基于高光谱反射率的藻类水体基线荧光峰高度与叶绿素a浓度关系研究

采用现场实测和室内培养两种方式测定了甲藻、赤潮异弯藻、叉角藻赤潮和新月菱形藻、海洋蓝绿藻、叉鞭金藻、塔胞藻、扁藻和小球藻等非赤潮藻类光谱曲线。采用度量太阳激发的叶绿素荧光峰高度的基线荧光高度法 ,建立了不同藻类基线荧光高度与叶绿素浓度的关系。基线荧光高度法所用的 3个荧光高度波段分别为 6 6 5nm、6 80nm和86 5nm。在采用线性方程对不同藻类水体基线荧光高度与叶绿素浓度进行回归分析时 ,不同藻类产生了明显不同的结果。其中赤潮异弯藻、海洋蓝绿藻和甲藻为负相关 ,其余为正相关。在正相关的藻类中 ,小球藻最低 ,为 0 .4 6 92。结果偏差主要来自于两个方面 :一是藻类荧光峰位置变化影响 ;二是浮游植物红光和近红外波段高反射率的影响     

基于高光谱反射率的藻类水体基线荧光峰高度与叶绿素α浓度关系研究

采用现场实测和室内培养两种方式测定了甲藻、赤潮异弯藻、叉角藻赤潮和新月菱形藻、海洋蓝绿藻、叉鞭金藻、塔胞藻、扁藻和小球藻等非赤潮藻类光谱曲线。采用度量太阳激发的叶绿素荧光峰高度的基线荧光高度法，建立了不同藻类基线荧光高度与叶绿素浓度的关系。基线荧光高度法所用的3个荧光高度波段分别为665nm、680nm和865nm。在采用线性方程对不同藻类水体基线荧光高度与叶绿素浓度进行回归分析时，不同藻类产生了明显不同的结果。其中赤潮异弯藻、海洋蓝绿藻和甲藻为负相关，其余为正相关。在正相关的藻类中，小球藻最低，为0．4692。结果偏差主要来自于两个方面：一是藻类荧光峰位置变化影响；二是浮游植物红光和近红外波段高反射率的影响。     

叶绿素荧光量子产量的MODIS遥感算法

从荧光量子产量的原理出发,利用 MODIS 卫星数据建立了一种估算量子产量的算法--φ算法.通过 2006 年 3 月 23 日渤海和北黄海的 MODIS 数据计算了荧光量子产量,并与叶绿素荧光效率(cFE)产品进行了比较.结果表明,φ算法是一种更精确的荧光量子产量的估算算法,它有效地避免了 CFE 存在的几个误差来源:包括未考虑浮游植物的"包裹效应"、使用 412nm 的离水辐亮度反演的浮游植物吸收系数以及积分深度过浅.CFE在大部分海域出现负值,还出现了某些高估点;在有效数据范围内,两者存在明显的线性相关关系.φ算法估算的量子产量最高值在0.05左右,这与其它海区测量的值域范围基本一致.除辽东湾东北部和部分近岸水域外,大部分离岸水域在0.001～0.02的范围内.通过对φ算法的误差来源分析,认为发展一种新的反演 678nm 比吸收系数和平均吸收系数的波段比值算法是可行的,也是改进φ算法精度的有效方法.     

小球藻内叶绿素a荧光特征的研究

由于叶绿素a外环境极性的不同,其荧光行为有很大的改变。通过小球藻体内叶绿素荧光光谱特性的研究,发现其体内叶绿素的激发波长有在丙酮溶剂中的相同,均为430 nm,但发射波长为680 nm,红移了13 nm。利用小球藻的叶绿素荧光强度进行水体中叶绿素a的定量检测,在浓度为1~100μg/L的浓度范围内,相对荧光强度与叶绿素浓度有很好的相关性,线性方程为y=0.5338x+1.8515,线性相关系数R2为0.9974。     

用荧光原位杂交(FISH)技术鉴定赤潮甲藻的研究

探索了用荧光原位杂交（Fluorescence In Situ Hybridization,FISH）技术检测赤潮藻的可行性。用FISH技术鉴定了2株已知的赤潮甲藻——东海原甲藻（Prorocentrum donghaiense）和塔马亚历山大藻（Alexandrium tamarense）。荧光标记的DNA探针是东海原甲藻的核糖体转录单元内间隔区（ITS）序列。研究结果如下：（1）在荧光显微镜下观察与荧光探针杂交后的东海原甲藻细胞,在细胞顶端可见绿色的荧光,而作为对照的塔马亚历山大藻在与标记的探针杂交后没有产生绿色荧光,说明探针只与目标株东海原甲藻反应,不与对照组反应,表明根据ITS序列设计的探针是高度特异的;（2）材料固定后,经蓝光激发,均未产生细胞内源的叶绿素和甲藻素等色素荧光干扰杂交信号的现象,说明固定材料的方法正确。以上的结果表明,FISH技术在鉴定赤潮微藻方面具有其它技术无法比拟的优越性：准确、快速、简单,将其应用到现场定性、定量检测赤潮微藻方面将具有很大的潜力。     

基于悬链线纳米粒子超构表面的线偏振光SPPs定向激发

表面等离激元(Surface plasmon polaritons, SPPs)定向激发是片上集成光子系统研发的基础,利用悬链线超构表面来实现SPPs的定向激发调控是近年来的热点和前沿领域,但现有研究多针对圆偏振光,线偏振光SPPs的定向激发相对较少。本文设计了一个基于悬链线纳米粒子的超构表面来实现线偏振光SPPs定向激发。采用时域有限差分法计算了x偏振光入射下的光谱消光比曲线和电场分布,根据多级散射理论和惠更斯-菲涅尔原理解释了定向激发的物理机制。仿真结果显示,悬链线纳米粒子超构表面对线偏振SPPs的定向调控是有效的,峰值消光比可达27 dB(对应入射波长820 nm),10 dB以上带宽约为47 nm (798 nm～845 nm),该结果有助于悬链线多功能器件的研究与开发。     

海洋微藻产生的不同粒级溶解有机物质的三维荧光光谱

通过过滤(0.7μm)和切向超滤(100kDa、10kDa、1kDa)技术将实验室内培养的赤潮异弯藻和中肋骨条藻藻液分离成100kDa-0.7μm、10～100kDa、1～10kDa的胶体浓缩液和＜1kDa的超滤液,利用激发-发射矩阵荧光光谱技术测定了不同粒级溶液中有机物的荧光性质,分析了三维荧光光谱图中的荧光峰位置、数量及荧光强度的变化情况.结果表明,两种微藻产生的类腐殖质荧光物质主要是＜1kDa的小分子物质.赤潮异湾藻产生的类蛋白荧光物质中,15%是100kDa-0.7μm的大胶体,8%是10～100kDa的中胶体,而大部分是＜1kDa的小分子物质.赤潮异弯藻各级超滤截留液的类蛋白荧光峰的发射波长与过滤液相比,发生蓝移,而超滤液的则发生红移,表明赤潮异湾藻产生的类蛋白荧光物质随着粒径的增大极性减弱.     

基于utuLinux嵌入式系统的X荧光分析软件研制

研制了以ARM-Linux嵌入式系统为数据处理中心,基于QTE平台的嵌入式linux下X荧光分析软件软件。该软件可以对元素谱数据进行文件管理、能量刻度、峰面积计算、谱线光滑、自动寻峰、元素的定性和定量分析等。应用该软件可方便的对核谱线数据分析与处理,从而确定元素的种类及含量。     

基于线结构光的空调四通换向阀高度测量

为提高空调四通换向阀高度测量的精确度以及加工焊接的效率,提出一种基于线结构光的四通换向阀高度测量方法。通过计算机视觉技术搭配线型结构光获取四通阀的表面形貌特征,基于结构光三维测量原理得到被测工件表面各点的实际位置坐标,从而实现四通换向阀的高度测量。实验研究表明,线结构光法测量结果稳定,并能得到较高的精确度,所得高度的误差小于0.5 mm,满足零件的加工要求。该方法可完成物体表面轮廓的三维重建,克服单目视觉测量过程中丢失被测件深度信息的缺点;并能实现四通换向阀生产线上工件的自动化检测加工,因而避免传统人工测量引起的低效、易疲劳等问题。     

基于线阵CCD钢板表面缺陷在线检测系统的研究

为了全面科学地评估钢板表面质量,有效地控制生产流程,设计了一套智能无损检测系统来实现对钢板表面缺陷的在线检测。基于模块化设计思想,检测系统由新型LED光源、明暗域结合成像光学系统、高速高分辨率线阵CCD传感器件、FPGA嵌入式处理系统和友好的人机接口组成。检测钢板宽度最大为1800mm,运行速度不大于1.5ms,振动幅度小于1mm,要求所达到的横纵向检测分辨率为0.8mm×0.8mm,缺陷尺寸检测误差不大于1mm。系统对钢板表面的气泡、夹杂、结疤、划伤和压痕等主要缺陷进行无损检测,能够实现缺陷自动分类,对缺陷数据自动存档、屏幕显示、打印、存储和报警功能。样机系统在硬件和软件上易于升级,并可扩展到其他相关领域。