石英管增强拉曼光纤探头粉末样品探测

拉曼光谱技术以其多组分同时探测、分子指纹特性等优点被广泛应用于多个领域,但其较低探测灵敏度严重限制了此技术的进一步发展。为了提高拉曼光谱技术粉末样品原位分析能力,提出了一种基于石英管增强的高灵敏度拉曼光纤探头。探头采取内镀金属空芯光纤用于光信号的传输,有效减小了背景信号对拉曼光谱的影响;探头底端采用石英管设计,增大采样体积和收集效率,提高了拉曼光谱的探测灵敏度。理论分析了石英管拉曼光谱技术可提高粉末样品的探测灵敏度,详细介绍了探头的设计和实现,进一步评估探头的性能,结果表明:相较于球透镜拉曼探头,拉曼信号强度（NaHCO₃）增强2.92倍。为模拟实际应用场景,采用光纤拉曼探头成功获得了容器中不同深度粉末样品（Na₂SO₄和NaHCO₃）的拉曼光谱信息。文中设计的石英管增强拉曼探头具有外径尺寸小（外径仅为2 mm）、灵敏度高等优点,可对深层次粉末样品进行探测,为现场粉末样品原位分析提供了一种新途径。     

长光程共振式二氧化碳气体光声传感器研究

二氧化碳(CO₂)是植物光合作用的原材料,也是一种温室气体,其过量地排放会影响动植物的生态环境。在碳达峰、碳中和的背景下,研制高灵敏度的CO₂检测装置具有重要意义。为了监测大气环境中CO₂含量的变化,设计了一种长光程共振式CO₂气体光声传感器,并以此搭建了光声检测装置。以中心波长为2 004 nm的分布式反馈激光器(DFB)作为激发光源,激光射入由漫反射材料制成的球型吸收腔,在腔内多次反射以增加气体的吸收路径。吸收腔外部被两个高热传导率的铝制半球包裹,降低由池体吸收光能后产生的热噪声。吸收腔上耦合一根声学管,当其工作在一阶纵向共振模态时,光声信号被放大,在管子末端达到极大值。为了进一步增大光声信号,通过饱和加湿样品的方式来加快CO₂气体的弛豫速率,加湿后的样品产生的光声信号是干燥样品的2.1倍左右。使用一系列浓度的湿润CO₂样品标定光声检测装置,结果表明,光声信号与浓度之间呈现良好的线性关系。在此基础上,通过对标准气体的检测实验,验证了装置的准确性与稳定性...     

基于“北斗一代”的Zigbee无线网关设计

为了解决野外多点数据采集无供电、布线复杂和通信困难的问题,提出了一种基于"北斗一代"的Zigbee无线网关设计方案。采用MSP430F6438、CC2341微处理器和一体化的RDSS"北斗"射频芯片完成低功耗、小成本的硬件设计。通过增加SIM卡的数量,将网关转发"北斗"数据的频率降至最低的5 s,提高了网关的通信速率。通过软件设计实现了Zigbee无线传感网络和"北斗一代"系统之间数据的透明交换。该方法已成功应用于野外油气井远程监控系统中。     

多SIM卡复用的“北斗”通信终端设计

为了扩大“北斗”一代终端的应用范围,降低使用成本,提出了一种多SIM卡复用的“北斗 ” 终端设计方案。采用FPGA+ARM的硬件结构,将SIM卡增加至多张,通过软件设计实现数据自 动分片和多张SIM卡的协同工作,提高“北斗”终端的数据传输速率。该方法已成功运用于 野外 油气井远程监控系统中。     

非制冷型长波红外光谱仪的辐射定标方法

提出一种根据环境温度变化量补偿红外光谱仪系统输出灰度值的辐射定标方法。首先分析了在辐射定标和测量过程中红外光谱仪系统输出灰度值漂移的原因,推导出漂移变化量和环境温度辐射度变化量的函数关系;然后利用自主研发的非制冷型长波红外光栅光谱仪进行辐射定标实验,确定了实验室辐射定标方程和环境温度改变后通过补偿得到的辐射定标方程;最后通过实验验证了在不同环境温度下利用补偿后的辐射定标方程进行辐射测量的准确性。结果表明:在不同的环境温度下,通过漂移补偿可使光谱仪系统输出灰度值误差明显减小,其误差不超过2.4%,显著提高了非制冷型长波红外光谱仪对红外辐射的测量精度。     

基于自适应差分进化算法的LED光谱匹配

为实现用单色发光二极管(LED)合成所需要的各种目标光谱,提出将自适应差分进化算法作为光谱匹配算法。以高斯修正模型表征单色LED的分布,基于均匀分布的LED,模拟了标准AM1.5太阳光谱和植被光谱,并采用相关指数和均方根误差作为评价标准。在此基础上,利用实验室现有的LED进行了实验验证,所提算法的拟合效果均比模拟退火算法和遗传算法好。实验结果表明,提出的自适应差分进化算法可自动设置参数,拟合效果好,可以被广泛应用于各种LED光谱匹配仿真实验和工程实践中。     

氢氧化镁分解动力学的研究

以硼泥为原料与硫酸反应制备出七水硫酸镁,以氢氧化钠为沉淀剂制备出符合标准HG/T 3607-2000的氢氧化镁.利用XRD,SEM和TEM对氢氧化镁进行了表征,DTA-TG对氢氧化镁的热分解动力学进行了研究.XRD结果表明:制备粉体为单一Mg(OH)2.SEM和TEM结果表明:样品为片状或针状纤维,片直径大小不一,在20～50 nm之间,针状纤维形状不规则,大小不一致,长度在20～100 nm之间.利用Kissinger法和Ozawa法计算出的氢氧化镁热分解反应活化能分别为135.14和141.61 kJ·mol-1.利用Coats-Redfern法和Dolye法判断氢氧化镁热分解反应机理函数为A1.5.     

圆阵天线零点综合方法

给出一种无互耦情况下圆形阵列天线零点综合的有效方法，分析了互耦对零点综合的影响，并采用互阻抗近似的方法在考虑互耦时对零点进行控制。该方法综合结果与NEC软件仿真结果吻合较好，表明它是正确有效的。