核试验监测的技术和物理

国际核试验监测系统包括地震探测系统、水声探测系统、次声探测系统、放射性核素探测系统、国际数据中心、现场核查系统等组成部分,是一个国际性的“大科学”工程。文章概要介绍了核试验监测中的主要技术问题和物理问题,国际核试验监测系统的现状和发展趋势,以及国际监测系统在科学研究和可持续发展中的可能的应用领域。     

PIV水下流场测试系统试验研究

基于粒子图像测速技术,设计研制了一套适用于水洞洞体内高速、封闭试验条件的流场测量与显示设备.该系统由光源、成像、图像处理与分析、控制和粒子投放等分系统组成,具有复杂环境下全流场的无接触、无扰动、高准确度测量和显示能力,流场测试误差小于2%,可为水下航行器外形设计及其改进提供相关的实测数据.     

光纤光栅传感器在大体积混凝土基础温度监测中的应用

光纤光栅传感器具有体积小、质量轻、灵敏度高、耐腐蚀、抗电磁干扰、传输频带较宽、易于进行分布式测量等诸多其他传感器所不具备的优点,更适用于现场的长期健康监测。大体积混凝土在施工过程中的温度问题如处理不当将会引起混凝土开裂。利用温度计、热电耦等作为传感器的传统的检测手段已经大大的制约了数据的准确性与精度。寻求一种高精度温度检测手段已经成为用于现场结构监测的前提。本文结合具体的工程实例介绍了光纤光栅传感器在基础混凝土温度监测中的应用,介绍了监测系统的组成,传感器的构造和标定,并利用实测温度预测基础混凝土底板中温度应力,及时采取措施防止混凝土的开裂。     

基于平均和峰值灰度加权的自动调光系统

介绍了在CCD高速电视测量仪系统中,利用电子快门和可变光阑有机结合,在运动控制卡控制下实现自动调光,扩大了调光的动态范围.采用了平均灰度和峰值灰度加权的办法来获取反馈信号,有效的解决不同背景下自调光系统的适应性.提出了基于二次函数的调光反馈量计算方法,提高了调光过程中的收敛速度,同时也保证了系统有较小的超调量.     

立交桥多跨连续梁复位监测

某立交桥在长期使用中,弯桥处多跨连续梁发生横向滑移近40cm,为此对该梁进行顶升和横移的复位施工。使用位移传感器对多跨连续梁的顶升和降落进行监测和控制,同时使用应变片监测多跨连续梁的应力。监测结果表明,相邻桥墩处的连续梁最大竖向位移差在3.40～7.89mm之间,连续梁产生的最大附加应力在-2.06～1.78MPa之间,连续梁没有裂缝产生,从而确保了多跨连续梁在复位施工中的安全。同时对钢支架的应力进行监测,得出钢管混凝土柱始终处于严重偏心受压状态的结论。在长时间监测中,采取分段测试然后测试数据累加的方法,减小了应变仪连续使用中的漂移问题。该桥的监测方法也可以用于其它桥梁的施工中。     

用反射法自动测量大尺寸样品的折射率分布

针对大尺寸样品的折射率分布测量,引入自动扫描装置和适时数据处理系统,研究出一种高灵敏度的智能化反射法折射率分布测量仪,可进行快速、自动、准确的折射率分布测量.经理论分析和实验研究提出了一套合理的实验数据处理方法.并具体介绍和详尽分析了实验装置,讨论了有关理论和实验误差,给出了消除各种误差的有效方法,最终得出较为理想的实验结果.     

基于MP-AES的在线检测技术在地表水中重金属监测中的应用

通过集成在线富集和在线热消解技术,建立了基于微波等离子体原子发射光谱法（MP-AES）的地表水中重金属的在线检测技术,对珠江干流之一的西江水样中重金属元素（Cd,Cu,Cr,Ni,Pb,Fe,Mn和Zn）进行现场同时在线监测。结果表明,该在线检测技术对这些重金属元素的定量检测能力满足地表水环境质量标准（GB3838-2002）的限量要求;据环境标准样品中重金属元素分析结果,测定值与配制标准值一致;自来水加标样品的回收率为81.5%~102%。该检测技术对重金属的检出限为1.14~5.34μg/L,检测结果的相对标准偏差（RSD）为0.79%~9.4%,方法可满足地表水中重金属的现场、快速、连续、准确监测需求。     

基于近红外光谱技术的白酒酒醅在线监测研究

为实现白酒生产过程中出窖酒醅智能化配粮,该文开发了一套在线近红外光谱监测系统,实时在线检测出窖酒醅配粮前的水分、淀粉及酸度,实时检测结果转化为4~20mA电控输入信号,解决酒醅智能配粮问题。通过将在线近红外分析系统与台式近红外分析仪相结合,在四川宜宾六尺巷酒厂开展酒醅在线监测与配粮智能化应用。结果表明,台式仪器检测水分、淀粉、酸度的平均误差分别为-0.25%、0.38%和0.29mmol/10g,检测水分、淀粉、酸度的预测标准差(SEP)分别为0.60%、0.75%和0.18mmol/10g;在线仪器检测酒醅水分、淀粉、酸度的平均误差分别为-0.75%、0.48%、0.29mmol/10g,检测水分、淀粉、酸度的SEP分别为0.66%、0.97%、0.22mmol/10g。相比台式近红外分析结果,在线结果的平均误差及ＳＥＰ均有所放大,但在线分析的准确度能满足酒醅在线配粮控制的精度要求。     

镉(Ⅱ)的共振散射光谱研究及应用

由于镉在环境中具有高毒性和生物蓄积性,对人体和环境会产生巨大的危害,因而测定其在环境中的浓度是十分必要的。本研究基于镉（Ⅱ）-蛋白质-刚果红体系的共振瑞利散射和共振非线性散射光谱建立了测定环境水样中微量镉（Ⅱ）的新方法。在pH=4的BR缓冲溶液中,镉（Ⅱ）与牛血清白蛋白溶液及刚果红溶液反应生成三元离子缔合络合物,使该体系中的共振瑞利散射（RRS）、二级散射（SOS）和倍频散射（FDS）信号明显增强,其最大散射波长分别位于波长560nm（RRS）、690nm（SOS）和352nm（FDS）处。在优化的实验条件下,ΔI与镉（Ⅱ）浓度在一定范围内呈现良好的线性关系,检出限分别为0.31μg/L（RRS）、0.29μg/L（SOS）、0.34μg/L（FDS）。将该方法用于实验室废水、涪江河水和农夫山泉中镉（Ⅱ）的测定,水样中镉（Ⅱ）的回收率在93.2%~107.7%之间,相对标准偏差在0.8%~3.1%之间,取得了较理想的结果。