基于Linux的嵌入式便携气相色谱仪温控系统

近年来,随着现场检测工作的迫切需要,便携式、微型化已经成为气相色谱仪发展的一个重要方向。传统的色谱温控系统由于结构复杂、体积较大难以实现便携式。针对这一问题,文中设计了基于Micro2440控制板和Linux系统的嵌入式气相色谱温度控制系统,该控温系统的主要控制过程为主程序通过温度采集模块得到当前温度值,然后根据当前温度值经过PID算法计算出本次加热时间并执行加热。通过实验表明,文中设计的气相色谱温控系统控温精度能达到±0.5℃,并实现了程序升温功能。     

胶粘剂对光机结构动力学特性的影响

胶粘剂广泛应用于光机结构中,其对光机结构的动力学特性有不可忽视的影响。本文采用有限元建模的方法对含胶粘剂的透镜镜组进行动力学特性分析。建立忽略胶层、节点耦合以及"粘合单元"连接胶合面三种有限元模型,并分别对两种胶粘剂粘接的透镜镜组进行模态分析。为了验证三种建模方法的有效性,对不同透镜镜组进行模态测试,获取一阶模态频率与振型。仿真计算与测试结果对比表明:忽略胶层影响的模型计算结果存在较大误差,节点耦合以及"粘合单元"连接胶合面所建立的模型的一阶模态频率与实验测试误差小于5%,振型也与测试结果一致。这表明节点耦合以及"粘合单元"连接胶合面两种有限元模型是有效的。进一步分析胶粘剂材料属性对透镜模态频率的影响,胶粘剂的杨氏模量对模态频率影响明显,泊松比与密度影响较小,对光机结构中胶粘剂的选用具有参考意义。     

基于小物镜系统的热像差影响因素分析

光机热集成分析是光机结构设计中的重要环节,对光学系统像质的预测与补偿有着重要的参考价值。针对小物镜系统,进行光机热集成分析,结果表明该系统产生的热像差较大,影响系统光学性能,其中温度升高导致折射率变化引入的系统热像差较大;结构热变形引入的系统热像差较小,可以忽略;镜片与支撑结构之间的导热、上下窗口的空气扰动、机械结构外表面的环境对流也会存在一定影响,但影响较小。由此可知系统热像差的主要影响因素是热载的大小,设计过程中减少透镜厚度及材料吸收率,降低系统热载,是减小光学系统热像差最为有效的途径。     

衡水湖地区气溶胶分布特征的航测研究

利用飞机机载粒子测量系统(PMS)对河北省衡水湖自然保护区上空的大气气溶胶粒子进行观测研究。观测结果表明:下垫面、天气条件、逆温等对气溶胶的分布存在较大的影响;衡水湖上空不同高度的气溶胶平均谱分布均呈现出单峰分布;细粒子谱分布在0.28μm左右处出现峰值;多阶Γ函数对气溶胶粒子谱有较好的拟合效果。     

河北地区低云、毛毛雨变化趋势及其气溶胶云物理效应的研究

利用1961—2000年期间河北地区的观测资料,分析了区域低云和毛毛雨的变化趋势。结果表明:低云频率趋于增加,毛毛雨日数趋于减少,特别是在环渤海湾地区和太行山东部平原地区这种变化趋势更为明显。其中渤海湾有关测站的毛毛雨幅度达1～4d,而对应的低云出现频率增加显著。渤海湾地区黄骅站的低云从128d增加到140d,乐亭站的低云从132d增加到159d。同时,利用有关研究结果结合最新观测资料,分析了1980—2000年渤海湾地区的气溶胶变化趋势,在此基础上分析了低云、毛毛雨与气溶胶变化的相互作用。结果表明:它们之间存在着比较好的相关性。最后,对低云、毛毛雨变化可能的气溶胶云物理效应进行了讨论。     

光纤激光精密位移调整技术实验研究

为了将激光弯曲成形技术应用于精密位移调整领域实现亚微米精度的位移调整,自行设计和搭建了激光微位移调整与测量平台,将光纤激光通过线性透镜和扫描振镜聚焦在不锈钢薄板上作匀速扫描运动,实时监测加工过程样件自由端的输出位移。建立了样件激光微位移调整模型,在此基础上研究改变激光功率、扫描速度、光束照射位置以及离焦量等参数对调整位移的影响。结果表明,样件通过该平台实现了亚微米级重复精度的精密位移调整,改变激光照射位置是精确改变调整位移的首选;通过优化工艺参数,降低了激光加工过程中样件表面的损伤。     

气浮支承精密运动平台的俯仰振动分析

参考有限元分析结果,建立了精密运动平台结构的多刚体离散元模型,依据模态实验结果进行模型验证和修正,利用所建模型分析直线非质心驱动,以及气浮支承作用点漂移对运动平台俯仰振动的影响,提出改进措施,为后续设计提供指导。     

超精密光刻物镜缓冲包装设计

采用数值模拟的方法开展光刻物镜镜组的跌落分析,结合数值寻优的方式,以光刻物镜所能承受的最大加速度为约束条件确定缓冲结构的尺寸参数,并通过跌落实验验证数值仿真的准确性与可靠性,进而指导超精密光刻物镜缓冲包装的参数设计。利用此方法对质量为10 kg、镜片口径为160 mm,径厚比为8.89光刻物镜镜组进行缓冲结构设计,实验结果表明,其从10 cm高度跌落后最大加速度为4.4 g,面形变化仅为0.36 nm,满足超精密光学设备的动力学指标要求。