高分辨宽光谱微型拉曼光谱仪的设计

为了同时满足光谱分辨率、光谱范围、探测器(CCD)上光谱信号覆盖区域要求,提出一种基于Czerny-Turner(CT)结构拉曼光谱仪的综合设计方法,通过Zemax软件采用逐步手动调节光栅倾斜,自动优化聚焦镜、柱面镜以及CCD间倾角和距离的方式,设计出全波段光谱分辨率优于4cm-1,光谱波数范围为80~3 967cm~(-1),光学结构尺寸为90mm×130mm×40mm的微型拉曼光谱仪。     

KPCA-聚类分析法快速鉴别降糖药

对不同种类的降糖药片进行其拉曼光谱的核主成分分析(KPCA)-聚类分析,实现快速、简便的鉴别。KPCA可以有效地避免主成分分析(PCA)只能处理线性问题和降维效果不明显的弊端。它通过一个非线性变换,首先将原变量空间映射到高维特征空间,然后在这个高维特征空间中进行线性主成分分析。采集得到的药片拉曼光谱的KPCA-聚类分析结果表明,采用KPCA提取特征变量的聚类结果比采用PCA提取特征变量后进行聚类分析的效果好,并且未经刮除表面包膜的降糖药片识别准确率为96.5%,经过刮除表面包膜处理的降糖药片的识别准确率为100%。便携式拉曼光谱仪结合该方法以其检测速度快、准确率高、使用简便、无样品前处理等显著优势,为药品的快速检验技术提供一种新的有效的鉴别手段。     

拉曼光谱的应用及其进展

本文简述了拉曼光谱的原理、特征及其在应用上的优越性。介绍了几种新的拉曼光谱技术及拉曼光谱技术在食品、材料化学、医药等领域的最新研究及应用进展。重点讨论了近年来该技术在食品质量检测、环境保护、细胞和组织的癌变方面的最新进展,并对其应用前景进行了展望。     

拉曼光谱结合深度学习算法的塑料分类的研究

拉曼光谱法能识别塑料制品光谱特征峰,但操作流程繁琐且准确率有待提升,对此提出了基于一维卷积神经网络 (one-dimensional convolution neural network, 1-D CNN) 的塑料制品分类算法,首先建立以聚乙烯 (polyethylene, PE) 、聚丙烯 (polypropylene, PP) 、聚对苯二甲酸乙二醇酯 (polyethylene terephthalate, PET) 和聚苯乙烯 (polystyrene, PS) 为原材料的40种塑料包装样本数据集;然后设计1-D CNN、K近邻 (KNN) 、决策树 (DT) 和支持向量机 (SVM) 4种算法模型进行训练,并在光谱分类流程、模型准确率和鲁棒性等方面进行对比。实验结果表明,1-D CNN在不经过预处理条件下分类准确率达到98.62%,且在60 dB噪声下仍有96.42%的准确率,优于另外3种传统机器学习算法模型。该结果证实,拉曼光谱融合神经网络的多分类方法可提升塑料制品检测性能。     

表面增强拉曼光谱的研究进展

本文从提高表面拉曼光谱检测灵敏度和空间分辨率两个方面的发展叙述表面增强拉曼光谱和针尖增强拉曼光谱的原理、方法、特点以及最新进展。对利用表面增强拉曼光谱和针尖增强拉曼光谱研究金属表面上分子吸附等方面的应用进行总结 ,并对他们的应用前景做了预测     

三种紫苏子的红外光谱分析与鉴定

采用红外光谱三级鉴定法和整体解析法对来源地均为河北的三种紫苏子进行分析研究。结果显示:三种紫苏子样品红外光谱中,都有2927,2854,1745,1160 cm~(-1)附近表征油脂类的主要特征峰以及1655和1535 cm~(-1)附近表征蛋白质的主要特征峰。但三种紫苏子油脂与蛋白质特征峰的相对高度差异较大,说明二者在三种紫苏子中的相对含量不同。二阶导数红外光谱中,出现了1709 cm~(-1)附近属于有机酸类的特征峰;此外,三种紫苏子样品在1720~1530 cm~(-1)、1400~1020 cm~(-1)波段的谱峰有显著差异。二维相关红外光谱中,三种紫苏子样品在1400~1800 cm~(-1)、900~1300 cm~(-1)两个波段主要自动峰位置差异不大,不同之处在于自动峰间的相对强度。运用红外光谱三级鉴定和整体解析法可快速、全面分析鉴定三种紫苏子,为紫苏子种质鉴别和紫苏资源的开发利用提供研究思路和方法。     

采用计算化学方法解析苯和甲苯红外谱图

本研究应用量子计算化学软件Gaussian 03W HF方法中的3-21G基组优化苯和甲苯分子结构,预测苯和甲苯分子的红外光谱。找到苯环振动吸收峰分别是苯红外图中的1658 cm~(-1)与甲苯红外图中的1667 cm~(-1)。与苯和甲苯文献检索红外谱图相对应(特征吸收峰分别是1478和1485 cm~(-1)),符合较好。还找到苯环C-H拉伸振动吸收峰3080cm~(-1)(苯)和3040 cm~(-1)(甲苯)。能够实用于红外法检测环境中苯和甲苯。     

注入锁定腔增强拉曼光谱微量气体检测技术

为了提高微量气体的拉曼散射强度,本文设计并搭建了注入锁定腔增强拉曼光谱微量气体检测平台。半导体激光器(波长为638nm,功率为15mW)输出到由三块高反镜组成的V型增强腔中,结合注入锁定技术,腔内激光强度达到7.5 W,实现了500倍的增强效果。利用该实验平台对微量单一气体及其混合气体进行了拉曼检测,并根据拉曼特征谱峰选取原则及信噪比大于3的原则,确定了H2、CO、CO2、CH4、C2H6、C2H4、C2H2的特征拉曼谱峰分别为4 156,2 143,1 388,2 918,2 955,1 344,1 975cm-1,最小检测极限分别为10.2,21.7,9.4,2.1,8.9,4.9,3.3Pa。腔增强拉曼光谱法可以实现微量同核双原子气体检测及利用单一波长激光的混合气体同时检测,具有替代气体检测传统光谱方法的潜力。     

增益平坦的多波长泵浦宽带拉曼光纤放大器

在分析拉曼光纤放大器(RFA)原理的基础上,采用遗传算法对 5波长后向泵浦拉曼光纤放大器的波长和功率进行了优化设计。实验采用位于5个波长处的7个泵浦激光器和100.8 km的色散位移光纤,实现了带宽为90 nm、开关增益为15.55 dB、增益平坦度为0.87 dB的拉曼放大,其平均有效噪声系数为-3.5 dB,与理论分析结果一致。     

海洋光学微型光纤拉曼光谱仪在三聚氰胺测量中的应用

1928年印度科学家在实验中发现了拉曼散射,经历80多年的发展。这一能用光谱来表征分子或晶体结构组分信息的光谱技术引起了越来越多人们的重视。在此技术上开发的便携式拉曼光谱仪也成为一种重要的检测手段。具备快速,原位,无损,便携等优点海洋光学的拉曼光纤光谱仪在安检,医药,食品安全,珠宝鉴定等领域具有广泛的应用前景。本文着重阐述了拉曼光谱仪在三聚氰胺检测中的应用和实验对比。     

基于ASP的VPDM系统研究

分析了虚拟企业对虚拟产品数据管理（VPDM）的需求，结合ASP模式的先进实施理念，提出了基于ASP模式的VPDM系统概念；分析了VPDM与传统PDM之间的区别；并基于B／W／D三段式结构，阐述了基于ASP模式的VPDM体系结构；最后讨论实现该系统的方法和一些关键技术。     

基于MATLAB仿真的SVPWM技术研究

为了给交流异步电机伺服系统提供必要的设计数据,根据SVPWM的基本原理和实现算法,基于MATLAB/Simulink平台搭建了SVPWM仿真模型,将该模型应用到异步电机的矢量控制系统中进行了仿真。结果表明,SVPWM控制方式提高了整个系统运行的稳定性和可靠性。     

管路液力冲击的解析研究

分析阀门开闭引起管路液力冲击的机理,计算换向阀换向时管路实际压力冲击突变值及换向阀阀芯所受液动力并进行实验验证。     

基于插值法的计量泵流量控制算法研究

针对目前国产计量泵实际流量显示不直观、计量精度低等问题,分别用分段插值、拉格朗日插值、牛顿插值、三次样条插值4种算法,对不同压力下多种型号的计量泵实际流量和频率之间的关系进行了理论研究,并用线性回归分析法对所得计算结果进行了分析。分析结果表明,分段插值算法所得标准误差最小,残差图中的离散性最明显,置信区间最小,更真实的反映了实际流量和频率的关系,可大大提高计量泵的计量精度,适合用作计量泵控制器流量控制算法。     

基于PKI技术的PMI的研究与实现

身份认证和权限管理是网络安全的两个核心内容。研发了一个基于公共密钥基础设施技术的权限管理基础设施系统。提出了一个基于属性证书和条件化的基于角色的访问控制、进行权限管理的权限管理基础设施访问控制模型,提供了属性证书的两种提交方式,即“推”模式和“拉”模式,并在此模型的基础上给出了该系统的实现,最后给出了该系统的一个应用实例。实践证明,该系统提供了一个较好的解决方案和实现,基本上能够满足大型应用(上百万用户)的用户需求。     

电火花成形机床微细加工相关探索

首先简要介绍了电火花微细加工目前的发展状况。并概括地分析了商品电火花成形机用于微细加工所具有的一些特殊优势。最后通过微轴的加工实例来证实其进行实用微细加工的可行性。     

基于合作博弈的再制造产品回收差别化定价研究

运用博弈论的思想研究了再制造的产品回收定价问题,建立了质量不同的回收产品差别化定价的数学模型,对合作博弈下不同质量回收产品的最优价格进行了求解,并对该模型进行了实例验证。结果表明最优回收价格下系统的总体利润最大。     

基于PartMaker的车铣复合加工技术

车铣复合加工在现代数控加工技术中,发挥着日益重要的作用。针对典型结构件,研究了基于PartMaker的车铣复合加工技术。以典型的轴类零件为例,首先,选择加工机床,进行工艺设计;然后,利用PartMaker软件,编制数控程序并进行后置处理,生成机床加工程序,利用VERICUT软件构建了加工仿真模型,并对机床程序进行了仿真加工;最后,通过实际加工得到了合格的零件,验证了加工方法的可行性。     

基于时间序列电流偏差因子的电源-电弧系统稳定性研究

运用偏微分近似理论,在考虑焊接外电路动态全负载情况下,对电源-电弧系统稳定性进行了模型刻画,得出系统稳定系数的数学解析式,依此定性并量化分析了系统稳定性的基本条件和最优条件。在此基础上,采用电流偏差相对转换方法,获得了动态电流偏差因子的时间序列解析表达式,进而通过偏差衰减时间方式来量化分析系统的稳定性。实验的电压与电流波形分析结果与动态电流偏差因子量化结果一致。     

基于仿生学的跟踪机械云台研究

由于传统云台已经无法满足跟踪移动目标的快速、精确、尺寸和实时性的要求,提出了一个具有三个自由度、能模拟眼睛转动的新型仿生机械云台系统。详细描述了该机械云台控制系统的各硬件组成部分、相应功能及其相互间的接口,并叙述了软件设计过程。