光纤法珀传感器及其在桥梁应变监测中的应用

应变是反映桥梁健康状况的重要参数,将光纤法珀传感器埋入混凝土结构内部,作为桥梁应变的智能传感元件,它与光开关、光纤应变解调仪、计算机等组成应变测量系统,可以实现桥梁应变自动监测。目前,该系统已经安装在重庆大佛寺长江大桥上,监测数据表明光纤法珀传感器的稳定性和可靠性好,能够用于大桥应变的长期监测。     

实现激光等离子体X射线诊断的椭圆弯晶谱仪研究

按照布拉格衍射的基本原理,利用从一个焦点发出的光线经过椭圆面反射后汇聚于另一个焦点的特点,研制了双通道椭圆弯晶谱仪,分析出其测量的波长范围为0.2nm至2nm,布拉格角的覆盖范围是30°至67.5°。并阐明弯晶分析器的制作过程。在＂星光-Ⅱ＂激光装置上对分别使用LiF、PET、KAP和Mica四种弯晶分析器的双通道椭圆弯晶谱仪进行激光打靶实验,得到了铝、钛和金激光等离子体X射线的发射谱。     

激光等离子体X射线椭圆弯晶谱仪的设计

为了诊断0．2～2nm的激光等离子体X射线．研制了一种新型的基于时间分辨和空间分辨的聚焦型椭圆弯晶谱仪．采用两个完全相同且对称分布的通道可以同时获得谱线的空间和时间分辨率。给出了弯品谱仪的设计参数，采用了新颖的瞄准对中技术．并对光源偏离椭圆轴线造成的误差进行了分析。在“神光Ⅱ”靶室上进行打靶实验对该谱仪进行标定，利用X射线CCD相机成功地获取了谱线的图像．实验结果表明实测谱线波长与理论值吻合。     

全站仪与计算机的数据通讯

介绍了利用超级终端、接口程序、成图软件等进行全站仪与计算机数据通讯的几种方法,并对各种方法的应用条件进行了简要说明,在对比几种方法后,简单介绍了在线控制的概念及方法,实验表明,全站仪与计算机之间的数据通讯可以通过几种方式来实现,用微机对全站仪进行远程控制也是可行的。     

镶嵌晶体模型在计算KAP积分反射率中的应用

为了提高0．2～2nm软X-射线的空间分辨率,用晶格常数在纳米量级的LiF、PET、Mica和酞酸钾(KAP)四种晶体代替衍射光栅作色散元件。根据镶嵌晶体模型理论和量子散射理论,计算了KAP的积分反射率,计算结果表明KAP的积分反射率与波长有关,在0．61～2．23nm软X-射线范围内,KAP的积分反射率先随波长变长而降低,后随波长变长而升高,在1．83nm处的积分反射率最低,而能量分辨率在0．61～2．23nm软X-射线范围内一直随波长变长而降低。     

用于测量激光等离子体X射线的椭圆弯晶谱仪

研制了一种椭圆弯晶谱仪用于测量0.44～0.81 nm激光等离子体X射线光谱.该谱仪采用X射线CCD作探测器,用PET(2d＝0.874 nm)晶体作色散和聚焦元件,将晶体弯曲并粘贴在离心率和焦距分别为0.9586和1350 mm的椭圆形不锈钢基底上.对该谱仪在"星光Ⅱ"激光装置上进行了打靶实验,实验结果表明其光谱分辨率接近1000.     

双通道椭圆弯晶谱仪的光学设计

根据椭圆几何光学和X射线晶体的布拉格衍射原理,进行了弯晶谱仪的光学设计.设计的椭圆离心率和焦距分别是0.958 6 mm和1 350 mm,椭圆的弧长是125.64 mm,光路的光程为1 443.30 mm;布拉格衍射角为30～67.5°,谱线探测角为55.4～134°;柱面镜的掠入射角为3.7°,半径为10 127 mm;谱线探测器的阴极面中心到狭缝的距离是35 mm.利用LiF、PET、MiCa和KAP晶体作色散元件,测量的波长范围是0.20～2.46 nm,晶体的尺寸是125 mm×8 mm×0.2mm.此外,将两个弯晶进行上下对称交叉和前后错开布置,减小了谱仪的尺寸和减轻了它的重量.     

软X射线椭圆晶体谱仪的研制

为了测量激光等离子体软X射线的空间和时间分辨光谱,研制了一种新型的双通道椭圆晶体谱仪,椭圆的离心率和焦距分别为0.9586和1350mm。将两个完全相同的椭圆晶体分析器进行上下对称布置,在上通道用软X射线CCD相机测量空间分辨光谱,在下通道用软X射线条纹相机测量时间分辨光谱。利用KAP椭圆晶体作色散元件,测量的波长范围是1.33~2.46nm。首次在“星光Ⅱ”激光装置上进行了打靶实验,利用该谱仪配软X射线CCD相机获取了钛激光等离子体X射线的光谱,实验结果表明该谱仪的最高光谱分辨率可以达到1173。     

大型桥梁自动变形监测中全站仪动态基准误差传递的分析

针对将全站仪站点布设在桥梁变形体上的自动变形监测导致的测量精度下降问题,提出了动态基准观测的新方法.在稳定点布设一台全站仪站点,在桥梁变形体上布设另一台全站仪站点(称为动态基准).当动态基准处全站仪对变形点进行变形观测时,稳定点处全站仪跟踪动态基准处全站仪,获取动态基准点的坐标变化;并将这一坐标变化折合成动态基准误差用来改正被测点的坐标.采用Leica TC405(精度:5±(2 mm+2 ppm))对动态基准观测方法进行了观测模拟实验.实验结果证明:动态基准观测方法正确可行,观测点坐标的中误差在5 mm以内;该方法可用于大型桥梁的自动变形观测.     

自动全站仪动态基准测边网变形观测的研究

由于大型建筑的空间结构复杂，在利用自动全站仪对其进行实时变形监测时，常常不得不将全站仪站点布设在变形区内，这必然导致测量精度急剧下降。针对这一问题，根据变形区通视角度较小的特点，提出了一种新的观测方法。该方法的基本思想是：在变形区布设多台全站仪使其与稳定基准点构成测边网，在每台全站仪顶部手柄处安装反射棱镜，使相邻两台全站仪之间能够相互通视。在每次观测前，首先进行动态基准测边网观测，通过测边网平差解算各个动态基准点坐标；若动态基准点的移动相对于前期坐标小于设定阈值（根据变形体的变形范围设定），分别以各个动态基准点处全站仪为测站进行其他观测点的变形观测。若大于阈值，则利用动态基准补偿算法求解观测点坐标。观测实验证明，该方法能够满足一般应用要求，直接更新测站坐标方式的中误差在3mm以内，而动态基准补偿方法的中误差在5mm以内。