光学器件光谱透过率反射率实时测量系统的研制

研制了一种用于光学器件光谱透过率反射率实时测量的自动化光谱检测系统,整个系统实现了对光学器件进行透过率、反射率的在线测量,同时还可对光源进行光功率、色度等的自动检测工作。围绕该检测系统的研究背景、硬件组成、软件实现和应用前景展开了全面讨论。该系统的单次测量周期小于0.3s,可测量的光谱范围为200nm～1100nm,测量精度可达0.5%,采样间隔实时可调。     

大气透过率的多点移动测量

考虑大气透射仪的光源不稳定性以及光学准直及大气环境的动态变化均会对其测量精度产生影响,本文在高精度导轨上设计了多点移动大气透过率测量系统,以便提高其大气透过率及消光系数的测量精度。该系统采用可移动测试平台,运用多点移动测量的方式测量大气透过率及消光系数。基于理论比较了多点移动大气透过率测量方法与传统大气透射仪测量方法的测量精度,证明了该系统的测量精度高于传统大气透射仪。将该系统与经过良好校正的Skopograph II型大气透射仪在大气环境模拟舱进行了较长时间的对比验证。结果表明,两套系统具有很好的相关性,91.93%的数据对偏差在10%以内,相关系数达0.985 7。在低能见度条件下,多点移动大气透过率测量系统的测量稳定性优于传统大气透射仪。得到的结果显示:该系统能够满足大气透过率和消光系数测量对准确性、稳定性和一致性的要求。     

基于大气透过率比例校正的目标辐射测量

大气透过率是影响目标辐射测量精度的重要因素,而常规通过MODTRAN等模式计算软件,由大气参数计算大气透过率的误差一般在15％以上,极大地限制了目标辐射测量精度.为此,本文提出利用某一距离的实测大气透过率和模式计算大气透过率之比得到大气过率校正系数来对其它距离的模式计算大气透过率进行比例校正.实验显示,校正后大气透过率的精度优于8.1％,大大提高了目标辐射测量精度.利用中波红外相机和面源黑体开展了目标辐射特性测量实验,结果表明,采用MODTRAN计算大气透过率的辐射测量方法得到的目标辐射反演精度约为20％,而采用本文方法对大气透过率校正后可将反演精度提高到10％以内.     

大口径红外光学系统透过率测量装置

针对大口径红外光学系统的整机透过率测量难题,提出了基于图像灰度的单通道红外透过率测量方法,搭建了大口径红外光学系统整机透过率测量装置。首先,将黑体和靶标按照指定位置关系放置于待测红外光学系统的焦平面处,将红外热像仪放置于待测红外光学系统的入光口,采集被测系统的辐射图像;接着,将黑体放置于红外热像仪前,采集黑体辐射图像;最后,分别计算被测系统辐射图像均值和黑体辐射图像均值,二者比值即为被测系统的透过率。以某型大口径红外光学系统作为被测系统,开展了红外透过率测量实验。实验结果标明：本文方法测量值与设计值的绝对误差为0.85%,对测量结果不确定度进行分析,测量精度约为1.04%,测量方法可行。此方法测量过程简单,为大口径红外光学系统的整机性能评估提供了有效手段。     

中波红外整层大气透过率测量及误差分析

为实现中波红外整层大气透过率的现场测量,提高空间目标红外辐射特性测量精度,研究了基于标准红外自然星的大气透过率测量方法。建立了基于Beer定律和Langley-Plot定标原理的测量实验数学模型,搭建了基于1.2m口径地基光电望远镜的测量实验系统。采用了"准实时单点校正""窗口提取"和"信噪比特性曲线"等方法有效降低了红外探测器非均匀性和自然星弥散成像等问题给测量精度带来的影响。最后,分析了测量实验的理论误差。实验数据显示:空间目标大气层外红外辐射照度测量的最大实际误差为16.28%,中波红外整层大气透过率测量的理论误差为11.75%。结果表明:基于标准红外自然星的大气透过率测量方法测量误差小,实验系统对外场观测任务适应性强,为空间目标红外辐射特性的地基测量提供了新的解决方案。     

超声衰减粒度仪在煤粉粒度测量中的应用

煤粉的粒度分布是影响煤粉所成物质的物理性质。然而对水煤浆煤粉粒度的测定,是个值得探讨的问题。本文介绍了超声衰减粒度仪测量原理,对比了激光粒度仪和超声衰减粒度仪的特点,并且通过实验说明超声衰减粒度仪在煤粉粒度测定中应用的优势。     

红外辐射大气透过率的工程理论计算方法研究

基于目前大气透过率理论计算的现状,综合考虑高度修正、倾斜路程以及气象衰减等因素,建立完整的、并且便于工程应用的大气光谱透过率、平均透过率、积分透过率的理论模型与计算方法,为红外系统的设计与评价提供理论依据。     

用于多波段激光大气透过率测量的太阳辐射计

为了实时测量多个波段激光大气透过率,研制了ISP02型近红外太阳辐射计。详细阐述了该仪器的硬件组成、光学系统设计以及工作流程,并对仪器进行了定标,给出仪器能达到的性能指标。依据建立的基于太阳宽谱直接辐射测量获取激光波段大气透过率的方法,实测得到1.064,1.315,1.54μm大气透过率,将结果与POM02型太阳辐射计采用外推法获取的激光大气透过率进行对比,误差均小于6%,测量的水汽总量与POM02对比,误差均小于7%;然后,将两者外推的3.78μm透过率进行对比,误差均小于5%。秋冬季实测的1.315μm透过率与激光大气传输评估软件对比,误差小于2%。该仪器测量结果可靠、性能稳定,可为同时获取多个波段激光大气透过率提供有效测量手段。     

颗粒尺寸在线测量的光透消光法

提出了用光透消光法（或称全散射法）对颗粒尺寸及其分布进行实时在线测量的方法。并模拟生产现场颗粒状况,用标准粒子作了一系列验证实验,实验结果很好地证实了本方法的有效性。     

三波长消光法测定微粒的粒径及其分布

用洮肖法（Ｌｉｇｈｔ ｅｘｔｉｎｅｃｉｔｏｎ）可以测量颗粒的平均粒径,而用多波长消光法,不仅可以测量颗粒的平均粒径,而且也可以测量颗粒的粒径分布。本文提出,当采用函数限制解法时,仅用３个波长即可求出颗粒的粒径及其粒径分布计算机数值模拟计算处实测结果证实了这种方法的有效性。     

粉料粒度对铜基含油轴承烧结后尺寸的影响

铜基含油轴承是一种自润滑减磨零件。它的特点是使用寿命长、噪音低,适用于精度要求更高,噪音要求更低的各类轻负荷微型电动机及其他机械。不同粒度的铜基粉料烧结的含油轴承外形尺寸有较明显的差异,如果对粒度区间加以严格控制,可使产品外形尺寸一致性得到有效控制,有利于产品合格率的提高。粉料粒度绝非越粗越好。在成份和工艺一定的情况下,粉料粒度越粗,烧结零件的强韧性就越差,同时为减小零件烧结后的收缩问题,在满足零件强度要求的前提下,适当加粗粉料粒度。     

丁腈橡胶在干煤粉条件下磨损研究

煤矿中的采掘机械和运输机械都存在着严重的磨损问题,其中许多情况涉及橡胶材料,而目前国内外对橡胶材料在煤粉条件下的摩擦磨损特性尚缺乏研究,因此有必要对丁腈橡胶在干煤粉条件下的磨料磨损进行研究。用扫描电镜(SEM)观察丁腈橡胶磨损后的表面形貌,发现其磨损机理为磨粒磨损,通过磨损试验发现其磨损率随着法向载荷的增大而增大,随着旋转速度的增大而减小。     

基于光阻法原理的智能微粒检测仪

介绍了光阻法原理检测注射液中的不溶性微粒，设计了光机电一体的智能微粒检测仪，它包括光阻法传感器、取样系统和电子测控系统。通过和美国HIAC粒子计数器比对，测试结果相互吻合。目前该仪器已经应用于注射液中的微粒检测。     

基于光散射原理的尘埃粒子检测仪

介绍了一种自行研制的尘埃粒子检测仪的测量原理和工作系统,该仪器用于检测洁净室中空气的尘埃粒子数和监测洁净度级别。尘埃粒子检测仪基于光散射原理,工作系统主要分为传感器、电路、气路和中央控制四部分。选用了直角散射光学传感器接收信号光,经光电转换和电路处理,可获得环境的尘埃粒子数目和尺寸信息。气路部分中采用了先进的微桥气流质量传感器,能够精确控制气体的采样量,通过单片机反馈控制,进一步提高了仪器的稳定性和精度。试验数据证实了该尘埃粒子检测仪具有市场上同类检测仪器的检测能力。     

颗粒粒度在线测量的多对波长消光法

本文提出一种新的能实现颗粒粒度在线监测的多对波长消光法。理论分析及实验研究证实了这种方法的有效性。     

用线阵CCD测量颗粒尺寸分布的研究

线阵CCD器件的应用已相当广泛，文中介绍了一种以线阵CCD为接受器件的颗粒尺寸分布测量新方法。基于群体粒子的衍射理论，一般采用以环形光电管（SSPD）为接受器件、以矩阵迭代为反演手段的测量方法；而我们采用了以线阵CCD为接受器件、以shifrin变换为反演手段的新方法，线阵CCD能在小的衔射角范围内获取大量的数据，这为我们反演的准确和测量精度的提高提供了有力的保障。对几微米以上的实际样品测试实验表明：与目前以SSPD为接受器件的测量方法相比，峰值粒径测量的精度有所提高，其相对误差在3％左右，且该法仅需要很少的预知信息，此外测量的结果更为详细。     

Influence of Particle Size Distribution,Moisture Content,and Particle Shape on the Flow Properties of Bulk Solids

Abstract

There has been a great deal of research on characterising bulk solids. However, some of the characteristics, particularly the time‐dependent and random changes of properties, still remain insufficiently understood. The focus of this article is to study the influence of particle size, size distribution, moisture content, and particle shape on the unconfined yield strength of bulk solids. We present some interesting results about the influence of the particle size distribution on the unconfined yield strength of a bulk solid and a new method for determining the influence of particle shape on the unconfined yield strength of a bulk solid, which was made possible by the design and use of a novel attritor.     

消光法测量微粒尺寸的测量下限的研究

根据Ｍｉｅ光散射理论,本文详细讨论了用可见光波段的光透消光法（Ｌｉｇｈｔｅｘｔｉｎｃｔｉｏｎ）测量微粒尺寸的测粒下限。分析及计算表明,采用合适的最优化计算方法,光透消光法可用于测量亚微米级及以下的超细颗粒。文中给出了数值模拟计算结果及实测结果。