简化三探针方法用于瞬态等离子体诊断的局限性

为展示一些瞬态等离子体诊断实验中采用基于悬浮电位测量的简化三探针方法而产生误差的问题,本文利用示波器对脉冲微波电子回旋共振(ECR)等离子体的悬浮电位进行测量,并将结果与时间分辨单探针的测量值进行比较,说明了利用示波器测量悬浮电位产生误差的原因,即存在示波器测量悬浮电位所固有的探针对地有限电阻与“悬浮”要求之间的矛盾以及探针对地高阻抗和测量系统快速响应之间的矛盾.三探针诊断对比实验展示了简化三探针方法由于悬浮电位测量导致误差,且对诊断结果带来显著影响,因此准确的瞬态等离子体诊断应当采用标准的双偏置三探针方法.

三探针方法脉冲放电等离子体特性

基于三探针方法开展了脉冲放电等离子体特性研究,实现了单次脉冲放电等离子体参数的时变特性诊断。采用金属罩屏蔽、示波器锂电池供电等方法降低了电磁信号干扰,利用Labview编制了特定的程序进行三探针诊断数据处理。根据脉冲放电等离子体具有多电荷态离子成分、离子超声速运动等特点,对三探针理论进行相应修正。诊断结果表明,整个放电脉冲内高压引出界面电子温度Te处于2~4eV之间,离子密度ni处于1017~1018 m-3量级之间,与Langmuir单探针诊断结果吻合。

朗缪尔三探针方法脉冲火花放电等离子体诊断

根据强流脉冲电子束源结构及性能优化需求,准确测量脉冲等离子体的分布规律十分重要。基于脉冲火花放电等离子体产生机制和朗缪尔三探针工作原理,设计探针结构和诊断电路参数,满足空间分辨率7.5 mm^(3)。通过数字示波器采集存储原始测量信号,利用Matlab软件编写数据处理程序,可计算得到电子温度和电子密度,其时间分辨率为0.04μs。将探针置于束源出口位置进行测量,对应真空度7.0×10^(-3)Pa和放电电压8000 V条件下,等离子体峰值电子温度为3.8 eV,电子密度为4.0×10^(18)m^(-3)。在不同放电条件下测量,发现等离子体的电子温度随工作气压增大而减小,电子密度与之相反,提高放电电压时,电子温度和电子密度均出现增大,符合理论分析和实验规律。因此,本文所研制的诊断系统满足脉冲放电等离子体测量要求。

基于组合插值法的三孔探针数据采集系统设计

三孔探针作为二维流场的重要测量工具,其数据处理方法的精度至关重要,此外,针对复杂的气动环境,其数据处理的实时性对于性能评估和故障判断具有重要的意义。因此,该文提出基于组合插值的数据处理方法,设计一套在线模式和离线模式相结合的数据采集系统,在线模式满足了对三孔探针数据实时采集和处理的要求,离线模式可以对历史试验数据进行处理,解决了历史试验数据的跨平台问题。此外,通过某型三孔探针的校准数据对插值算法进行校验,结果表明,相比于线性插值、样条插值和三次样条插值,组合插值算法在不同马赫数下反算出的马赫数、总压和角度的平均误差分别在0.1%、0.0%和0.004°,在同一马赫数下反算出的马赫数、总压和角度的平均误差分别在0.3%、0.0%和0.008°,插值精均优于其他三种插值算法。该系统提高了数据处理的插值精度,其精度能够满足工程上测量流场的要求,并实现了数据的实时采集和处理。

在大分离区内使用三孔探针测试的探索

随着叶轮机领域研究的深入,在非定常大分离区进行测试的要求开始提出。传统的三孔探针进行稳态测量,校准范围一般在±18°左右。在笔者进行的平面叶栅吹风试验中,由于试验工况的攻角比较大,测试位置靠近端壁,因此栅后不同点气流的角度变化很大。针对这种情况,笔者将三孔探针的校准范围扩大到了±50°,并对数据处理进行了合理的改进。

三探头单纤光导探针测量二维气泡速度的实验研究

An advanced measuring system with a tri-single-fibre-optical-probe has been developedto measure two-dimensional vapour (gas) bubble velocity. The cross correlation method isused for the data reduction of the two-dimensional vapour bubble velocity measurement. Inthe use of the cross correlation method, the key technique of the rejection of non-correlationvapour bubble signals has been developed. The measuring system has been used to measurethe two-dimensional velocities of air bubbles with free upward flow in the stagnant water. Themeasured air bubble velocities agree well with the results calculated by empirical relationship.

应用三色双融合探针检测BCR-ABL融合基因及ASS1基因缺失

目的:分析BCR/ABL/ASS1三色双融合探针在CML和B-ALL所出现的各种异常信号模式的意义,并探讨其在检测BCR/ABL融合基因及ASS1基因缺失中的应用价值。方法:分别对50例初诊CML患者和50例初诊B-ALL患者采用BCR/ABL/ASS1三色双融合探针进行荧光原位杂交(FISH)检测,同时对所有病例应用24 h短期培养法R显带后进行染色体核型分析。结果:50例CML患者中,49例Ph^+,余1例可见5个正常中期核型;通过FISH发现,所有患者(100%)均存在BCR/ABL融合基因,阳性信号特征分别为1R1G2B2F 39例(78%)、2R1G2B1F 2例(4%)、1R1G1B1F 6例(12%)、同时伴有1R1G2B2F和1R1G2B3F 2例(4%)、2R2G2B1F 1例(2%)。伴有ASS1基因缺失(1R1G1B1F)的6例患者染色体核型均为单纯t(9;22)易位,无其他异常。50例B-ALL患者中,Ph^+13例,数目畸变及非t(9;22)的结构畸变16例,正常核型20例,无分裂相1例;经FISH检出16例(32%)具有BCR/ABL融合基因,分别为1R1G2B2F 13例(26%)、同时伴有1R1G2B2F和1R1G2B3F 1例(2%)、2R1G1B1F 1例(2%)、1R1G3B3F 1例(2%),FISH额外检出的3例BCR/ABL融合基因阳性包括1例伴有ASS1基因缺失(2R1G1B1F)、1例经典型t(9;22)易位(1R1G2B2F)和1例BCR/ABL融合基因及ASS1基因拷贝数的增加(1R1G3B3F)。结论:应用三色双融合FISH探针检测BCR/ABL融合基因及ASS1基因缺失,具有简单、快速、灵敏、稳定的特点,能够检测多种形式的分子融合,可很好地避免D-FISH探针及ES-FISH探针因信号随机重叠导致的假阳性结果。该检测方法不但可以直接观察有无ASS1基因的缺失,而且还能提高初诊BCR/ABL融合基因阳性结果的可靠性及复诊监测微小残留病结果的准确性。

一种新的三孔探针试验数据处理方法

以三孔探针数据处理常用方法为基础,提出了一种新的三孔探针数据处理方法——相交曲线法。该方法利用三孔压力得到角度系数和速度系数,两个系数分别对应标定平面上的两条相交曲线,再通过简单迭代寻找在标定平面产生的唯一交点,该交点坐标即为对应的马赫数和角度。利用相交曲线法、样条插值法和最小二乘法,对同一状态同一支探针所测数据进行处理。结果表明,与样条插值法和最小二乘法相比,相交曲线法的数据处理精度相当,但效率提高了一倍以上,具有较高的实用价值。

压力探针临壁效应的试验与计算

临壁效应会使压力探针的测量结果发生误差。由于探针属非流线形物休，所以其临壁效应的机理与流线形的机翼不同，不能简单套用机翼的结论．对圆柱三孔针的试验结果表明，可以用叠加点涡的方法来描述其临壁效应。点涡强度随离壁距离的减少而增强．

基于氧化石墨烯及染料标记的核酸三色荧光探针检测汞离子

利用氧化石墨烯(GO)、两种荧光染料标记的单链DNA及核酸染料SYBR GreenⅠ(SG-Ⅰ),构建了能特异性识别Hg^(2+)的三色荧光探针,建立了一种快速、高效、高灵敏定量检测水体中汞离子(Hg^(2+))的新方法。在这种探针中,两种染料Tetramethyl-6-carboxyrhodamine(TAMRA)和Cyanine-5(Cy-5)分别标记在两条单链DNA的5’端,这两条单链DNA中有一部分碱基互补配对,未互补的碱基均为胸腺嘧啶(T碱基)。在没有Hg^(2+)存在时,两种荧光染料标记的单链DNA被吸附在GO的表面,TAMRA和Cy-5与GO靠近,荧光被GO猝灭,它们的荧光信号都很弱;此时,SG-Ⅰ被吸附在GO的表面或游离在溶液中,荧光信号也很弱。在有Hg^(2+)存在时,两种荧光染料标记的单链DNA通过T-Hg^(2+)-T结构特异性结合形成双链DNA,从而脱离GO的表面,TAMRA和Cy-5远离GO,荧光信号恢复;与此同时,SG-Ⅰ与双链DNA结合,荧光强度显著增强。根据TAMRA、Cy-5及SG-Ⅰ荧光强度增加的程度即可对Hg^(2+)进行定量分析。在优化条件下,当Hg^(2+)的浓度在1.0×10^(-9)~5.0×10^(-8)mol/L范围内时,TAMRA、Cy-5及SG-Ⅰ荧光强度之和与汞离子的浓度具有良好的线性关系,方法的检出限(LOD)为1.1×10^(-10)mol/L,实际水样的加标回收率在96.00%~105.00%之间。该方法用于实际水样中Hg^(2+)检测,获得了较为满意的结果。

超高速碰撞2024-T4铝靶产生的膨胀等离子体云的电磁特性

针对超高速碰撞产生的瞬态等离子体的特点,利用建立的扫描朗缪尔探针、朗缪尔三探针诊断系统及线圈系统,测量了超高速碰撞喷出物产生的膨胀等离子体云中等离子体的特征参量和磁感应强度。在传感器布局和方位角固定的前提下,进行了2种碰撞速度、相同入射角度条件下2024-T4铝弹丸超高速碰撞2024-T4铝靶产生的膨胀等离子体云电磁特性的实验室测量。实验结果表明,碰撞产生的等离子体的平均电子温度为0.4～0.9eV,电子密度在1012 cm-3量级,线圈的磁感应强度幅值为10～20nT。通过数据处理,获得了2种实验条件下整个物理过程在给定探针、线圈位置处等离子体的电子温度、电子密度和磁感应强度与碰撞速度的关系,并对扫描朗缪尔探针和朗缪尔三探针的测量结果进行了比较。

超高速碰撞产生等离子体及其对逻辑芯片的干扰效应

为理解和评估超高速碰撞产生等离子体及其对航天器逻辑芯片的电磁干扰效应,进行二级轻气炮强冲击加载实验模拟超高速撞击;利用郎缪尔三探针诊断系统对弹丸撞击2A12铝板产生等离子体的电子温度和电子密度在给定位置处进行诊断测量,建立逻辑芯片信号采集系统对给定位置处逻辑芯片遭受干扰进行监测分析。结果表明,撞击速度在2.5~3.5km/s范围时均能产生等离子体,等离子体电子温度和电子密度均随撞击速度而增加,其中电子密度与撞击速度呈指数关系。超高速碰撞产生等离子体对逻辑芯片运行状态的干扰主要表现为三种形式,分别是传输信号瞬态中断而后恢复、输出逻辑关系短暂失真和逻辑门失效。

环形波导等离子体源阻抗特性的研究

采用微波三探针研究了环形波导等离子体源阻抗特性随运行参数的变化。分析了微波等离子体源的阻抗特性。该方法有助于微波等离子体特性的研究和实现快速阻抗调配。

介电常数的实地测量装置的研制

介绍自由空间法实地测量介电常数的原理、方法和系统,依据原理,搭建室内测量系统进行了介电常数测量,利用S波段喇叭天线在垂直入射条件下接收反射波的幅度和相位,并采用金属板绝对定标法获得被测目标的反射系数,根据菲涅尔反射定律反演得到了土壤的介电常数。测量过程中引入时域去嵌技术有效抑制了多路径干扰信号,提高了幅度测量的精度;验证了测量相位的准确性,并给出了测量结果与模拟结果的比对,证明了实验的可实施行。

HL-2A装置偏滤器的脱靶等离子体实验

在HL-2A装置偏滤器靶板上采用嵌入式静电三探针阵列和偏滤器室内的电动扫描四探针组测量了同一极向截面的内外中性化板上和偏滤器室内的电子温度、密度、悬浮电位、空间电位、电场、电子压强及其分布,研究了偏滤器中等离子体参数的分布及非对称性和脱靶等离子体运行模式下的等离子体行为,开展了偏滤器脱离靶板等离子体的实验研究。利用主真空室的快速往复扫描三台阶式六探针系统测量了主等离子体边缘和偏滤器室内的等离子体温度、密度、粒子通量和中性粒子密度等参数,研究了脱靶等离子体的形成过程、物理特性、控制方法,以及对主等离子体性能的影响。

进气道旋流模拟及测量的风洞试验研究

利用设计的叶片式旋流发生器,在某小型低速风洞中进行了整体涡旋流、局部涡旋流、对涡旋流的模拟,对三孔探针、五孔探针进行了标定,对所模拟出的旋流进行了测量。风洞试验结果表明:发动机进口前2倍直径处安装旋流发生器可保证旋流的强度最大;设计的旋流发生器可产生28°的整体涡旋流;旋流发生器叶片攻角对旋流强弱的影响较为明显;不同叶片布局方式可得到不同形式的旋流流场;旋流的诱导速度对旋流中心位置有较大的影响;三孔探针用于测量旋流时受径向偏转气流的影响,时有不稳定现象。

HL-2A装置中的带状流三维特性研究和探针设计

HL-2A装置边缘等离子体测地声模带状流的三维特征采用外中平面上三组三台阶探针阵列组成具有环向、极向和径向分辨的独特结构的探针系统进行了研究.其中两组具有极向距离为65mm的三台阶5探针阵列组成极向带状流10探针组,另一组电动式带状流6探针阵列与带状流10探针组之间的环向距离为800mm.此外,采用快速往复气动6探针组研究了磁分界面附近的温度、密度、雷诺协强及其径向分布.在HL-2A装置上同时观测到测地声模带状流(频率f=7kHz)的极向和环向对称性(m≈0,n≈0),且径向特征尺度为2·4—4·2cm.双谱分析的结果表明测地声模带状流的形成机理可能是由于高频湍流和这种流之间的非线性三波耦合引起的.雷诺协强的径向梯度可以驱动带状流,相反带状流也可以抑制边缘湍流.

大功率微波智能阻抗调配技术研究

传统微波阻抗匹配技术很难对动态负载做到实时、快速、稳定的匹配。针对这一问题,本文构建了一个能够为动态负载提供实时快速匹配的智能阻抗调配系统。该系统将三探针检测技术与三销钉调配器进行集成,利用三探针检测器实时检测动态负载反射系数的变化,同时将检测到的反射系数传输到微处理器,由微处理器进行处理,控制步进电机调节三销钉调配器,将反射系数稳定在工程理想值范围内,从而实现微波系统动态负载的阻抗匹配。