,并用能谱仪对其进行成分分析,找出了失效的主要原因:可焊性变差样品的端电极表面锡镀层出现因氧化产生的异常区域,以至于器件的可焊性变差.并通过后期的可焊性实验验证了分析的结果,找出了端电极焊接失效的原因,并提出了应对端电极氧化问题的改进措施.根据分析提出了改进意见,较好地解决了器件的焊接失效问题.     

面向生物过程的在线式傅里叶变换红外光谱仪

针对生物过程反应底物含量的实时测量,设计了一种在线式傅里叶变换红外光谱仪及衰减全反射(attenuated total reflectance,ATR)探头。(1) 光谱仪采用双立体角镜和平面镜相组合的方法,设计了一种高性能干涉仪系统;采用了光路折叠方式,使干涉仪结构紧凑;采用了双立体角镜,大大减少了动镜运动过程中存在的旋转、倾斜等因素影响;采用平行四边形摆动柔性支撑装置来支撑动镜,使动镜移动时无摩擦,无抖动,运行平稳;采用ZnSe分束器,使仪器抗潮湿性能大大增强;采用分束器60°光入射方式,提高了光通量。(2) 该工作设计的一种结构简单、光通量大、经济实用的ATR原位测量探头,入射光和出射光的传输均利用了大口径内镀中红外高反膜光导管作为ATR探头的红外光传输介质,从而大大降低红外光在光导管内壁多次反射后的能量损失,使得ATR探头具有高光通量,提高了信号强度,使信号的检出更加容易。最后采用灵敏度高的MCT(碲镉汞)检测器实现红外干涉信号的收集,使得检测效果更好。实验结果表明,系统具有防潮性能出色,光通量大,在线测量等优点。所设计在线式傅里叶红外光谱仪,能够较好的完成生物反应器内甘油等常见反应物底物的实时测量,在生物在线分析、化学物质检测、材料分析学等诸多领域具有较好的应用前景。     

微重力环境下磁力实验观察与研究

根据自由落体原理,建立了一个短时微重力实验系统,并在其模拟的微重力环境下,观测了磁铁速度与磁力变化,通过对采集图像的处理技术,定性分析了其变化的原因。