Highly-sensitive NO,NO_2,and NH_3 measurements with an open-multipass cell based on mid-infrared wavelength modulation spectroscopy

A compact prototype based on mid-infrared wavelength modulation spectroscopy(WMS)is developed for the simul-taneous monitoring of NO,NO_2,and NH_3 in the urban area.Three quantum cascade lasers(QCLs)with central frequencies around 1900.0 cm~(-1),1600.0 cm~(-1),and 1103.4 cm~(-1)are used for NO,NO_2,and NH3detections,respectively,by timedivision multiplex.An open-path multi-pass cell of 60-m optical path length is applied to the instrument for high sensitivity and reducing the response time to less than 1 s.The prototype achieves a sub-ppb detection limit for all the three target gases with an average time of about 100 s.The instrument is installed in the Jiangsu environmental monitoring center to conduct performance tests on ambient air.Continuous 24-hour measurements show good agreement with the results of a reference instrument based on the chemiluminescence technique.     

基于嵌入式系统的农产品智能出库设备的设计

农产品出库是连接仓储与物流的重要环节,目前农产品出库操作粗放、信息无法跟踪、智能程度不高。结合嵌入式ARM系统与Windows系统的优势,对出入库中小包装条码扫描,大包装与小包装之间的信息核查,将大小包装信息不符的剔除出去,大小包装吻合的通过升降皮带的传输运送到转载车上等的研究,设计具备传输装置、出库产品条码扫描装置、剔除装置、显示控制装置的农产品出库设备,提出核心部件控制流程,实现了订单核查、产品剔除、传输控制等上位机软件功能。测试表明该设备精确实现移动装卸货与货车的无缝对接,能很好检查出错订单,提高出库过程的智能化程度。     

First-principles calculation of the structural,electronic, elastic,and optical properties of sulfur-doping ε-GaSe crystal

The structural,electronic,mechanical properties,and frequency-dependent refractive indexes of GaSe_(1-x)S_x(x=0,0.25,and 1) are studied by using the first-principles pseudopotential method within density functional theory.The calculated results demonstrate the relationships between intralayer structure and elastic modulus in GaSe_(1-x)S_x(x=0,0.25,and 1).Doping of ε-GaSe with S strengthens the Ga-X bonds and increases its elastic moduli of C_(11) and C_(66).Born effective charge analysis provides an explanation for the modification of cleavage properties about the doping of e-GaSe with S.The calculated results of band gaps suggest that the distance between intralayer atom and substitution of S_(Se),rather than interlayer force,is a key factor influencing the electronic exciton energy of the layer semiconductor.The calculated refractive indexes indicate that the doping of ε-GaSe with S reduces its refractive index and increases its birefringence.     

基于层次分析法的风洞试验装备全寿命健康因素量化评价方法研究

针对风洞试验装备健康管理面临的实际问题,基于层次分析法(AHP)确定装备全寿命过程中影响装备健康的因素体系,并计算各类因素所占的权重,建立了量化评价模型和反馈修正方法,并给出了该方法在风洞试验装备健康管理工作中的实际应用流程。     

热丝CVD沉积金刚石薄膜时的等离子体空间分布研究

采用热丝化学气相沉积(chemical vapor deposition,CVD)的方法,以丙酮为碳源生长金刚石薄膜时,利用等离子体发射光谱对生长过程中的等离子体空间分布进行了在线诊断。采用SEM,Raman光谱分别对沉积金刚石膜表面、断面的形貌和质量进行表征。光谱分析表明,对于线性阵列布丝情况下,中心区域与边缘区域的基团分布存在差异,中心区温度高,裂解能力强,基团强度高于两边,但中心区域基团特征峰强度的变化比等离子球平缓的多;距离热丝越远,热辐射减小,从丙酮分子中裂解出CH和CO等基团以及由原子H激发的H_β与H_α等强度降低,反而使得复合生成的C₂基团增加。SEM测试结果表明,当丝基间距为4.5,5.5,6.5 mm时,所沉积的金刚石薄膜表面由致密规则晶面向混乱转变,且单位时间内的生长速率也依次降低,此外,Raman光谱表明随着纵向间距的加大,金刚石薄膜的质量随之降低。这与诊断结果中CH和CO强度的降低,C₂基团强度增加及基团C₂/H_α比强度下降相吻合。     

我国苹果栽培区土壤参数的近红外光谱检测研究

在全国11个主要苹果栽培区及其附近农田处,共收集111份土壤样本作为研究对象。使用傅里叶近红外光谱仪采集在12 500～4 000 cm-1光谱范围内的土样漫反射光谱信息,并采用偏最小二乘回归法分别建立土壤有机质含量和pH值的近红外定标模型。为了有效消除土壤颗粒不均匀性所带来的散射影响,同时扣除与土壤品质参数无关的光谱信息,研究运用变量标准化(SNV)、附加散射校正(MSC)和直接正交信号校正(DOSC)等光谱预处理方法,使模型精度得到显著提高。结果显示,经过DOSC处理后,土壤有机质含量和pH值的近红外定标模型效果达到最佳,其相关系数(r)分别达到0.953和0.937,预测误差均方根(RMSEP)分别为0.258(%)和0.248(%)。研究表明,利用近红外光谱技术可以快速检测我国主要苹果栽培区土壤的有机质含量和pH值,为土壤施肥提供指导,为果树栽培提供技术支持。     

噪声情况下采用稀疏非负矩阵分解与深度吸引子网络的人声分离算法

为实现噪声情况下的人声分离,提出了一种采用稀疏非负矩阵分解与深度吸引子网络的单通道人声分离算法。首先,通过训练得到人声与噪声的字典矩阵,将其作为先验信息从带噪混合语音中分离出人声与噪声的系数矩阵;然后,根据人声系数矩阵中不同的声源成分在嵌入空间中的相似性不同,使用深度吸引子网络将其分离为各声源语音的系数矩阵;最后,使用分离得到的各语音系数矩阵与人声的字典矩阵重构干净的分离语音。在不同噪声情况下的实验结果表明,本文算法能够在抑制背景噪声的同时提高分离语音的整体质量,优于结合声噪人声分离模型的对比算法。      

上期《问题思考》解答

1.二者弹簧秤的读数一样。因在图1(b)中上磁环受到其本身的重力和下磁环对它磁性斥力的作用。当二力平衡时,上磁环就悬浮在空中不动。根据牛顿第三定律,下磁环也受到上磁环的磁性斥力,其大小刚好等于上磁环的重量。故图1(b)的情形与图1(a)一样,弹簧秤的读数都是两磁环重量之和。如果我们用手往上托图1(b)中的上磁环,则因两环距离加大,磁斥力减小,弹簧秤示数变小;同理,下压图1(b)中的上磁环时,弹簧秤的示数将变大。(刘贵兴) 2.参见本期罗维治、朱久运《电磁感应中的“佯谬”与电磁感应定律的表述》一文。 3.车头开动后,先是自己作加速运动,走…     

杭州城市建设用地扩张的时空演变分析

基于杭州市1914—2018年间6期近代地图与遥感影像数据,通过目视解译数字化的近代地图,使用面向对象的分类方式对CORONA、Landsat TM和OLI影像进行分类并提取建设用地数据,计算扩张速度、重心变化、景观格局指数和增长类型,分析建设用地的扩张过程与扩张模式。结果表明：（1）近百年来杭州城市建设用地扩张明显,扩张过程主要集中在改革开放后。（2）杭州城市重心经历了“北—西北—北—东南—南”的变化过程,由向单一方向扩张转变为多方向均衡发展的态势。（3）建设用地扩张过程基本符合“扩散—融合”假说;城市核心区呈现蛙跳增长、填充增长、边缘增长依次主导的螺旋式发展过程,研究区域整体表现为边缘增长始终占相对重要地位的特征。（4）通过近代地图与遥感影像的集成分析,为长时间尺度的城市研究提供了一种路径。