飞秒脉冲光谱测量对时域波形重建的影响

利用光谱相位还原直接电场重建法对飞秒脉冲激光时域波形进行重建,分析了光谱测量波长示值误差和光谱辐照度示值误差对于飞秒脉冲光谱测量的影响。使用低压汞灯对光谱仪波长校准,根据校准结果,对测量光谱蓝移和红移,通过数值模拟研究波长示值误差对重建脉冲波形的影响;利用光谱辐射照度标准装置对光谱仪光谱辐照度校准,通过增加白噪声模拟分析和各种常用反射片实验测量研究光谱辐照度示值误差对重建脉冲波形的影响。结果表明,光谱测量波长示值误差和光谱辐照度示值误差对于飞秒脉冲光谱测量的相对标准差在1%之内。     

液相色谱仪检定中254nm波长的认识误区

正在JJG705-2014《液相色谱仪检定规程》中,针对紫外检测器或二极管阵列检测器,均采用254nm波长来检验仪器的噪声、漂移、检出限和重复性等计量性能指标。至于为什么采用254nm作为检测波长,很多计量工作者都会认为是基于检出限和重复性实验中所用的萘/甲醇溶液的吸收波长是254nm。因为根据液相色谱仪的分析原则,一般采用被测样品的吸收峰作为检测波长,以得到最佳的     

双光束光电二极管阵列检测器的设计

由于普通光电二极管阵列检测器无法克服光源波动造成的影响,故设计开发了一种双光束光电二极管阵列检测器。该检测器采用光导纤维束将光源发出的光分成两束,在斩光器的调制下分时射入样品吸收池和参比吸收池。透射出的光信号通过光导纤维束射到狭缝上,被凹面光栅分光成像于光电二极管阵列上。在斩光器和后续电路的配合下,实现了在同一个光电二极管阵列上信号光光谱、参考光光谱和暗电流的分时测量。由于采用参考光光谱和光电二极管阵列暗电流对信号光谱进行实时补偿,可以使基线短期噪声降低为1×10-5AU,漂移降低为1×10-4AU/h。     

变温润滑油涡轮流量计修正技术研究

为研究以变温航空润滑油为工作介质的涡轮流量计仪表系数修正方法,利用变温航空润滑油流量标准装置对4支涡轮流量计在多个温度点下进行了校准试验,通过双指数衰减函数对校准结果进行拟合修正。结果表明,各温度点和流量点涡轮流量计仪表系数与校准结果误差小于1%,修正方法具有较好的通用性。     

圆柱齿轮流量计变压修正方法研究

为研究液压油介质的圆柱齿轮流量计在变压工况下仪表系数修正方法,利用变压体积管流量标准装置对齿轮流量计在多个压力点下进行了校准试验,通过解耦曲线拟合和二元曲面拟合两种方法对校准结果进行了拟合计算。经两种方法拟合计算,各工况下齿轮流量计仪表系数与校准结果误差均小于0. 4%,证明两种拟合修正方法的有效性。     

基于曲面拟合的圆柱齿轮流量计变温修正方法研究

为研究以变温液压油为工作介质的圆柱齿轮流量计仪表系数修正方法,利用体积管蓝油流量标准装置对圆柱齿轮流量计在多个温度点下进行了校准试验,通过二元二次函数对校准结果进行了曲面拟合计算。经拟合计算,各温度点和流量点齿轮流量计仪表系数与校准结果误差小于0.3%,证明该拟合方法简单有效。     

紫外-可见光检测器波长准确度的几种检测方法

通常意义上的可变波长紫外-可见光检测器就是装有流通池的紫外-可见分光光度计。为避免波长误差对仪器测量准确度和灵敏度的影响，现有的紫外-可见光检测器大多性能完备，具有完善的自动波长校准功能。现代液相色谱仪一般校正(0-656)nm的波长。首先使用零级     

涡轮流量计变粘度流量计算与校准方法研究

为探索涡轮流量计在变粘度工况下的流量计算和校准方法,研究中利用变温航空润滑油流量标准装置对10支涡轮流量计在多个粘度点下进行校准试验,对各粘度下流量计仪表系数进行数据分析。以涡轮流量计理论模型为基础,提出以双指数衰减函数对仪表系数进行拟合计算的方法,各流量计拟合曲线的r2值都优于0.99,且各粘度点流量测量结果误差都小于1%。研究中进一步提出通过关键点雷诺数确定流量选点的校准方法,关键点拟合结果与全数据拟合结果两者差别基本都小于±0.33%。建议对变粘度工况涡轮流量计流量计算和校准方法进行深入试验研究,进一步验证上述方法可行性。     

基于紫外/可见光谱技术的李子硬度无损检测

目的探究采用紫外/可见光谱技术结合化学计量学预测李子硬度的可行性。方法以“红”李子和“青”李子为研究对象,采用光谱采集系统获取李子样本的平均光谱;采用标准正态变换对原始光谱数据进行预处理,并利用连续投影算法(SPA)和竞争性自适应重加权算法(CARS)从全光谱的1024个波长中分别提取2个(513.04 nm和636.72 nm)和10个(230.01,244.67,274.71,287.66,290.90,300.59,311.78,423.08,515.39,631.31 nm)特征波长;分别建立基于全光谱和提取的特征波长预测李子硬度的误差反向传播(BP)网络模型。结果将采用SPA和CARS特征波长选择方法提取的特征变量作为BP网络输入,明显提升了BP网络模型的运行效率,且SPA-BP网络模型具有相对较好的李子硬度预测能力(rp=0.695,预测样本集均方根误差为1.610 kg/cm2)。结论采用紫外/可见光谱技术结合特征波长提取方法可实现李子硬度的快速无损检测。     

光谱共焦传感器多参数高准确度校准

针对高准确度光谱共焦传感器缺乏相应校准装置及方法的问题,提出了一种基于激光干涉测量的校准方法,并研制了相应的校准装置。一方面,提出了一种波长倍数间隔测量法,通过位移反馈控制将位移间隔设置为激光波长的整数倍,以减小激光干涉仪非线性误差对测量的影响;另一方面,提出了测点修正算法,消除了受检点处位移标准值因校准装置定位准确度限制不重合对测量的影响。实验结果表明：在0～100μm的测量范围内,示值误差为±23 nm,重复性为5 nm,示值误差测量结果的扩展不确定度U₂=7.0 nm(k=2)。构建的校准装置在0～50 mm的测量范围内的示值误差测量结果不确定度为U₁=3.0 nm+2×10^-7L(k=2)。     

基于太赫兹频域光谱技术测定吡虫啉的浓度

目的:测定吡虫啉的特征吸收峰以及检测不同浓度的吡虫啉。方法:采用太赫兹频域光谱测定吡虫啉的特征吸收峰。采用太赫兹频域光谱技术和偏最小二乘回归算法检测吡虫啉的浓度。结果:吡虫啉在0.88 THz处存在特征吸收峰,吸收峰的吸光度随着浓度的增加而增加。不同浓度吡虫啉的偏最小二乘回归模型具有较高的相关系数、较低的校准均方根误差、较低的交叉验证均方根误差和较低的预测均方根误差。结论:太赫兹频域光谱结合化学计量学方法可以检测吡虫啉的浓度。     

多波长测量技术

给出了3种多波长测量技术的应用实例,采用多波长二极管激光器干涉仪测量表面轮廓,3个二极管激光器分别发射780nm、823nm和825nm3种近红外光波,可以得到2个近似15μm和29μm的合成波长,激光二极管的注入电流用1MHz左右的3种不同频率调制,以获得干涉仪的相位调制,这3个干涉信号用1个光电检测器和锁相放大器检测,采用同样的干涉仪,仅用2种波长进行了圆度偏差测量,论述了相移干涉测量技术,其试件的长度表示为光源波长的倍数,如果只使用1种波长,则要求确切知道整数干涉级;而使用多种波长,如532nm、633nm和780nm时,可得到几个独立的长度,此时整数衍射级不同,可以通过“精确小数法”计算得到,PTB精密干涉仪长度测量不确定度很小,其单值性范围约0.6mm,因此其近似的长度估算足以满足超精密长度测量的要求。     

一种光谱型椭偏仪的校准方法

针对光谱型椭偏仪校准结果受测量模型影响大的问题进行研究,提出一种不受测量模型影响的校准方法,即通过校准椭偏角实现光谱型椭偏仪的校准。依据椭偏仪测量原理,通过仿真分析确定实现较大范围内椭偏角校准所需标准样片的薄膜厚度量值,并采用半导体热氧化工艺制备出性能稳定的膜厚标准样片。使用标准样片对型号为M-2000XF的光谱型椭偏仪的椭偏角进行校准,样片厚度为2,50,500 nm对应的椭偏角偏差分别在±0.6°,±1.5°,±2°以内,该偏差对薄膜厚度的影响不超过±0.5 nm。经实验表明:该方法不受椭偏仪测量模型的影响,可有效解决光谱型椭偏仪的校准问题。     

基于反馈式多光谱成像的纱线颜色测量研究

基于反馈式多光谱成像方法对纱线颜色测量进行了研究。首先建立8通道多光谱成像系统,窄带滤光片由8种不同波长的干涉滤光片组成;然后选择阈值对纱线和背景进行分割,纱线目标信息所占的比例增大可获得最优的分割阈值;最后反馈式非线性求解光谱反射比。实验仿真结果表明:该方法在CIEDE2000色差、均方根误差评价指标方面均优于其他方法。     

一种基于宽度学习的高精度光谱重建方法

目的 研究一种更有效的光谱重建方法,以提升光谱重建的精度。方法 文中提出一种基于宽度学习的光谱重建方法,以包含1 269个色块的孟塞尔亚光数据集和包含289个色块的Agfa IT8.2数据集为实验样本,利用商用彩色数码相机的模拟系统对所提方法进行验证,以光谱均方根误差、光谱拟合优度系数和2种色差公式为算法评价指标,并与现有的光谱重建方法进行了对比。结果 实验结果表明,该方法可实现的平均均方根误差低至0.4%,平均光谱拟合优度系数达到99.9%,平均色差低至0.147和0.112,光谱精度和色度精度都明显优于其他2种方法。结论 基于宽度学习的光谱重建算法可以有效地提高光谱重建的精度,能够实现更高精度的光谱颜色表征和再现的要求。     

荧光量子效率绝对法测量系统校准及不确定度评定

荧光量子效率是发射与吸收的光子数之比,是表征荧光材料发光性能的关键参数。然而,用于绝对法测量荧光量子效率的光路和探测器未经校准溯源或是校准方法不当,会造成测量光谱的不准确,进一步影响荧光量子效率计算结果的不准确。采用汞氩灯对单色仪进行校准,保证了激发波长和发射波长的准确性,利用标准辐射源对光路、发射单元单色仪和探测器进行光谱相对强度校准,保证了激发波段和发射波段光谱相对强度的准确性;最后从测量模型出发,对测量不确定度进行了分析,得到在300~360nm的激发光波段和370~900nm的发射光波段内相对合成标准不确定度为3.58%,相对扩展不确定度为7.16%,k=2。通过对单色仪波长校准以及对光谱相对强度进行校准,为荧光量子效率的准确测量提供了参考。     

液相色谱法测定化妆品中多种防腐剂

建立了用高效液相色谱二极管阵列检测器测定化妆品中4种尼泊金酯类和卡松的方法。样品用甲醇超声提取,高速离心、过滤,注入高效液相色谱仪,在254/280nm双波长进行分析保留时间作定性,外标法定量。该方法准回收率为92～110%,精密度高,操作简单,分离效果好。     

基于机器学习算法的超声流量计在线校准方法研究

为保证超声流量计使用中流量测量的准确度,基于机器学习算法建立超声流量计在线检验模型,研究超声流量计在线校准方法。首先,获取超声流量计的全部工作数据,得到信号指标、流态指标以及计量性能数据,对数据处理得到流量偏差预测模型的输入特征集;其次,分别基于随机森林以及BP神经网络算法建立流量误差预测模型,对使用中超声流量计的流量误差进行预测。选取五个不同的流量点,对两种模型进行验证分析,结果表明：对于两种模型,流量误差预测值与真实值间偏差的绝对值分别在0.15%以内以及0.19%以内;最后,对随机森林以及BP神经网络流量误差预测模型的性能进行分析,模型预测结果的均方根误差在分别在0.028%以内及0.089%以内。     

光栅单色仪的波长标定实验研究

采用具有线光谱的氖灯和汞灯的谱线为波长标准,研究精密双光栅单色仪的波长特性.进行了波长标定、重复性和稳定性实验,重复性为0.005 nm,稳定性为0.035 nm.给出了相同缝宽设置下波长标定的不确定度评定.实验结果表明,被标定单色仪的波长修正值与波长基本上呈线性关系,并由此确定线性拟合方程.发现单色仪波长误差与狭缝宽度设置有关,对精密测量有不可忽略的影响.     

齿轮流量计变温变压修正方法研究

为研究液压系统内齿轮流量计在工况条件下仪表系数的变化情况,利用变温变压流量标准装置对齿轮流量计在多个温度、压力、流量点下进行了校准实验。通过解耦曲线拟合和二元曲面拟合,对校准数据进行拟合计算,拟合误差小于0.5%,证明了修正方法的有效性。