电力系统暂态大电流测量用电子互感器研究

本文研究了电力系统中用于暂态大电流测量的Rogowski线圈电流传感器传感头的频率特性,分析了不同终端电阻值的选取对线圈测量带宽的影响,在此基础上设计一种将无源外积分、有源外积分相结合的复合式积分信号处理电路,论述了复合式外积分器能够在保证传感器具有合适灵敏度的前提下,将传感器的工作频带由低频提高到线圈的谐振频率附近;最后,文中以自制的灵敏度为2mV/A的复合式外积分罗氏线圈为例,给出参数设计过程和实验波形,对50Hz电网电流与250A/μs上升沿的脉冲电流的准确检测验证了该信号处理电路较其他外积分电路可工作在更宽的测量范围。

瞬态高温测量系统

为了解决特殊环境下的瞬态高温测量,研制了一种基于黑体辐射的光纤高温测量系统。介绍了该系统的工作原理,采用"接触-非接触"测量方法和光纤光栅窄带滤波技术,分析了影响黑体空腔传感器有效发射率的各种因素,并给出了优化设计参数。试验表明,系统测温范围可达2 000℃,响应时间小于120 ms,性能稳定,抗干扰能力强。

水中石油类污染物的光纤荧光在线测量技术研究

根据水中石油类污染物质的光谱特性，采用荧光光谱技术，结合光纤传感技术和 CCD 探测技术，研制了一种可用于现场测量水中石油类污染物质的荧光光谱测量仪器。鉴于现场环境的特殊性，设计了水中自动取样预处理系统，可以实现真正意义上的实时分析，方便了现场操作。通过现场实验和性能测试，证实了其可行性，可以对水中石油类污染物质进行现场测量，从而进行污染物质的定性识别与定量分析，为水中污染物质监测提供了新的技术手段。

SDS胶束溶液在石油类污染物荧光光谱测量中的应用

提出了一种以十二烷基硫酸钠（SDS）胶束溶液为溶剂增溶、增敏、增稳石油类物质的新方法。研究了石油类物质的荧光强度随SDS胶束溶液浓度的变化规律,确定了其溶剂SDS胶束溶液的最佳浓度为0.1mol·L-1。使用FLS920荧光光谱仪测量得到不同稀释浓度的汽油、柴油、煤油SDS胶束溶液的三维荧光光谱矩阵（EEMs）,分析了瑞利（Rayleigh）散射、拉曼（Raman）散射以及仪器光谱特性对测量光谱的影响,经过光谱校正,建立了三种油的SDS胶束溶液在激发波长为250-400nm、发射波长为260-500nm范围内的三维荧光光谱图,并确定了在一定浓度范围内荧光强度与浓度具有良好的线性关系。在相同条件下,用同样的方法配制各种浓度汽油、柴油、煤油水溶液作对比,验证了SDS胶束溶液作为石油类物质的溶剂可以使水中石油类物质的溶解度增加、荧光强度增大、稳定性更好,实现了石油类物质可以不依赖于某些有毒溶剂萃取,又解决了其水中溶解度低不宜定量的问题。

无人飞行器电传操纵系统的MEMS加速度计零偏特性研究

零偏是研究MEMS加速度计的重要性能指标之一。通过对给定的加速度计进行大量实验得出其零偏的随机误差特性、温度特性、大过载环境下的变化规律,解算出MEMS加速度计的零偏、零偏稳定性、零偏重复性,得出该加速度计具有较好的稳定性能,为零偏补偿提供保障。建立零偏温度模型,在不同温度下进行零偏温度补偿实验,通过最小二乘法拟合得到MEMS加速度计的温度标度因数和温度零偏。实验结果表明,该补偿方法操作简便,能够有效补偿温度引起的MEMS加速度计测量误差,具有较强的工程使用价值。补偿后进行大过载环境下的实验研究,结果表明MEMS惯性器件重新稳定的时间在1-2s之间,大过载环境对MEMS惯性器件零偏影响很小,再次验证了该补偿方法的可行性。

电喷雾/光电离双源型小型离子阱质谱仪的研制

构建了一套电喷雾/紫外灯双电离源离子阱质谱仪系统,用于气体和液体样品的快速检测。仪器采用非连续大气压进样技术,通过夹管阀装置来同时完成电喷雾离子和中性气态样品的采集和传输。所配备的两种电离源适合不同的分析对象,在应用上具有一定的互补性,其中电喷雾源用于溶液中极性化合物的电离,而紫外电离源主要用于分析气态有机物。本研究选择了苯甲醚、甲苯、2,4-二甲基苯胺、精氨酸、利血平和阿斯巴甜等不同类型的样品,测试了仪器在使用不同电离模式下的工作性能。结果表明,电喷雾源和紫外光电离源可用于不同类型样品的电离,在分析2,4-二甲基苯胺时还能分别生成不同类型的分子离子。两种电离源在工作时互不干扰,既能单独使用,也能同时开启,可根据检测需求随意切换工作模式,获得更全面的样品成分信息。双离子源设计是扩展小型质谱仪应用范围的一种有效途径,这种方案不会明显增加仪器的体积,却能提供更多样化的分析功能,满足对不同类型样品的检测需求。

三维荧光光谱结合二阶校正法用于石油类污染物的识别和检测

通过三维荧光光谱技术和平行因子分析法相结合,提出了一种石油类污染物的识别和检测方法。以97#汽油、0#柴油和普通煤油的不同浓度CCl4溶液为测量样品,不考虑每种油的具体成分,仅将其视为一个整体作为一种组分来研究,通过汽油、柴油不同比例的混合以及存在煤油作为干扰物的情况下,利用FLS920全功能型荧光光谱仪测量得到样品的三维荧光光谱数据。经过激发与发射校正以及空白扣除,去除了仪器误差和散射的影响并得到了样品的真实光谱。实验采用基于平行因子的二阶校正算法分析测得的光谱数据,体现了算法的二阶优势,验证了在未知干扰存在的情况下依然能够对混合样品各成分进行准确的识别和浓度测量,并得到满意的回收率。