低温环境下FBG温度传感特性研究

在低温环境中,光纤光栅(Fiber Bragg Grating,FBG)材料的热膨胀系数和热光系数会发生改变,从而影响其温度传感特性。文章通过实验研究了裸光纤光栅传感器和黄铜管封装的光纤光栅传感器在低温下的温度传感特性。结果表明,在80~300 K温度范围,裸FBG温度传感器的灵敏度为6.43 pm/K,线性度为0.974,在80~230 K温度范围,温度与光纤光栅的中心波长呈现非线性关系;黄铜管封装的FBG温度传感器,在整个温度范围内灵敏度可达26 pm/K,线性度为0.996,较裸FBG温度传感器均有较大提升。对比实验表明,对光纤光栅进行封装,可以提高其温度灵敏度和线性度,改善温度传感特性。     

基于压缩感知的BOTDA性能增强方法

为了提高布里渊光时域分析系统(BOTDA)在长距离监测应用中的实时性,提出了一种基于压缩感知的布里渊光时域系统实时性增强方法。该方法包含稀疏表示、随机采样和信号重构三个部分。首先采用K-均值奇异值分解算法获得布里渊增益谱的稀疏表示,然后通过高斯随机采样和正交匹配追踪算法进行布里渊增益谱重构。为了验证所提方法的性能,仿真生成了不同信噪比水平的布里渊增益谱,搭建了45 km的布里渊光时域系统进行温度传感实验。仿真和实验结果表明:在累加平均次数为100时,所提算法将信噪比提升了6.37 dB,优于累加平均次数3000时的10.13 dB,对应测量时间减少了1/30;采用8 MHz步长数据重构布里渊增益谱,该方法的重构结果与4 MHz步长数据的相关系数为0.9992,对应扫频时间减少了一半。所提算法在保证测量精度的同时提升了测量实时性。     

自组装银纳米环等离激元生物传感器的制备与光学性质

在过去的十几年中,衍射耦合超窄共振已经发展成为一个独立的、快速扩展的研究领域。这种共振模式通常被称为表面晶格共振,具有体积小、易集成、低功耗等特点。设计了一种性能优异且可规模化生产的表面晶格共振折射率传感器。利用时域有限差分法进行了仿真,对结构的光学性能进行了研究。采用纳米球光刻技术以及纳米压印技术,制备出大面积、高质量的银纳米环阵列,结构的灵敏度为663 nm/RIU,品质因数为9.2。通过改变结构的几何参数,不仅能实现对共振波的调谐,同时还能提高折射率灵敏度。所提传感器在生物传感领域具有潜在的应用前景。     

多功能射频综合系统中的电磁协同北大核心CSCD

限定时空条件下,射频综合系统有效发挥多功能效应的实质是实现系统多功能协同高效运行,而制约其协同高效运行的瓶颈是特定时空条件下可用的电磁资源。电磁资源的高效利用依赖电磁协同,是按照任务要求及限定条件,在时间、频率、空间、能量多个维度寻求构建电磁协同自组织结构的最优解,并确定具体任务时空下有序运行自组织结构的驱动方式,按照求解出的电磁资源动态分配结果,执行任务,使系统电磁效应在任务牵引下受控。电磁协同服务于多功能射频综合系统融合,可以有效利用、管理战场电磁环境,高效提升多功能射频综合系统的运行效率。本文从多功能射频综合系统融合运行之瓶颈、电磁协同概念和电磁协同方法三个方面论述电磁协同的核心要点,期望为实现多功能射频综合系统融合运行提供可行的技术途径。     

基于MXene的应变纤维传感器制备及其表征

高灵敏度、宽感应范围的柔性力敏传感器是当前柔性传感领域的重要需求。我们通过将MXene覆盖在氨纶包覆纱纤维表面,制备了一种新型的氨纶纤维应变式电阻传感器。该传感器能将拉伸应变转换成传感器内部导电通道的断裂和重组,进而引起电阻变化。对传感器的拉伸性能和应变传感性能进行检测,检测结果显示,提出的传感器较宽的应变范围、较好的稳定性和可重复性、较高的灵敏度。该传感器在0%~40%、40%~50%的应变范围下,传感器的灵敏度分别约为5.82、46.61,且能够稳定地监测手指的弯曲和伸展运动,在未来的可穿戴电子产品中具有潜在的应用价值。     

面向敏感环境的反射式光纤传感防盗系统设计

为了解决在敏感环境中位置测试容易受到干扰的问题,提出了一种基于反射式光纤传感防盗系统。该系统采用T型光纤探头作为无源传感探头,反射配件安装于安防外壳表面,通过实时测试位置偏移量提供安防预警。探测模块通过预先测试最佳反射位置的方式,将光纤探头与反射配件固定于安防位置上。在获取激光回波信号的基础上,计算了关于位置的场强分布函数。在标定实验中,测试位置由0递增至5.0 mm,响应光功率最大值为18.76 μW,方差最大值0.124。当超过3.0 mm后的曲线单调性良好,符合系统设计要求。在不同干扰类型对比实验中,分别对比了湿度、温度、振动对系统测试结果的影响程度。实验结果显示,干扰项的光功率波动无论是线性还是非线性的,其波动范围小于4 μW,而真实人为打开条件下,其波动程度大于18 μW。与此同时,系统反演计算的位移偏移量也发生显著改变,相比干扰项的位移偏差均值大8倍以上。系统具有传感端无源、灵敏度高、实时性好等优势,可有效应用于敏感环境中的安防监测。     

~(13)C代谢通量分析

代谢通量分析(metabolic flux analysis,MFA)是通过确定代谢网络中代谢流分布来表征细胞代谢状态的强有力的工具。鉴于计量学代谢通量分析在处理复杂代谢网络时表现出的局限性,发展了以13C标记实验为基础的13C MFA。本文介绍了13C MFA的原理与方法,总结和评述了13C MFA在实验与数据分析方面的最新进展以及MFA在功能基因组研究中的重要地位,同时对代谢通量分析的发展前景进行了展望。     

烷类特种气体分析装置的研制及其应用

研制烷类特种气体分析专用的多维气相色谱仪，特制的热导检测器，具有手动－自动功能。设计了输气－配气装置和多维气相色谱流程。以微机控制，可按编辑程序清洗系统。检查本底，自动进样，显示或打印谱图和分析结果。可检测多种烷类特种气体组份及其中氧，氮，一氧化碳和甲烷等痕量杂质。     

纳米银修饰电极差分脉冲伏安法测定盐酸金霉素

建立了快速测定盐酸金霉素(CTC)的方法。通过NaBH4还原法制备纳米银(AgNPs)溶胶,并利用X射线衍射和紫外-可见光谱进行表征。将制备好的AgNPs滴涂到玻碳电极表面制备修饰电极(AgNPs/GCE),研究了CTC在AgNPs/GCE上的电化学行为及伏安法测定,优化了缓冲溶液和pH等检测条件。结果表明,CTC在pH 3.3的柠檬酸-NaOH-HCl缓冲溶液中检测效果最佳。CTC在AgNPs/GCE上发生2个电子和2个质子的不可逆电化学氧化反应,且反应受吸附控制。最佳条件下,CTC的氧化峰电流与其浓度呈现良好的线性关系,线性范围为0.5~100μmol/L,检出限为0.14μmol/L。该修饰电极可用于河水样品检测。     

光纤光栅传感器信号解调方法综述

当光纤光栅传感器上的温度或应力发生变化时,布拉格反射波长也随之发生漂移,根据这个漂移量便可判断待测量大小,因此,人们提出了许多解调方法.文章论述了几种常用的光纤光栅传感器信号解调方法,分类评述了这几种方法的工作原理和性能,分别给出了其典型的实验原理图,并对其优点和缺点进行了分析比较.