适用于扩展光源且具有阵列编辑性的透镜组设计

利用自由曲面设计并结合斯涅耳定律以及能量守恒定律,设计出一款能实现大面积均匀光斑的透镜组。该透镜组由一块次透镜和一块主透镜组成,其中次透镜对LED发光角进行收缩来减小透镜组结构,而主透镜对能量进行调控来实现均匀度调节。通过蒙特卡洛光线追迹模拟仿真,单个透镜组在接收面呈现方形均匀光斑,有效辐射通量比达到95.5%,均匀度达到95.7%,表明该透镜组具有良好的有效辐射通量比和均匀度;而透镜组阵列在接收面同样呈现方形均匀光斑,有效光通量比和均匀度均大于95%,表明透镜组阵列能够耦合多颗LED面阵列扩展光源,实现更高光功率的均匀光斑,可以用于基于荧光反向测量装置中大功率光源等应用场景。

南疆陆地棉与海岛棉光合-光响应及叶绿素荧光特性分析

以南疆棉区主栽的陆地棉品种中棉所35号及海岛棉品种新海21号为供试材料，测定了吐絮期倒1叶、倒2叶光合生理生态参数对不同光照强度（PPFDO～3200μmol photons m^-2s^-1）的响应和叶绿素荧光参数。结果表明光合-光响应曲线符合非直角双曲线函数，陆地棉的最大光合速率Amax、暗呼吸速率Rd、光补偿点LCP、光饱和点LSP高于海岛棉，而表观量子效率AQY低于海岛棉；随着光合有效辐射通量密度PPFD的增加，蒸腾速率Tr与气孔导度Gs直线上升。在PPFD低于1000photons m^-2s^-1的范围内，Pn、Pn／Ci、WUE呈上升的趋势，超过该值之后开始缓慢下降；而Ci随PPFD的增加，先急剧下降再缓慢上升。这些说明在约全日照1／2左右光强以下时，随着PPFD的增加，光强对CO2、H2O气体交换、叶肉细胞光合能力及水分利用效率均有促进作用，超过一定光强之后，光合作用出现光饱和现象，WUE、叶肉细胞的光合能力也呈下降趋势。叶绿素荧光参数，陆地棉除了初始荧光Fo较大以外，PSⅡ原初光能转换效率Fv／Fm、PSⅡ的潜在活性Fv／Fo、非循环电子传递速率ETR都比海岛棉要低，而PSⅡ实际的光化学反应量子效率ΦPSⅡ、光化学猝灭系数qP、非光化学猝灭系数NPQ在两品种之间无显著差异。总体来说，在吐絮期陆地棉对高光强光能的利用能力强于海岛棉，而对低光强光能的利用能力弱于海岛棉，棉花不同叶位对光能的利用能力也存在着差异，并因品种的不同而不同。

中亚热带人工针叶林生态系统碳通量拆分差异分析

涡度通量观测可直接获取陆地生态系统与大气之间CO2净交换量(NEE),但深入认识碳循环过程和校验生态系统模型需要不同时间尺度总初级生产力(GPP)和生态系统呼吸(Re)等碳通量数据。利用中国陆地生态系统通量观测与研究网络(ChinaFLUX)中亚热带人工针叶林生态系统2003—2009年的涡度通量和气象观测数据,分析了两种NEE拆分方法对不同时间尺度GPP和Re评估的影响,结果表明:(1)两种拆分方法得到的生态系统碳通量组分(GPP和Re)的季节动态变化一致,都在生长季7、8月份达到峰值;(2)非线性回归模型拆分得到的全年Re和GPP相较于光响应曲线模型分别高出2%—28.6%和1.6%—23%,最大高出317.6 gC·m-2·a-1(2006年),逐月最大差值主要发生在8、9月份;(3)不同时间尺度上,两种方法拆分得到的GPP和Re之间差值的环境响应因子不同。在广泛采用非线性回归模型进行拆分时,如果当月光合有效辐射接近到905mol·m-2·月-1,月平均空气饱和水汽压差接近1.18 kPa时,需要考虑使用光响应曲线模型拆分该月通量,结合两种拆分方法以减小全年的误差。

石漠化区银合欢林光响应曲线模型比较

以桂西南石漠化山地8年生银合欢退耕林为研究对象,采用直角双曲线模型、非直角双曲线模型、指数模型、修正直角双曲线模型,拟合银合欢的光饱和型、光抑制型、未饱和型和弱光型4种光响应曲线,同时比较不同模型计算所得光饱和时的最大净光合速率(Pmax)、暗呼吸速率(Rd)、光补偿点(LCP)、光饱和点(LSP)等光合生理指标的估计精度。结果表明:修正直角双曲线模型对各类光响应曲线类型的拟合效果最好,判定系数为0.991 8~0.999 8,且仅其可以描述光抑制现象。修正直角双曲线模型和指数模型对Pmax估计精度较高,修正直角双曲线模型对Rd和LCP预测效果最佳。综合光响应曲线拟合和光合生理参数预测效果来看,修正直角双曲线模型可作为石漠化区银合欢退耕林的最优光响应曲线模型。

考虑漏磁效应的永磁饱和型故障限流器磁路建模与实验研究

漏磁效应对永磁饱和型故障限流器(permanent-magnet-biased saturation based fault current limiter,PMFCL)的动态特性具有重要影响。针对一种直线式PMFCL的磁拓扑,以铁心磁通的工作零点作为分界阐明了其2个阶段的限流机理,指出铁心磁通自过零反向后将发生畸变,永磁体不再参与限流过程。基于磁场分割原理实现2类等效磁路模型中总漏磁导和漏磁系数的计算,针对拟圆环截面磁通管的漏磁导,提出基于曲线拟合而改变积分变量的求解方法。在Matlab/Simulink环境下建立了考虑漏磁效应的PMFCL仿真模型,分别与小电流和大电流工况的实验结果进行对比,验证了建模方法的有效性。

豫西刺槐能源林培育的光合生理生态理论基础

采用LI-6400便携式光合作用测量系统对豫西丘陵区当年生5个品种的刺槐叶片净光合速率(Pn)、蒸腾速率(Tr)、气孔导度(Gs)等光合生理参数及光响应过程进行了测定,结果表明:(1)5个刺槐能源林品种在7月中旬、8月中旬及9月底的净光合速率日变化峰值大都分别出现在12:00、08:00或10:00、10:00。(2)不同刺槐品种生长节律间具有明显的差异,品种83002、8048、8044在7月份处于生长盛期,而品种3-I在9月份进入生长盛期;84023、3-I及83002具有相对良好的光合物质积累能力,具有刺槐能源林高产品种的光合特征。(3)供试刺槐品种在7月中旬更多地表现为非气孔限制为主导因素的光合限制,而在8月中旬及9月底则均表现为气孔限制和非气孔限制两种因素交替主导。(4)5个供试品种所测得的光饱和点均在1000μmol.m-.2s-1以上,供试品种在7月中旬均不会出现强光抑制情况,品种83002出现午休现象的原因可能是温度上升与湿度下降综合作用的结果。

使用光剂量评价照明的非视觉生物效应

照明非视觉生物效应关系到人体生理节律及生物效应,成为当前健康照明的研究重点,如何正确评价和测试照明光环境的非视觉生物效应是其中的难点问题之一。本文分析了现行的基于传统光度学理论的光度学测试评价生物效应的不足,提出采用光剂量来定量评价照明的非视觉生物效应,并给出测试方案。

光生物节律因子计算模型的研究

通过实验测量额头温度拟合光生物节律因子-额温差曲线,对现有评价光生物效应作用大小的BioEq模型和CLA模型的计算结果进行分析比较.利用不同图片LCD屏幕的光谱计算节律因子,发现两种模型对于绿色波段的光抑制较强,而对红色波段的光则与实际不相符.通过对九种不同颜色的LED光源测试额头温度,比较模型计算结果与实际光生物效应的作用,发现光生物节律因子与生理体征变化线性递增,其中对BioEq模型的直线拟合相关度达到0.95.

用图像数字化处理技术测试LED的光参数

由于LED的光比较微弱、体积小,所以在用常规的方法进行测试和使用较大的传感器时,容易产生较大的误差。为此,利用图像数字化处理技术及相应的装置对LED的配光曲线和光通量进行了测试,并介绍了它的基本原理和方法。

LED室内照明产品的重大缺陷快速评估方法

本文介绍了LED室内照明产品寿命评价的试验方法,通过调研LED产品在实际应用过程中出现的失效情况,引出"重大缺陷"概念,提出LED室内照明产品的重大缺陷快速评估方法,总结试验结果,强调该试验方法在短时间内评估LED产品可靠性的针对性、有效性和重要性。

基于不同B-H曲线的取向硅钢叠片中损耗和磁通的分析与验证

基于TEAM(Testing Electromagnetic Analysis Methods)Problem 21基准模型和不同类型的磁化曲线Bm-Hm及Bm-Hb数据,分别在50 Hz至200 Hz的频率范围内计算了基准模型的硅钢叠片内的损耗及磁通,并考虑集肤效应和材料的电-磁各向异性的影响。数值计算结果与实验测量结果具有很好的一致性。提出的有限元建模方法和基于模拟结果的分析、结论有助于提高大型电力变压器的电磁设计的有效性。

运用电光源特性对环境和建筑合理配光

以电气照明理论为依据,针对在实际电气照明工程中如何根据环境要求,建筑物风格及人的生理和心理需求等诸多因素合理配光及运用光源特性的问题,论述了电气照明中光源的色温、显色、光效、眩光、频闪等概念意义,并着重阐述了光源特性与环境,建筑,空间,材料,色彩,气氛,时尚,艺术及人的需求有机结合的必要性。

单晶硅电池对不同波长色光响应程度的研究

以氙灯为光源,经五种不同的滤色片进行滤光并对每一种光用光谱仪进行测定并与标准谱比对,然后分别照射在太阳能电池片上,通过调节氙灯的电源及光源与电池片之间的距离控制不同的光照强度,测量其开路电压、短路电流及最大输出功率.通过这些数据来计算太阳能电池的其他参数,并以波长为基础对每一种参数进行分析对比,得出了太阳能电池对这五种不同波长单色光的光电响应情况.结果表明波长为577nm的单色光响应情况最为显著,并且伴随着光强的增加,其效率增长速度也随之增加.

灯具曲面设计中的光线追踪法

采用灯具曲面上一定区域内入射光通量分布比例与反射光通量分布比例对等的原则，确定出每一条入射光线所对应的反射光线方向，进而求出为实现该目的所需的切点（切线）。

LED灯具维护系数取值问题探讨

依据有关资料,绘制不同品质荧光灯、LED灯的光衰特性曲线,分析光衰特性曲线与光源寿命的关系,探讨LED光通维持率与维护系数间的关系,推导出适合LED光源的维护系数。

射频超导量子干涉器探测弱磁场在材料检验上的应用

超导量子干涉器在交变外磁场作用下其量子干涉效应在宏观尺度上呈现三角波特性曲线,再施于静磁场时特性曲线会移动,并且具有很高灵敏度.据此可探测弱磁场的存在及应用到材料检验上.

河套灌区食用向日葵光合作用的光响应曲线分析

以食用向日葵为材料,采用开放式气路测定不同发育阶段(两对真叶、13-14片叶、现蕾期、开花期、开花后20d)的净光合速率、气孔导度、胞间二氧化碳浓度、蒸腾速率等相关指标,并运用Michaelis-Menten模型对净光合速率进行了模拟,计算了光响应曲线的特征参数。结果表明:在试验设置光强下,各个生长发育期净光合速率(Pn)随着光合光通量密度(photosynthetic photon flux density,PPFD)的增加而增加,增加幅度随着植株由营养生长到生殖生长达到最大,之后随着叶片的衰老趋于平缓;在河套灌区食用向日葵的整个生育期,表观初始量子效率α大多在0.067～0.083之间变化。最大净光合速率Pmax在14.61～64.16μmol.m-2.s-1之间变化,光补偿点和光饱和点的变化范围分别为41.17～107.83μmol.m-2.s-1和2 382.89～3 600.51μmol.m-2.s-1,表明向日葵具有高光能利用率,是耐阴性较差特别喜光的典型阳生植物。随着光照强度的增加,不同发育期向日葵的净光合速率、气孔导度和蒸腾速率明显增加,而胞间CO2浓度降低。当光强<500μmol.m-2.s-1时,各发育期的WUE(水分利用效率)随光的增加快速上升,但当PPFD>500μmol.m-2.s-1后,两对真叶期仍以较高的速率增加未见减少,其他生长发育期WUE随光强呈现抛物线变化。

管线钢磁力耦合效应及在线无损应力检测

天然气管道服役期内的载荷变异、介质侵蚀、环境变化等诱发的集中应力使管道强度接近甚至超过设计值,形成安全隐患,而现有的检测手段很难实现在线无损应力检测。结合铁磁材料磁力学机理,开展了X80管线钢的磁力耦合效应微观特性试验研究,探讨了应力引起磁畴结构变化的机理。以X80管线钢圆棒试样为研究对象,设计了基于磁力耦合效应的在线无损应力检测装置,提出了X80管线钢磁力耦合效应应力检测的理论基础及应用方法,并对试验数据进行了分析。结果表明:①在单向拉/压应力作用下,管线钢试样应力变化诱发磁畴结构的改变,从而使受拉方向上的磁化强度增大,使受压方向的磁化强度减小;②恒定加载速率下,在弹性变形阶段,X80管线钢圆棒试样的拉/压应力与通过其截面的感应磁通量之间基本呈现线性关系;③试验得出的X80管线钢试样各种工况的感应磁通量-应力关系吻合较好,精度能满足工程要求。基于管线钢的磁力耦合效应,以感应磁通量为参量建立的磁力本构模型能准确地反映服役管道应力变化,为在线无损应力检测提供了新方法。

高大厂房顶棚照度值研究

利用DIALux照明仿真计算软件研究高大厂房照明数据,对顶棚照度值进行分析整理,得出结论:使用同一种光源,面积一定的高大厂房,不论厂房高度值多大,只要选择了合理配光曲线的灯具进行照明设计,如果工作面照度值为定值,顶棚照度值也基本为定值。

用激光双光栅法测量微小位移的实验研究

本文介绍了激光双光栅法测量微小位移的原理及方法,研究了音叉频率、功率、振幅三者之间的关系,分析了音叉谐振曲线的规律性,讨论了改变音叉有效质量对谐振曲线影响。