基于激光在线测量滚筒内颗粒流崩塌角新方法

使用图像法测量崩塌角存在测量标准差大的问题(0.5左右)。为了解决这个问题,采用一种新的基于动态散斑对比度的崩塌角在线测量方法和系统进行了理论分析和实验验证。当激光照射到滚筒内运动的颗粒上,在远场形成动态散斑,利用线阵CCD相机得到散斑随时间变化图像,通过分析散斑图像的对比度计算出颗粒流的速度波动,再找出两次崩塌的间隔时间,最后利用转速乘以间隔时间就可以得到崩塌角。实验中采用粒径为1mm~1.25mm的玻璃珠,分别采用动态散斑法和图像法测量了不同转速下的休止角的数据。结果表明,动态散斑对比度崩塌角在线法时空分辨率高,测得数据的标准差较小、重复性好、数据拟合的确定系数高。这一结果对滚筒内颗粒流的在线测量和科学研究是有帮助的。     

动态光散射颗粒测量区的大小对测量结果的影响

本文采用100nm标准颗粒与过滤的蒸馏水制作不同体积分数的溶液作为测量颗粒样品,对不同测量区大小下测得的颗粒粒径的平均值和方差进行了比较。实验结果表明,当溶液浓度较低时,测量区过小会导致测量值的方差过大;当溶液浓度较高时,测量区过大会导致测量值偏小。     

光脉动法颗粒粒径测量中的消光系数曲线拟合研究

消光系统在光脉动法颗粒粒径测量技术中是一个十分重要的物理量,但现有的消光系数处理方法有许多不完善的地方。本文用分段最小二乘法拟合消光系数曲线,给出相应的分段表达式。该方法简化了消光系统的计算过程,能够满足工程测量的精度要求,有助于光脉动法在线测量的实现。     

库莫洛光学测量颗粒浓度方法的研究

在光学方法测量颗粒浓度时,测量的精度受颗粒粒径和颗粒颜色等因素的影响。为解决这一问题,现将颗粒的浓度、粒径和颜色三个相关联的量统一在一起进行研究,建立包含这三个属性的浑匀液体库莫洛消光散射方程。根据库莫洛前向散射消光方程可以求出受粒径影响的颗粒浓度;给出散射消光系数、吸收消光系数及有效光密度的表达式;解决Beer消光定律在实际应用中受粒径变化、颗粒浓度超限的影响。最后,用较完整的实验证明库莫洛消光散射理论是正确的。     

基于多模光纤的动态光散射粒径测量研究

介绍了一种用多模光纤构造的动态光散射粒径测量实验系统,系统中没有对接收光纤的孔径角加任何限制措施.分别用单分散,多分散和不同浓度的标准聚苯乙烯乳胶球悬浮液检测了该系统的适用性.结果表明,该系统可准确地测量浓度(体积分数)达5%的聚苯乙烯乳胶球溶液中悬浮颗粒的粒径分布.     

气固两相自由射流中颗粒相粒度、浓度和速度测量装置

为对喷嘴出口内径为42mm的气固两相自由射流进行实时测量,研制成一台颗粒粒度、浓度和速度的测量装置。论述了根据Mie散射理论的渡越时间测量技术进行颗粒粒度和平均速度测量的基本原理,对粒径范围在10～105μm氧化铝粉末进行了一系列试验,所得结果进行了分析讨论。     

单颗粒煤粉声悬浮全息测量实验研究

运用数字全息测量技术对声悬浮场中煤粉颗粒的冷态、热态现象进行了实验研究。通过电荷耦合器件(CCD)记录煤粉颗粒的冷热态全息图,应用小波变换对图像进行重建,获得同一煤粉颗粒在不同投影面下的粒径以及空间位置。重点分析了煤粉在CO2激光器照射下,挥发分析出及颗粒破碎现象,挥发分只在竖直方向析出,且主要集中在尖角处。破碎形成的颗粒大小不一,位置比较随机,z轴方向距离较大。通过分析热态时颗粒粒径随时间的变化,获得了颗粒的燃烧速度,同时给出了颗粒z轴位置随时间的变化。实验结果表明数字全息技术可以应用于声悬浮场中煤粉颗粒燃烧时的测量,是研究煤粉燃烧的有力工具。     

库莫洛后向消光理论在测量颗粒粒径中的应用

在光学方法测量颗粒浓度时,测量的精度受颗粒粒径和颗粒颜色的影响.为解决这一问题,将颗粒的浓度、粒径和颜色三个相关联的量统一在一起进行考虑,建立包含这三个属性的浑匀液体库莫洛消光散射方程.本文在库莫洛后向散射方程中归纳出一个称为舒列金函数的系数.舒列金函数由波谱因子与粒谱因子组成.在得到粒谱因子后便可以通过后向散射测定颗粒的粒径.最后,用实验来验证库莫洛方程测量粒径的方法是可行的,精度是可以满足生产要求的.     

单分散尺寸可控的SiO_2胶体微球的制备

采用改进的Stber方法-种子颗粒生长法合成高单分散性、尺寸可控的SiO2微球,该方法克服了Stber方法中SiO2胶体微球成核迅速、对反应条件敏感使最终微球粒径难以控制的缺点,在控制超细颗粒形貌和粒径方面具有显著的优越性。通过精细调制正硅酸乙酯(TEOS)、氨水和去离子水的浓度,探索了在最优条件下制备单分散度较高的SiO2微球的工艺技术,制备出23.4～471.3 nm不同尺寸的SiO2微球。结果表明,SiO2颗粒越小,其形貌越不规则;SiO2颗粒越大,其表面越光滑,单分散性越好。     

高斯光束照射下微米颗粒的后向散射测量与分析

提出一种高斯光束照射下颗粒后向散射光信号的测试方法,对悬浮于流体中不同粒径的玻璃微珠进行了测量,并对测得的脉冲波形进行分析。结果发现,采集的波形基本上符合高斯分布,且波形峰值与粒径有较好的线性关系。对不同颗粒数浓度的粒径为19.2μm的标准玻璃微珠的信号波形进行实时采集,得到了浓度与脉冲数的对应关系。研究结果表明,所提出的测试方法可以得到颗粒粒径和浓度信息,有望应用于后续激光放大器的腔内检测。     

Effect of the Measuring Signal Parameters on the Error in Capacitance Measurements of a <Emphasis Type="Italic">p</Emphasis>-<Emphasis Type="Italic">n</Emphasis> Transition and Determining Its Resistance to Radiation

The effect of the measuring signal parameters on the capacitance measurement error of semiconductor diodes is estimated: the form of the distribution function of the results of the measurements and its repeatability and statistical parameters (mean and standard deviation). Methods to reduce the measurement errors are proposed. The parameters of the measuring signal for which the root-mean-square deviation within the sample of the obtained results is minimal are determined. It is shown that the measurement results can have a statistical distribution law different from the Gaussian law. The influence of the measurement error on the recovery of a charge carrier’s distribution is demonstrated. A criterion for determining the level of radiation resistance based on a change in the concentration of charge carriers under the action of a fast neutron flux is proposed.     

土壤重金属镍元素的X射线荧光定量分析

利用XLt793重金属分析仪,在实验室自然大气环境下获取土壤的X射线荧光,通过X射线荧光光谱法定量分析了国家标准土壤样品中Ni元素的含量。实验研究了在最佳实验条件下土壤中Ni的X射线荧光特征分析谱线,测定了Ni元素的直接校准曲线。实验结果表明,Ni元素质量分数在(50～1000)×10-6范围内,元素含量与特征谱线强度之间具有较好的线性关系;元素Ni强度分析测量的相对标准偏差(RSD)为8.60%,利用相同土壤类型进行定量分析的结果与标准值的相对偏差为4.43%;利用定标曲线对不同土壤类型进行定量分析,元素测量浓度与标准值的相对偏差为7.13%。     

高功率密度光纤激光元器件传输特性测试系统

为了提高高功率密度下光纤激光元器件传输特性测量精度,采用基于光纤标准测试方法的双光路测量结构,设计了自动光功率比测量系统。对双光路系统的特点进行了理论分析和实验验证。利用固体微晶片激光器作为光源输出,建立了折射率匹配法传输特性测试仪实验装置,对掺镱双包层光纤的传输损耗特性进行了测量。实验中测得35m长掺镱双包层光纤对1064nm光的插入损耗为2.645dB,测得100组数据对应的标准偏差为0.026dB。并在不同的条件下进行了多次重复实验,重复测量误差不超过0.07dB。这一结果对于提高光纤激光元器件测试精度是有帮助的。     

Grain growth of high Tc YBa2Cu3O7−x

Grain growth during sintering of the polycrystalline high onset temperature superconductor YBa₂Cu₃O_7−x has been examined by measuring grain sizes at various temperatures for different times above 900°C. The grain size distribution is found to be predominately lognormal after some sintering time. The mean grain size increases with both temperature and time. The standard deviation of the grain size distribution increases with temperature, but appears to be independent of time. The grain growth law may have an exponent of five. The grain growth rate may be affected by the grain size of the calcined powder.     

基于相对动态误差的轴承故障特征参数提取北大核心CSCD

轴承故障信号中存在有关故障的异常信息,对维护机械安全有着重大意义。轴承故障信号经小波包分解之后,故障的异常信息主要体现在分解频段的动态误差上,而各个频段的动态误差一般由标准差能量熵和标准差均值来描述。为了凸显轴承故障的区分特征,通过轴承故障尺寸去刻度动态误差,利用相应的轴承故障特征参数提取相对动态误差,是有效的处理方法。基于此思路,本文针对小波包分解后不同频段分量的标准差,计算其能量熵以及均值。然后把对应频段的标准差能量熵和标准差均值相加作为特征参数,在同一尺度下定性分析。同时把轴承信号不同频段的特征参数相加后的数值与轴承故障尺寸相比,通过产生的相对动态误差进行定量分析,最终实现对轴承故障的有效区分。实验结果表明,本文所提方法对轴承故障有很好的区分效果。     

面向特大齿轮的激光跟踪测量精度提升方法

为实现特大齿轮激光跟踪测量精度的提升,采用激光跟踪仪与柔性关节坐标测量臂相结合的测量方式,建立了基于激光跟踪多边测量方法的特大齿轮组合式测量网络。采用柔性关节坐标测量臂蛙跳技术确定激光跟踪仪全局坐标系与柔性关节坐标测量臂坐标系之间的坐标转换关系,实现不同站位下测量臂测量数据的空间配准。引入激光跟踪仪多边测量方法,摒弃其角度测量模块,建立激光跟踪多边测量位置参数标定模型,通过测量冗余数据并对其进行L-M优化迭代,以提高激光跟踪仪的全局控制精度。对建立的组合式测量网络进行仿真实验,分析对比测量数据,组合式测量网络的测量误差平均值为0.007 mm,误差标准差为0.004 mm,相同条件下,使用激光跟踪仪直接测量方法的测量误差平均值为0.044 mm。仿真实验分析表明,该方法显著提升了测量精度,满足了特大齿轮现场齿形测量的要求,具有较好的理论与工程应用价值。     

基于变速扫描技术的大尺寸台阶测量

为了提高大尺寸台阶结构的单边测量精度、缩短测量时间，基于变速扫描技术，并利用傅里叶变换提取法及单边台阶评价算法进行扫描干涉信号的处理，提出并搭建了具有变速扫描功能的白光干涉测量系统。并且利用该系统对标称值为9.9760.028 m的台阶标准样板进行了测量，10次重复性测量结果为9.971 m，标准偏差量为0.007 m，测量时间仅为35 s，远小于常规扫描方法的222 s，大大缩短了测量时间，因此说明了该系统在大尺寸台阶结构测量中，具有较高的精确性与高效性。     

激光测高仪中基于现场可编程门阵列的高精度飞行时间测量

设计了在激光测高系统中基于单芯片现场可编程门阵列(FPGA)的高精度时间间隔测量模块。该模块采用高频计数器实现粗时间测量,差分延时线内插技术完成细时间测量,时间分辨率为300 ps。该芯片同时还集成了时序切割电路、回波脉宽测量和数据传输模块等。在环境温度20℃时对该测量模块进行精度测试,获得标准偏差为94.68 ps,转换成距离为1.42 cm。最后通过地面检测,整个系统在500 km范围内的一般条件下可获得测高精度±50 cm。     

Terahertz Frequency Combs

We review recent work on THz frequency combs generated by femtosecond lasers. An overview about the underlying theory and application examples for the analysis of THz signals are given. Using different optoelectronic detection methods, spatially resolved measurements of frequency, phase, and amplitude of GHz and THz emitters are presented. The measurement setup allows for high-precision measurements of the frequency (accuracy of 9 · 10^{? 14}within a 10 s measurement interval), relative amplitude (standard deviation of the mean 0.1 %) and phase (standard deviation of the mean 0.2°). Moreover, the accuracy and invasiveness of different optoelectronic techniques are compared. The large spectral coverage provided by THz frequency combs is demonstrated by simultaneously measuring signals at 16 GHz and 28 THz.     

基于多测量矢量压缩感知的超分辨荧光显微成像研究

在超分辨荧光显微成像技术中,单分子定位显微方法是被广泛应用的技术之一。根据荧光显微成像原理构造多测量矢量压缩感知模型（Multiple Measurement Vector-Compressed Sensing, MMV-CS）,并采用多重稀疏贝叶斯学习算法进行求解,来实现超分辨荧光图像重建。分析了有效像元大小、荧光分子生成的光子数和背景信号泊松化噪声对重建结果的影响,以及在图像进行分块处理时算法运行时间的分析。模拟和实验计算分析表明,当点扩展函数的标准差在160 nm时,有效像元大小在120、160、200 nm能取得较好的重构效果,而在60 nm时效果较差。探测器收集的光子数越多,重构效果越好,随着背景信号光子数增加时,离得越近的样品结构越不能分辨。在同样的分块处理情况下,MMV-CS比同伦算法(L1-Homotopy, L1-H）和凸优化算法(CVX)分别快一个数量级和三个数量级,因此,在研究三维超分辨荧光显微成像时,MMV-CS算法在运行时间上具有更大的优势。