使用光电仪器测量紫外光谱

以紫外产生材料和测量紫外谱为目的,提出以原子材料为基础产生紫外光谱,采用光电仪器测量紫外光谱的方法,这在研究和对抗紫外制导方面具有重要的研究和实用价值.     

基于LabVIEW的紫外ICCD相对光谱响应测试

针对传统测试方法自动化程度低、操作复杂的不足,设计了一套基于虚拟仪器的全自动紫外ICCD相对光谱响应测试系统。该系统以高灵敏度的科研级光谱仪QE65000作为参考探测器,以LabVIEW为软件开发平台,将紫外ICCD图像采集、QE65000数据采集、单色仪控制、位移台控制、试验结果记录和处理等功能融为一体,实现了基于直接比较法的215~400nm光谱范围的紫外ICCD相对光谱响应的全自动化测量,测量最大不确定度为5.45%。利用该系统对国内、国外ICCD进行了对比测试,为紫外ICCD探测器的甄选、参数性能评价提供了重要参考,也为国内ICCD的改进优化提供了指导。实验证明,该测试系统操作简单、运行稳定、自动化程度高,极大地提高了测试效率。     

利用动态图象高速微机采集系统对真空电弧电子密度分布的测试

根据对真空电弧等离子体辐射光谱的分析，并结合动态图象高速微机采集系统感光单元光谱的选择特性，得出该系统对真空电弧光谱辐射测量值反映是电子密度，而不是电子温度分布，并给出了测试结果。     

高氯离子水中化学需氧量检测系统的研究

阐述了利用紫外分光光度法测量化学需氧量（COD）检测系统的研究方案,给出了利用光路设计与电子技术结合的研究方法。系统由光学系统、硬件电路、软件测量3部分组成。系统光路的设计使用了平面衍射光栅,狭缝等光学元件从而提高了光信号稳定性。电路系统选用高精度、低静态电流运放OPA2335,提高了微弱光信号的转换精度和响应速度。软件系统利用氯离子与COD的标定曲线排除氯离子对COD测量的干扰,最终能够实现在氯离子含量较高的水样中测量COD值。通过对COD标准溶液和加入氯离子的COD标准溶液的测量实验,及与HACH-DR6000分光光度计对实际水样检测的对比实验和稳定性实验,系统最大引用误差为2.84%,证明系统可以用于在高氯水中对COD进行实时检测。     

可见分光光度计及化学需氧量检测系统的研究

阐述了可见分光光度计在化学需氧量（COD）检测方向的研究方案,给出了可见分光光度计光路和电路两部分的研究方法。仪器光路采用了对称切尔尼特纳分光结构,并采用全息平面衍射闪耀光栅作为分光元件,使得检测光在光谱能量和光谱分辨率上都得到了提高。电路方面采用高速度高精度对数放大器log114,使得电路检测精度和响应速度得到了提高。通过对COD标准液的标定测量,并与HACH DR61000紫外可见分光光度计进行对比,证明仪器在COD检测方面的系统性能和准确性稳定可靠。     

紫外成像仪光谱传递函数对绝缘子电晕放电检测的影响研究

高压电晕放电损耗能量与日盲紫外相机测得的光能之间存在关联，并且日盲紫外相机测得的光能受到一些辐射参数（距离、大气条件和电测试条件等）的影响。此外，日盲紫外相机的光谱带宽也会对光能的测量造成影响。为克服相机输出的局限性，并准确测量相机的的光谱传递函数，本文首先对采用日盲紫外相机进行高压绝缘子进行局部放电检测的原理进行了介绍，随后对光谱传递函数展开了仿真与试验研究，最终得出高压电晕放电能量与日盲紫外相机测得的光能之间的关系, 研究结果表明利用紫外成像技术检测设备电晕放电具有一定意义。     

高压放电紫外检测系统及故障定位的研究

针对高压设备电晕放电和故障点定位的问题,设计了一种基于紫外电晕技术的高压放电检测系统,介绍了系统的主要设备及功能。同时,研究出一套基于滤光片切换的单通道滤光成像法,通过该套方法可使紫外与可见光两种光谱分别经过系统光路,完成最后的图像采集与融合,在单通道光路结构下达到电晕定位的目的。通过成像实验,证明该方法的可行性。     

紫外可见双光路电晕放电检测系统的研制及实现

为了实现紫外光和可见光对电力设备的电晕放电情况进行复合图像检测,提出了采用双光路结构的光信号处理方法.设计并研制了基于可见反射式光路结构的紫外可见双光路电晕放电检测系统.该系统解决了紫外光成像与可见光成像能量差异大导致图像配准困难的问题.试验结果表明,该系统能实现电力设备电晕放电情况的准确探测及定位.     

基于紫外检测的开关柜电弧在线检测装置

研制了一种基于紫外法的开关柜电弧在线检测装置,该装置通过检测柜中电弧中的“日盲”区紫外光,达到对电弧的准确识别,且具有动作时间快、灵敏度高、抗干扰能力强等优点。研究了紫外光功率法的测量原理,给出了系统硬件各部分的组成以及原理,在此基础之上,研究了系统的软件程序设计。该检测装置可单独用于开关柜,也可为各种继电保护设备提供接口,提高了开关柜的技术水平和安全指数。进行了空气间隙放电试验,证明了该装置能够准确检测气体放电的紫外辐射功率,更准确地检测到放电电弧。装置可应用于开关柜电弧检测,能够有效地防止由电弧引起的意外事故的发生。     

电气设备紫外放电检测技术优化

针对紫外脉冲法在放电检测中存在灵敏度不足的问题,选用灵敏度较高的紫外光敏管进行灵敏度研究,设计了紫外脉冲检测系统。分析紫外光敏管驱动电路原理,优化硬件参数,定量研究不同针板数量的局部放电,以提高紫外脉冲法在电晕放电检测中的灵敏度。试验数据显示,优化后的紫外脉冲检测系统紫外脉冲检测的灵敏度和精度得以提高,不仅可用于局部放电的定位与定性分析,还可用于放电检测的定量分析。     

紫外LED与计量技术

紫外LED是一种新型的紫外辐射源,具有小巧便携、环保安全的特点。COVID-19疫情的出现加深了人们对深紫外LED杀菌消毒产品的认知。紫外LED与气体放电灯的光谱分布、照射距离、均匀性、功率水平等方面不同,基于传统紫外辐射源形成的计量测试方法,并不能直接套用于紫外LED的测量。本文介绍了现有紫外辐射测量仪器,分析了其用于紫外LED测量时影响测量结果不确定度的关键因素,给出了从仪器标定方法、标准器选择、积分球涂层选择和荧光评价等方面出发,提高测量结果准确度的方法,并对积分型紫外辐射照度计的改进方向提出了建议。     

太阳光紫外线强度检测技术研究

太阳光紫外线辐射对人体健康有很大影响,因此,及时方便的监测紫外线强度指数对保护人们身体健康有重要意义。本文研究设计了具有校准功能的便携式太阳光紫外强度监测装置,它可实时监测太阳辐射强度并分档显示,该装置采用一种标准的紫外线专用传感器,光电信号经前置放大电路后,智能仪表中的单片机对信号进行数据补偿处理后显示输出。实际测量与本地气象台的测量数据进行了比对,紫外线指数测量数值与后者吻合的很好,能够满足一般的测量要求。     

Hollow optical fibers for ultraviolet and vacuum ultraviolet light

Hollow optical fibers composed of glass capillary tubing with an inner coating of aluminum thin film are fabricated for delivery of ultraviolet and vacuum ultraviolet light. The aluminum film is formed by a chemical vapor deposition method employing a metalorganic aluminum as a precursor. Transmission properties of the aluminum-coated hollow fibers are evaluated with ArF- and F/sub 2/-excimer lasers. Spectroscopy measurement in the vacuum ultraviolet region is also performed.     

基于采样频率自适应的高精度谐波分析软件算法

采样不同步产生的同步误差是造成频谱泄漏和影响谐波分析准确性、检测精度的重要原因。本文提出一种基于采样频率自适应技术的软件算法,通过采样数据计算得到信号较为准确的实际频率,并根据实际频率动态调整采样的时间间隔,实现采样频率的自适应,从而减少同步误差,降低频谱泄漏的影响。该软件算法实现简单,精度较高,对于频率变化较缓慢的电力信号能够明显地提高测量精度。仿真结果验证了算法的特性,给电力系统高精度谐波分析提供了一种有效的方法。     

短光程下差分吸收光谱法测量低浓度污染气体的反演算法

传统差分吸收光谱(differential optical absorption spectroscopy,DOAS)技术对长光程或高浓度烟气污染物可以实现准确、快速和在线测量,但是对于短光程、低浓度污染气体测量却存在较大的浓度反演误差。该文提出了一种新的光谱数据处理方法,并对信噪比较低的实测光谱数据进行了浓度反演。研究结果表明：气体浓度在0~150 mg/m3范围内,新算法的反演精度明显优于传统算法,反演误差都在10%以内;在150~4 000 mg/m3范围内与传统算法相当;超过4 000 mg/m3后新算法的反演误差较大。新算法具有良好的抗烟尘干扰能力,其零点误差较传统算法减小了95%以上。与传统DOAS算法相结合可以获得较宽的动态测量范围。     

低光学厚度下差分吸收光谱技术反演算法研究

差分吸收光谱法(differential optical absorption spectroscopy,DOAS)对大气痕量气体浓度可以实现准确、快速和在线测量。在短光程、低烟气浓度的条件下,该文提出了基于有限冲击响应(finite impulse response,FIR)滤波和蚁群算法的改进DOAS算法,以改善SO2低光学厚度造成的信噪比较低这一情况。算法首先采用FIR滤波算法对光谱进行预处理;之后利用蚁群算法来进行全局寻优求解。通过实验加以验证,在常温常压流动状态条件下,对13.2mg/m3的SO2标准状态气体进行浓度反演。研究结果表明,改进的DOAS算法能较好地消除噪声的影响,提高测量精度,测量误差在10%以内,较传统反演算法有很大提高。     

应变光纤传感器测量数据的实时处理

介绍了如何利用美国ＮＩ公司的ＬａｂＶＩＥＷ软件开发实时处理应变光纤感器测量的数据，这种方法可以通过内插和ＦＦＴ（快速傅立叶变换）基本上实现对应变的实时测量，文章最后给出了一个利用ＬａｂＶＩＥＷ进行处理的程序。     

电波流速仪信号处理技术研究

为了解决水情复杂情况下流速测量的复杂性和准确性问题,设计了一款非接触式电波流速仪.能实现水面流速快速准确的测量.本设计应用雷达传感器接收发送电磁波,计算合成频率差(称为雷达中频信号).通过对雷达中频信号进行硬件滤波和软件数字滤波消除杂波干扰.再由谱估计法提取雷达中频信号频率.最后根据雷达中频信号与水面流速的关系实现对水面流速精确的测量.该设计经过实地测试,仪器运行良好能够准确地测量水面流速.充分证明了系统可行性和稳定性,说明该仪器能够达到设计要求.     

A software sampling frequency adaptive algorithm for reducing spectral leakage

Spectral leakage caused by synchronous error in a nonsynchronous sampling system is an important cause that reduces the accuracy of spectral analysis and harmonic measurement. This paper presents a software sampling frequency adaptive algorithm that can obtain the actual signal frequency more accurately, and then adjusts sampling interval base on the frequency calculated by software algorithm and modifies sampling frequency adaptively. It can reduce synchronous error and impact of spectral leakage; thereby improving the accuracy of spectral analysis and harmonic measurement for power system signal where frequency changes slowly. This algorithm has high precision just like the simulations show, and it can be a practical method in power system harmonic analysis since it can be implemented easily. __________ Translated from Journal of North China Electric Power University, 2005, 32(6): 5–8 (in Chinese)