载气流速对高场不对称波形离子迁移谱的影响

载气流速是影响高场不对称波形离子迁移谱(FAIMS)的重要参数.以自制的高场不对称波形离子迁移谱仪为实验平台,在射频电场幅值3 kV/cm,频率500 kHz,占空比0.36的条件下,研究了载气流速对苯离子迁移谱谱峰强度和半峰宽的影响.实验结果表明: 载气流速为3.7 L/min时,苯样品的谱峰强度最大,仪器的灵敏度最高.随着载气流速的增加,谱峰半峰宽变宽,仪器的分辨率下降.载气流速为3 .0～3.7 L/min时仪器综合性能最佳.此结果对于控制迁移谱仪载气流速有重要的参考意义.     

基于多传感器融合技术的微型空气质量监测系统优化设计

针对国家环境空气质量监测站(NAAQMS)由于体积大、成本高而不利于大面积广泛布点的问题,研制了一种微型空气质量监测系统,用于监测大气中CO、NO2、O3、SO2、PM2.5和PM10的浓度.该系统分别采用电化学气体传感器和光学粒子计数器来测量气体污染物和颗粒物浓度.考虑到传感器在测量污染物浓度时容易受到大气温湿度的影...     

一种改善双镜头大视角二维三角法测距精度的方法

对双镜头二维三角法测距精度的实验研究表明,在大视角下,双镜头二维测距存在较大的测距误差;通过应用小孔成像代替普通镜头成像进行二维测距研究,证明了大视角非近轴光线的镜头失真是造成该误差的主要原因,并且基于实验提出了一种经验修正公式,明显地提高了系统的测距精度和速度.实验结果表明,在50 mm×50 mm的工作区,对应于80°的大视角下,测距系统在x和y方向的平均定位精度均优于2 mm,平均分辨率分别为0.2 mm和0.1 mm.     

基于两维扫描高场不对称离子迁移谱技术检测挥发酚

要采用自制高场不对称波形离子迁移谱(FAIMS)仪对苯酚、2-甲酚、3-甲酚、4-甲酚以及2,4-二氯酚进行检测,通过结合补偿电压以及射频高压的二维扫描优化了对检测物的分辨.射频高场强度为1.6×104 V/cm时,2-甲酚与4-甲酚有最佳分辨效果,其余物质在高场强度大于1.8×104 V/cm时可以得到最佳分辨.研究...     

高场不对称波形离子迁移谱谱图峰分析方法研究

从离子运动轨迹入手,引入损耗高度,建立了高场不对称波形离子迁移谱(FAIMS)的谱图峰模型. 该模型将流场分布、离子迁移管结构、分离电压以及补偿电压等FAIMS关键参数与FAIMS谱图峰形、峰高、半高宽联系起来,得到了清晰的量化关系,与实验数据符合较好.     

高精度宽测速范围精确方向判别单模VCSEL自混合LDV

单模VCSEL(Vertical cavity surface emitting laser)激光器自混合LDV(Laser Doppler veloci-tymeter)系统的温度特性和外腔长度Lext(激光器前腔镜到目标散射面之间的光程)可变范围优于多模激光器LDV系统.应用差频模拟锁相环信号处理技术,明显提高了单模VCSEL自混合LDV测速精度和测速动态范围.用多普勒频移,fd的分频跟踪三角波电流调制技术,提高了运动方向判别的精度和动态范围.实验结果表明,在外腔长度为30 mm±3 mm、温度为0℃～55℃、采样时间0.1 s、激光器无温控的条件下,分辨率优于0.2%;在测速范围为30～480 mm/s的条件下,测速精度优于1%;在速度范围为5～480 mm/s的条件下,测速精度优于2%.在电源电压为5 V时,正向运动方向指示电平大于4.9 V,反向运动方向指示电平小于0.1 V.     

基于MEMS的新型高场不对称波形离子迁移谱仪

简要回顾了离子迁移谱技术的发展历程,叙述了常规离子迁移谱的局限性。阐述了基于MEMS工艺的新型高场不对称波形离子迁移谱技术,该技术以物质离子的离子迁移率在高场下的非线性变化特性为基础,可实现对物质离子的空间分离。以MEMS技术为主体,自主研发了高场不对称波形离子迁移谱仪,并对挥发性有机物、苯系物、爆炸物和农药等样品进行了检测,结果表明该离子迁移谱仪能够对苯、丙酮、对二甲苯、爆炸物梯恩梯和农药硫丹等物质实现快速、高分辨和高灵敏度检测,检测精度达10-9量级,线性度达0.95。该结果展示了其在物质离子分离检测方面的巨大潜力,以及在环境、食品安全和生物大分子等领域的优越性和前景,其研究成果将推动下一代物质离子分离检测技术的发展。     

一种基于厚膜陶瓷电容的微位移传感器

为深入研究微纳米环境中物体的受力与运动状态,实现微纳米环境下的位置感知与位移操作,建立纳米尺度下位移、力检测的理论方法,研制了一种基于厚膜陶瓷电容的微位移传感器。通过采用厚膜混合集成工艺将信号处理电路与厚膜电容芯片一体化集成,即用厚膜电路替代PCB电路板,以达到降低由于温度效应和寄生电容等导致的非线性误差,提高传感器的分辨率和稳定性的效果。传感器性能标定实验结果表明,0~1 000nm量程范围内位移检测分辨率优于2nm,传感器稳定性得到显著提高,能够用于检测纳米级微小位移变化量。此外,还从材料物理属性和电路优化设计等方面分析了一体化集成的厚膜电路相对于PCB电路板的优越性。     

Optimized design of laser range finding system using the self-mixing effect in a single-mode VCSEL

An optimized design of laser range finding system using the self-mixing effect in a single-mode vertical-cavity surface-emitting laser (VCSEL) is proposed. In order to improve the ranging accuracy and expand dynamic measurement range, we apply difference frequency analog phase-locked loop (PLL) instead of fast Fourier transform (FFT) to process signal, and choose the optimum triangular wave frequency fm = 500 Hz and small modulation current △Ip-p = 0.28 mA to modulate single-mode VCSEL. The experiment results show that, without controlling the laser's temperature, the ranging accuracy is better than 2 mm and the measurement dynamic range is as large as 50-500 mm when the sampling time is 0,1 s and the room temperature is 0-55℃.     

便携式机动车超细颗粒物粒径谱仪研制 #br#

精确测量机动车排放尾气中的超细颗粒物粒径分布, 对于大气污染和人体健康风险评估意义重大。基于之前 研发的单极性荷电器、平板差分电迁移分析仪 (PDMA) 和法拉第杯静电计 (FCE) 等模块, 研制了一款便携式超细颗 粒物粒径谱仪, 可实时监测机动车排放尾气中 20∼500 nm 的超细颗粒物粒径分布。开展了自研粒径谱仪的标定实验, 结果表明该粒径谱仪所测得的粒径峰值与 TSI 3081A/3082 筛选出的 40 nm 和 100 nm 的单粒径颗粒物相差 ±5% 以内, 同时所测得数浓度与毕加索 (Pegasor) 颗粒物数浓度监测仪 (PPS-M) 测得的数浓度相差 ±10%。进而针对不同型号机 动车进行了外场实验, 实验结果表明汽油和柴油机动车排放尾气中的颗粒物数浓度主要集中在小于 40 nm 的粒径范 围。此外在与商业仪器的比对实验中, 自研粒径谱仪测得峰值的中值粒径为 20 nm, 商业化的静电低压撞击器 (ELPI) 测得峰值的中值粒径为 17 nm, 二者相差 15%, 表明二者具有良好的一致性。