自由运动秀丽隐杆线虫双光路观测系统

为了解决自由运动秀丽隐杆线虫观测系统存在的视场单一、运动数据受环境影响等问题,设计了自由运动线虫双光路观测系统。该系统融合了显微成像模块和大视场成像模块,能够同时获取线虫的显微图像和培养皿图像,并通过切换荧光模块满足线虫荧光图像的获取需求。系统将显微成像模块直接装载在XYZ三轴位移平台上,可以有效避免线虫受震动影响引发的逃逸反应。最后,使用系统对USAF1951分辨率板和不同品系的线虫进行成像。实验结果显示,显微成像模块的分辨率小于2.19μm,实现了对线虫的细胞级成像,系统获取的明场显微图像清晰显示了线虫的器官组织分布和细胞轮廓,荧光图像能够清晰显示不同荧光蛋白的分布情况。大视场成像模块照度均匀、成像清晰,通过形态学算法处理图像可以采集线虫种群行为运动数据。综上所述,该系统满足不同线虫观测需求,具备较好的稳定性和数据准确性,显著提高了线虫实验的灵活性,并为不同尺度下线虫观测信息整合提供了基础。

双光路感烟探测器与多点同时报警装置的研究与应用——以Y市烟草商业为例

本文主要研究了蓝光红外光感烟探测器与多点同时报警装置的应用。通过设计一种新型的光感烟探测器,结合多点同时报警装置,实现对火灾发生区域的快速响应和有效预警。实验结果表明,该系统具有较高的准确性、可靠性和实用性,可为火灾报警提供有效的技术支撑。

浮游植物明场与荧光双光路同步成像方法

针对目前浮游植物种类鉴别镜检法中存在的相似形态藻细胞难以区分、同粒径杂质干扰大、藻细胞位置难以定位分割等问题,设计了一种浮游植物明场荧光显微同步成像系统。系统使用高分辨显微成像光路结构、透射式与落射式结合的照明方式和以分光光路为核心的明场荧光双光路同步成像方法,获取浮游植物显微图像下的明场形态信息和色素荧光信息。利用该系统对绿藻门、蓝藻门、硅藻门等不同门类藻种进行明场图像与荧光图像同步成像测试,实验结果表明:系统成像分辨率达1.5μm,成像周期时间为707 ms,系统采集的图片中藻细胞纹理清晰,细胞边缘明显,利用系统中的明场图像并结合荧光图像,可有效定位藻细胞位置,降低样品中杂质对藻种鉴别的影响,丰富浮游植物显微图像信息量,为基于浮游植物显微图像的相关研究提供方法参考。

基于单光机的双光路车载平视显示光学系统设计

基于传统增强现实型平视显示器的设计只能显示单一虚像,并且可能会导致驾驶者在行驶中产生视觉疲劳,从而引发安全事故。本文提出一种采用单一的数字光处理光机(DLP光机)使其分拆出两块图像生成单元的方法。改变光路物距并结合两块自由曲面反射镜,搭建离轴反射式双光路车载平视显示光学系统,最终实现双投影虚像显示。其中采用5.74 inch DLP光机,设置的视野眼盒大小为130 mm×50 mm,远投影视场角10°×3°,近投影视场角4°×1°,虚像投影距离分别为3.8 m和7.5 m。该设计结果不仅能保证近投影虚像面和远投影虚像面同时或者分时显示,也能提高驾驶者的视觉体验感。

双光路干涉测量的控制系统设计

传统的大口径光学元件干涉测量方法依赖于根据不同测试样品人为改变扩束镜头和光路结构,该方法会不可避免引入一些系统误差,因此针对双光路干涉仪的功能需要和仿真实验,提出了一套对应的双线控制方案。通过蓝牙通信、串口通信和机械结构的相互配合可以对光路进行多次折转和校准,使得每次切换测量口径后的光学元件变化位置固定,并在基于MFC(microsoft foundation classes)开发的交互界面显示实时状态。结果表明:在450 mm测量口径下,PV_(10)测量重复性可达到0.004λ,RMS测量重复性可达到0.0004λ;在100 mm测量口径下,PV_(10)测量重复性可达到0.0008λ,RMS测量重复性可达到0.00016λ。实验结果表明该系统保障了优越的测量效率和测量重复性,为双光路干涉仪的研发提供了参考价值。

分时双光路校正法在线测量白酒酒精度

为满足生产应用中白酒酒精度的在线快速测量,设计了一种基于分时双光路校正的白酒酒精度测量装置。首先,分析白酒中主要成分乙醇和水的短波近红外吸收光谱的特征,考察光程、酒精含量对吸收光谱的影响,从而选择合适的波长和光程。随后,采用双光路分时测量的光路结构设计,修正光源变化引起的吸光度测量误差,并设计实验验证该装置的可靠性。研究结果表明,水分子在980nm处有一个独立的吸收峰,当光程增至40mm时,吸光度与酒精度的线性方程的相关系数(R~2)为0.9998,部分市售白酒的预测值与参考值的最大相对偏差小于0.4%,明显优于单光路测量的最大相对偏差4%。该装置可作为一种快速测量白酒酒精度的有效手段。

空间双光路红外CO_2气体传感器及其测量模型

提出了一种基于空间双光路结构的红外CO2气体传感器。阐述了传感器光学探头的结构和工作原理，并给出了气室的几何形状和相应的尺寸参数。以朗伯-比尔定律为理论依据，结合空间双光路结构的工作机理．以及红外光源周期性开关的工作方式．推导出了该传感器的线性测量模型，并采用最小二乘法对建立的测量模型进行标定。在静态下对该传感器的传感特性进行了测试，测试结果表明：在0～3％的测量范围内，该传感器的实验值与真实值符合较好，其精度为0．0242％；系统运行良好，可无故障连续在线测量30d以上。该传感器能有效消除温度信号和背景光信号的干扰．能够在5～40℃的温度内、不同杂光背景下正常工作，基本满足CO2气体浓度测量的功耗低、精度高、稳定性好等要求。

双光路电子散斑振动测量系统

本文给出了一种双光路电子散斑振动测量系统 ,该系统结合了普通 ESPI离面振动测量光路和退敏感光路 ,既能对较大振幅范围的振动进行定性观测 ,又能实现全场自动定量分析 ,同时避免了相位去包裹处理 .系统具有较高的抗干扰能力 ,可以应用于实际工程中复杂非连续结构的振动特性分析 .

单轴晶体双折射率随温度变化的双光路测量

为了研究单轴晶体最大双折射率在某一波长下随温度的变化情况,根据偏振光干涉的理论分析,推导出了单轴晶体最大双折射率随温度变化的解析式。在此基础上,设计、建立了一套双光路对比测试实验系统。利用该实验系统对石英晶体样品进行测试,获得了其实验数据变化曲线,并总结出了在测试波长下,石英晶体最大双折射率随温度变化的数学式。结果表明,单轴晶体在某一波长下的最大双折射率基本上与温度成线性关系;实验过程中,只要精确调整仪器,并注意控制好实验所需温度,其测量结果是可靠的。

双光路光散射法在线测量粉尘浓度的实验研究

介绍一种测量粉尘浓度的双光路光散射方法，它能剔除因测量窗口被污染而带来的测量误差．详细介绍了该方法的测量原理及实验装置，并给出实验结果及误差分析．

双光路快速调谐脉冲CO2激光器

报道了一种采用双路高速伺服电机驱动光栅选线的方式,实现9~11μm CO2激光快速调谐输出。双光路谱线切换时间小于100μs,单光路谱线切换时间小于50 ms。激光器输出谱线达70条,其中9P(20)、9P(28)单脉冲输出能量大于100 m J,9R(30)、9P(40)单脉冲能量大于90 m J,激光脉冲宽度小于100 ns,重复频率为20 Hz。

双光路迈克尔逊加速度检波器

研制了一种实用的双光路全光纤迈克尔逊加速度检波器.与单光路结构相比,双光路检波器频带更宽,而且可以实现对检波器敏感元件的横向振动、倾斜和弯曲更好地限制.系统主要包括单模全光纤迈克尔逊干涉仪、简谐振子、信号处理系统.在信号处理过程中采用了交流相位跟踪零差补偿技术(PTAC).实验结果与理论相符合,实测工作频带为0～515 Hz.

基于忆阻桥效应的光纤式双光路结冰探测方法

近年来,随着防冰、除冰需求的增加,结冰探测技术受到了广泛关注,但传统的结冰传感器量程受限,且后续信号处理电路部分体积较大,难以满足应用需求。基于双光路差动测量的方法,提出一种正方形光纤束探测头分布模式和具有放大效应的忆阻桥网络结构,该网络结构通过对光电探测器的输出光电流信号进行放大,并以网络中感知忆阻器的端电压作为传感输出,从而实现冰层厚度的测量。试验仿真结果表明,该方法探测头端面的安装面积较常用圆形端面光纤束可减小约12.6%,且能够有效消除光路扰动和扩大结冰厚度的测量范围,结冰厚度的测量范围可达到38 mm。

基于信息融合的双光路光纤式飞机结冰探测系统

提出了一种解决光纤式飞机结冰传感器单值测量问题的方法。该方法基于信息融合,通过改进的双光路光纤式结冰传感器测量结构,克服了系统中存在的光路扰动问题。以传感器的双光路输出信号及实际冰厚值训练神经网络,建立了传感器的逆向模型。初步实验结果表明,该方法扩大了光纤式结冰传感器的测量范围,提高了测量精度。

Nd∶YAG脉冲激光器双光路输出分时控制系统的设计

针对现有激光器多光路加工特点,采用Nd∶YAG脉冲激光器为光源,研制出激光器双光路输出分时控制系统。提出了具体的分时分光技术方案,设计出能够实现分时分光的分光装置,以及对装置的工作状态进行实时控制的分时控制电路,并确定了系统的程序流程。在不降低输出功率的前提下,实现了激光在不同时间、不同输出端口的输出,完成了分时分光。为避免因分光装置抖动而造成的光纤损坏,利用黑色相纸对光斑进行采样。结果表明:在全反镜改变位置后至激光输出,延时300 ms为最佳时间。该系统能实现激光的时分复用、动态分光,满足了多光路输出需求;而且系统的扩展能力强,能够根据实际激光加工状况,为激光加工设备的改进和升级提供思路。

双光路DOAS系统获取大气颗粒物粒谱分布方法研究

当前大气复合污染日趋严重,造成大气氧化性增强,气体向颗粒物的转化加快。大气颗粒物粒径大小及谱分布决定其在大气中的行为,以差分吸收光谱法(DOAS)为基础,结合双光路设计技术,开展实时、在线、获取近地面大气气溶胶颗粒物的粒谱分布的光谱方法研究。首先构建低噪声性能稳定的宽带氙弧灯为光源的双光路差分吸收光谱系统,基于干净天气条件下大气的能见度数据对系统进行校准,通过两个不同光路获得的光谱信号强度之比获取近地面紫外-近红外波段的大气总宽波段消光系数。基于宽波段消光系数,在去除瑞利散射以及气体吸收对消光系数的影响后,解析出气溶胶颗粒物的消光系数。基于核函数准则,利用均匀球型粒子的电磁场Mie理论来反演气溶胶物理特性,获得气溶胶粒子在该测量谱段的体积谱分布,利用体积谱与数密度谱的关系,反演出气溶胶粒子的数密度谱分布。开展利用直方图方法来表现颗粒物的粒谱分布方法研究,首先将DOAS测量波段近似等分为若干谱段,利用谱段处平均值,获取气溶胶粒谱直方分布图。最后把该系统和方法应用于外场实验,获得了气溶胶颗粒物在300~650nm范围内的消光系数,将测量波段等分为11个谱段,反演了颗粒物的在0.1~1.25μm粒径范围的数密度谱分布。该研究为整治我国灰霾天气,研究大气气相/粒子非均相化学反应提供科学依据。同时将推动DOAS技术的进一步发展和应用。

双光路光纤位移传感器数据融合方法的研究

提出了一种双光路光纤位移传感器,并基于信息融合理论,介绍了几种数据处理方法,对其测量结果进行不同软件补偿方法的对比研究,同时讨论了它们的适用范围和优缺点。研究结果表明,利用双光路结构,并结合适当的数据融合方法可以很好的消除温度对光纤位移传感器的影响。

双光路纹影仪观察气液传质界面湍动现象

建立了双光路纹影仪实验系统,并利用双光路纹影仪,同时从垂直和平行于界面两个方向对氯苯吸收、解吸CO2的传质对流结构进行了观察,发现在氯苯吸收CO2时,没有明显的对流结构,只是在垂直界面的纹影图像中观察到逐渐变粗的暗条纹。在氯苯解吸CO2时,在垂直和平行于界面两个方向都观察到了明显的对流结构,在垂直界面的纹影图像中开始时出现分层现象,随着解吸的进行,对流加剧,分层现象被破坏;平行界面方向的对流结构发展较快,优先在平行界面的纹影图像中观察到明显的对流结构。由于传质的热效应,两个方向的对流结构都有向中心运动的趋势。实验表明,双光路纹影仪实验系统能观察界面传质对流过程的三维变化,可深化对界面传质对流过程的认识。

双光路光纤液位测量系统的研制

介绍了一种用于光纤液位传感器的电路测量系统。根据光纤光强调制的特点,设计了一种采用LD激光器以及能够进行对称补偿的双光路接收电路,消除了外界环境非测量因素的干扰。经现场试验,得到了理想的测量结果,证明可用于石化工业等危险环境的液位高效在线连续测量。

双光路成像干涉定心系统设计

在光刻投影物镜镜片加工和装配时,为了满足磨边定心和装配定心阶段对镜片测量的量程、灵敏度和准确度不同的需求,本文提出了一种双光路准直成像复合干涉的定心方法,采用同一光路实现准直和干涉两种不同的测量方法,分别针对磨边定心和装配定心的测量需要.根据实际需要设计了测量系统的参量,根据该参量对系统的测量范围、灵敏度和准确度进行了理论分析.结果表明:该系统在准直测量阶段的测量范围从1μm到500μm,测量灵敏度最高为0.2%,测量准确度为1.02μm;在干涉测量阶段的测量范围从0.01μm到1.9μm,测量灵敏度最低为0.1%,测量准确度达到0.2μm,可以满足在磨边定心阶段大量程、低灵敏度、低准确度以及装配定心阶段小量程、高灵敏度、高准确度的定心要求.采用双光路成像干涉原理的定心系统满足了设计需求,可指导光刻投影物镜等高准确度物镜的生产和装调.