低压静电场辅助冷冻对竹笋品质的影响

为研究低压静电场辅助冷冻对竹笋冻结特性的影响，以冻结曲线、硬度、水分损失率、水分迁移、冰晶形态和组织微观结构为指标，探究低压静电场辅助冷冻（－35 ℃）和普通冷冻（－35 ℃）条件下竹笋品质的变化规律。结果表明：低压静电场辅助冷冻提高了冻结效率，改变了冰晶形态及分布，减轻了组织微观结构破损程度，改善了解冻汁液流失情况。与静电板间距10、20、30、40 cm处的冷冻竹笋解冻后水分损失率分别为14.16%、12.58%、9.73%、10.44%，显著低于对照组（21.01%）（P＜0.05），硬度分别为461.19、507.48、496.65 g和455.31 g，显著高于对照组（350.70 g）（P＜0.05）。低场核磁共振分析结果表明，在低压静电场辅助冷冻下竹笋解冻后汁液流失减少，扫描电子显微镜观察结果显示，竹笋纤维排列整齐，组织微观结构保持较好。低压静电场辅助冷冻可有效改善竹笋品质，可为利用低压静电场进行果蔬的冷冻贮藏和冷链运输提供参考。     

建筑节能耐火窗耐火性能研究进展综述

建筑节能耐火窗是为防止建筑外立面火灾向室内蔓延而设置的重要建筑外围防护结构。笔者从建筑防火的角度系统调研了近年来关于建筑节能耐火窗耐火性能的相关研究,针对应用场景、耐火性能研究和测试方法、常见问题等方面进行了分析和总结,并展望了耐火窗发展趋势和研究重点。结果表明：当前建筑节能耐火窗耐火性能的研究仅侧重于节能或耐火一个方面,未来对耐火窗性能的研究需要综合考虑节能和耐火两个方面。耐火窗将推动家庭式防火避难间的发展,提高保障人员生命与财产安全的能力。     

基于线阵CCD的微型光谱仪的研制

为了满足环境污染检测等工业实际应用的需要,便于系统的集成、降低成本,研制了基于CCD芯片的微型光谱仪,重点介绍了仪器的光学和电子学设计。光学系统采用了非对称交叉式Czerny-Turner分光结构,使用线阵CCD为光探测元件;电子学设计部分结合单片机智能化控制的特点和复杂可编程逻辑器件时序准确、可编程的优点实现了高效、灵活的光谱数据采集。 CCD光谱仪的性能测试表明,该光谱仪光谱覆盖范围为350 nm - 780 nm,光谱分辨率达到了0.6 nm,信噪比近500。     

城市地区BRF模型模拟方法研究

将城市主体结构简化为两侧为建筑物中间为道路的街道结构,并假定街道径直走向,在一个像元内为无限长,采用几何光学的方法分别计算楼房顶部、竖直墙面以及道路对像元辐射值的贡献。从而构建了大尺度下城市主体结构的BRF模型。在微尺度上考虑了城市结构自身表面的二向反射率因子(BRF)模型,由于在某个城市像元中还可能存在植被,因此模型中还考虑了植被的BRF模型,从而完成了对城市地区BRF模型的构建。对构建的模型进行模拟计算和敏感性分析,发现城市地区BRF典型特征是出现了热点效应和镜面反射峰,并且楼房高度和植被覆盖度对城市地区BRF影响显著。     

基于FID的机动车尾气THC测量模块设计与对比实验

机动车排放的总碳氢化合物（total hydrocarbons, THC）是造成雾霾、光化学烟雾的重要原因,在城市大气污染的调查和影响人类健康的研究中,THC是必须的监测目标之一。着重开展了基于氢火焰离子化检测（hydrogen flame ionization detector, FID）的机动车尾气THC测量系统的设计和对比实验。主要介绍了FID测量THC的工作原理,根据FID的测量原理设计了机动车尾气THC测量模块。并根据离子化信号检测需求设计了微电流放大电路,满足大范围、高精度微电流信号检测的要求,获得了检测器对THC的响应峰信号。还对测量得到的THC色谱峰信号进行定性和定量的分析,通过标准曲线法计算了THC的浓度。最后结合美国的SENSORS-FID THC分析仪开展了对比实验,结果表明研发的THC测量模块检测的浓度偏高,测量偏差约为4.44%~8.43%,判断此系统误差主要为O2峰干扰。     

基于可调谐半导体激光吸收光谱技术对开放式长光程大气CO2的测量

CO2是地球大气中第三大含量的痕量气体,对温室效应影响最大,主要来源于人类的日常活动,测量大气CO2浓度对了解地区CO2的周期性变化与气候变化的内在规律有重要意义。基于可调谐半导体激光吸收光谱（tunable diode laser absorption spectroscopy, TDLAS）技术,系统选择CO2在2004 nm附近的吸收线,采用直接吸收光谱处理方法,对开放式长光程大气下的CO2进行了连续测量。通过与手持CO2测量仪的对比测量,二者的相关系数达到0.8371,二者的标准偏差为7.204 ppm,测量结果的变化趋势符合较好,证明了实验系统的可行性,为国内激光遥测CO2提供了一种重要的思路与方法。     

基于光阻原理的降水现象测量系统研究

降水是气象观测的常规项目,是研究全球水热循环和气候变化的重要参数。实现降水现象自动观测是我国气象领域未来发展规划的一项重要内容。介绍了一种激光降水现象测量系统,设计了激光对射式光学测量结构,实现了对降水粒子遮光信号的精确捕获;研制了基于相关原理的微弱信号检测系统,保证粒子速度、粒径等信息的准确测量;在数据信号处理上,采用了数据平滑算法降低了系统噪声。研制的系统能够准确完成雨滴谱分布、降水量、降水类型的测量,并且与雨量筒和国外同类仪器进行了观测比对, 数据具有较好的一致性,能满足对降水现象自动观测的要求。     

基于小波分析的高空大气湍流相干结构特征研究

通过对风速脉动和温度脉动数据进行谱分析和小波分析,得到不同高度大气湍流相干结构尺度,用来同时识别时间序列中相干结构的特征尺度,并与大气折射率结构常数Cn2相结合分析高空大气湍流强弱分层的相干结构特征,提取不同高度湍流层强度、湍流层厚度等空间特征。通过研究发现,随着高度的变化,湍流呈现强弱分层交替出现的空间特征,且随高度升高,湍流持续时间变短,湍流层厚度也变小;在大尺度的弱湍流背景下存在小尺度强湍流,分布相对密集,持续时间较短,厚度也较小。高空大气湍流在5~15 km上的存在明显的强弱分层现象,在6~10 km高度上有四个强湍流层,湍流层厚度约为500 m。     

快速腔长扫描光腔衰荡光谱仪及其中痕量气体测量中的应用

基于PZT快速腔长扫描技术和可调谐连续DFB激光器,搭建了一套快速腔长扫描光腔衰荡光谱探测装置,通过PZT快速腔长扫描实现激光单纵模与光腔纵模的模式匹配与破坏,以完成腔内光信号的独立衰减以及对此衰减过程快慢的测量。实验表明该装置不仅测量灵敏度高达10^-9量级,而且稳定性强,装置简单且易于操作。通过对CH₄气体在1653.72 nm 附近的吸收光谱测量,并用HITRAN数据库模拟校准,验证了该装置的定量测量能力。利用该装置通过固定激光波长测量吸收峰中心值方法对大气中CH4气体含量变化进行了探测。     

基于航空偏振数据的地表BPDF模型优化研究

针对航空偏振气溶胶反演涉及的地表双向偏振辐射分布函数（BPDF）特性问题,分析了地表双向偏振反射分布物理机理,结合经典地表BPDF模型参数特点,提出了基于阴影方程和归一化植被指数的优化地表BPDF模型。利用航空辐射偏振遥感数据,验证了新模型的精度,相对于实测结果,平均相对偏差小于9.9%。与三种经典模型模拟结果相比,新模型值随不同观测角度变化时,其一致性很好。根据新模型精度,还模拟了地表偏振反射率偏差与气溶胶光学厚度反演误差的关系,发现地表偏振反射率偏差为4×10-4时,带来反演气溶胶光学厚度误差小于0.03,满足气溶胶偏振反演应用要求。