电磁监测试验卫星离子漂移计探测技术

依据电磁监测试验卫星的任务要求,自主研发了等离子体分析仪,用于探测电离层等离子体的离子密度、温度、成分、漂移速度和密度的涨落.等离子体分析仪由阻滞势分析器、离子漂移计和离子捕获计组成,其中离子漂移计用于探测离子垂直轨道方向的漂移速度.通过分析电离层等离子体的离子漂移速度特性,确定仪器的性能指标.离子漂移计传感器采用多层栅网压紧结构,栅网材料选用铍铜,各层栅网之间采用聚酰亚胺绝缘.依据技术指标,详细设计了离子漂移计传感器的窗口尺寸、传感器几何高度和收集极半径.在电子学电路设计时通过前放电路三个可调量程的设计,保证了电路测量范围和精度,并通过实验进行验证.在此基础上,借助意大利国家天体物理研究院行星际物理研究所的地面等离子体环境,完成了离子漂移计的等离子体环境测试.测试结果表明,离子漂移计垂直轨道方向漂移速度测量结果的变化趋势与转台设定值变化趋势一致,且测试精度指标满足设计要求,能够满足电磁监测试验卫星的任务需求.

用于双模式离子漂移管系统的法拉第盘离子检测器

双模式离子漂移管系统含有脉冲高压电场、大电流加热和气路驱动3种强电磁干扰源。为了提高离子检测器的灵敏度,必须抑制漂移管迁移区的脉冲高压电场、大电流、静电及其它环境噪声。本实验研制了一种新型的法拉第盘离子检测器,可有效抑制上述噪声,满足现有双模式离子漂移管系统对离子检测器的要求。

电磁监测试验卫星离子漂移计定标实验研究

离子漂移计用于探测离子垂直轨道方向的漂移速度.离子漂移计的定标实验包括电子学定标和等离子体环境定标.通过对自行研制的电磁监测试验卫星离子漂移计的电子学定标方法研究,测试得到离子漂移计的噪声、电流测量范围、增益和修正系数以及温漂等电子学定标参数.测试结果表明,离子漂移计的电子学性能优于设计要求,满足科学探测需求.此外,借助于意大利INAF-IAPS等离子体测试实验设备模拟电离层等离子体环境,对离子漂移计的等离子体环境定标问题进行了分析研究.等离子体环境下的测试结果表明,该离子漂移计在特征点处测量结果满足仪器指标要求,能够正确探测离子横向速度,且其相对精度满足设计要求.

高压气体电离室中离子漂移速度的实验测量

提出了一种在高气压下电离室离子漂移速度的测量方法,进行了理论分析,搭建了实验测量系统。利用DDC112电流积分放大器对充有4MPa氙气的高压气体电离室输出电流脉冲信号分别进行等间隔积分时间和步进积分时间采集测量,根据理论分析对测量数据分别进行二次和三次曲线拟合。通过拟合曲线系数间的比例关系计算出离子漂移时间,根据电离室结构和工作条件计算出4MPa氙气中氙离子迁移率为0.018 1～0.019 6cm2.V-1.s-1,并外推计算出0.1MPa氙气中氙离子迁移率为0.72～0.78cm2.V-1.s-1,与文献资料中的测量结果一致。

关于气体中离子漂移速度研究方法的介绍

气体中离子漂移速度的研究,对于气体电离辐射探测、离子迁移谱技术等领域有十分重要的意义。论文从实验测量和模拟计算两个角度,简述了研究气体中离子漂移速度的常用方法,包括:漂移管测量法、蒙特卡洛方法模拟、气体电子倍增器(GEM)测量法以及高压充气电离室测量法,并分析了各自的特点及适用范围。

热电子、双离子成分对离子漂移迴旋不稳定性的影响

分析了热电子、温(热)离子成分对离子漂移迴旋不稳定性的影响。给出了临界稳定热电子成分值α与温(热)离子成分值、离子温度比和离子抗磁漂移速度的关系;讨论了热电子、温(热),冷离子成分对不稳定性各谐频分支的影响;分析了热电子成分稳定作用的物理机制。

注入离子漂移管技术测量原子团簇结构

团簇结构测量是团簇科学研究中的一个重要课题，文章对近几年发展的注入离子漂移管技术进行了详细介绍与分析，该技术是目前测量团簇结构近似程度最高的技术，已在Ｃ，Ｓｉ，Ｇｅ及Ａｌ等原子团簇的结构研究中获得广泛应用。

强流脉冲电子束二极管等离子体漂移速度的研究

强流相对论电子束二极管阴阳极等离子体的形成和漂移 ,是二极管工作状态研究的重要组成部分。根据 Child-Langmuir定律和二极管导流系数 ,结合二极管阴极电子发射面积的变化模型 。

离子非线性极化漂移对动力学Alfvér孤波特性的影响

考虑离子极化漂移中非线性项对动力学Alfven孤波特性的影响,采用双流体模型研究磁化等离子体中低频动力学Alfven稀疏型孤波的特性.所得的结果表明,两种类型的动力学Alfven稀疏型孤波在磁层中大范围内均存在(参数β约为10-6-0.1,β为等离子体的热压与磁压之比,即β=2μ0 nT/B02),它们或以超Alfven速或以亚Alfven速传播.同时发现在β值较小(10-6-10-4)时,离子极化漂移非线性项对动力学Alfven孤波特性有较大的影响,不可忽略.而在较大值时(β～0.1),此修正作用不大.由于动力学Alfven孤波允许平行电场存在,故它对等离子体中带电粒子的加速和能化起重要作用;同时也对离子的横向加速有一定的作用,它使一种新的能量转换机制成为可能.

漂移时间离子淌度-四极杆-飞行时间串联质谱法分析寡糖同分异构体

分析糖类分子的结构是研究生物功能的必要前提,然而一种糖类常存在多种同分异构体,传统方法难以实现快速有效鉴别。本研究使用漂移时间离子淌度-四极杆-飞行时间串联质谱法将乙腈-水-甲酸溶液中的寡糖同分异构体分子经过电喷雾电离源电离,在漂移管内实现基于离子分子结构和带电荷数的分离,离子在四极杆中碎裂,最终被飞行时间质谱检测。寡糖同分异构体离子到达检测器的时间相差0.15~0.66 ms,能实现部分分离。此外,探讨了离子淌度-质谱(IM-MS)谱图分析时存在的多聚体碎片离子干扰问题。二级质谱使用注射泵直接进样,研究寡糖金属加合离子的裂解方式用于辨别同分异构体。最后,计算了两个寡糖系列的平均碰撞横截面积,可据此使用线性拟合预测同系列更长糖链离子的平均碰撞横截面积值。研究结果表明,漂移时间离子淌度-四极杆-飞行时间串联质谱法能有效实现寡糖同分异构体的定性分析。

热电子对低频等离子体漂移波的稳定作用

本文用磁流体理论导出了热电子等离子体中,等离子体密度梯度驱动的低频漂移波的色散关系,分析了热电子的稳定作用。热电子成分稳定等离子体低频扰动的物理机制是chargeuncovering效应,它只依赖于热电子同等离子体的密度比α,而不依赖于热电子的β值。热电子能降低等离子体交换模和漂移波的增长率,减少漂移波引起的等离子体反常输运损失。稳定等离子体交换模要求α2％,稳定等离子体漂移波要求α40％。理论上预示了在热电子等离子体中,等离子体漂移波是最重要的低频不稳定性。

低纬(海南)电离层等离子体漂移对地磁活动的响应

利用2003-2016年期间子午工程海南站(19.5°N,109.1°E)数字测高仪观测到的电离层等离子体漂移数据,分析了高低两种太阳活动条件下纬向和垂直向漂移对近磁静、中等磁扰和强磁扰三种地磁活动水平的响应特性.结果表明:日间纬向漂移各季节均以西向为主,随地磁活动无明显变化,白天日出附近和夜间漂移在各季节均以东向为主,随地磁活动增强而减弱,减弱程度在分季最大,在夏季最小;日间垂直漂移在零值附近变化,且不受地磁活动和季节影响,日落附近漂移仅在分季受到地磁活动的抑制,午夜前垂直漂移在分季受到抑制,在冬季因强磁扰而反向,夏季无明显规律,子夜至日出后垂直漂移在各季节随地磁活动增强而减小.与赤道区Jicamarca相比,两地漂移对地磁活动的响应相近,但在幅度和相位上存在差异,这可能是两地区的地理位置、背景电场和风场结构等不同造成的.

激光等离子体中相干Thomson散射的实验研究

在“星光 II”装置上进行了相干 Thomson散射实验。实验中以 0 .3 5μm激光为作用束 ,以 0 .53 μm激光作为探针光束 ,散射光采用反射式收光系统配光谱仪、条纹相机和CCD记录 ,得到较高时间和空间分辨散射光谱 ,分析得出时间变化的激光等离子体参数 ZTe和 ui。

海南地区电离层漂移对F10.7响应的分析研究

根据海南地区2002年3月～2004年3月期间的电离层等离子体漂移观测数据，分析了东亚低纬地区（海南）电离层等离子体漂移对太阳F10.7指数的响应特性.结果表明：（1）F10.7指数的强弱对垂直漂移速度的影响在春秋季最大，夏季次之，冬季影响较小；一天中又以日出日落附近影响最为显著，夜间次之，日间最小.（2）F10.7指数强弱对经向漂移没有显著的影响.（3）晚间东向漂移随F10.7增大而增强，日间F10.7弱时有强的西向漂移.（4）与赤道地区（Jicamarca 站）相比较，东亚低纬度地区电离层漂移对F10.7的响应有着较大的差异.

金刚石镀膜装置中的等离子体参数测量

利用平行马赫探针和单探针对金刚石镀膜装置中的等离子体漂移速度、离子密度及电子温度进行了测量 ,采用 Chung Kyu- Sun理论对平行马赫探针数据进行分析得到的马赫数为0 .2 8,电子温度为 5 e V,等离子体流速约为 980 m· s-1。单探针测得离子密度在 10 18～ 10 2 0 m-3的范围内 ,电子温度在 2～ 8e V的范围内。

用于电离层离子探测的多路微弱电流检测电路设计

针对电离层离子探测传感器对电流检测电路的需求,设计了一种适用于阻滞势电位分析仪和离子漂移计复用传感器的多路微弱电流检测电路。在放大模块设计中,分析并仿真对比了T型电阻网络和跨阻式电阻网络的噪声及直流偏置水平,研究了不同反馈电容下的噪声、带宽和时延等特性。为降低电路噪声水平,提高电路整体性能,设计了滤波模块、采集模块和高精密电源模块。实验结果证明:该电路系统具有良好的准确性、一致性、稳定性和实际应用性,可推广应用于电离层微弱信号检测领域。

离子淌度质谱结合轨迹模型确定二糖配合物气相离子结构

二糖的同分异构体由于结构相似难以直接进行区分,与碱金属离子非共价相互作用结合后会使其空间构型发生改变。利用漂移时间离子淌度质谱(Drift Time Ion-Mobility Spectrometry-Mass Spectrometry,DTIMS-MS)对乳糖、麦芽糖、纤维二糖及蔗糖4种二糖的碱金属离子配合物进行测量,结果表明,Cs;对纤维二糖和乳糖有较好的区分效果,其双峰分辨率R;=0.39;而K;对蔗糖麦芽糖效果较好,R;=0.74。另外,实验利用单场校正的方法对4种二糖金属配合物离子的碰撞截面(Collision Cross-Section,CCS)值进行了测量,同时通过密度泛函理论(Density Functional Theory,DFT)对二糖-金属离子复合物可能的结构进行预测,得到的结构分别通过近似投影(Projection Approximation,PA)模型、精确硬球散射(Exact Hard Sphere Scattering,EHSS)模型和轨迹(Trajectory Method,TM)模型计算其CCS理论值。3种模型得到的结果和实验值的相对偏差分别为-23.05%、11.79%和0.44%,TM模型与实验值吻合最好。根据此方法可总结出碱金属离子与二糖结构的结合位点,可进一步预测未知二糖离子配合物的结构及其结构,并对二糖同分异构体进行分离识别。

凸度仪电离室探测器时间响应特性研究

本文利用脉冲X射线机发射宽度很短的脉冲射线,通过分析数字示波器记录的电离室负载电阻上的电压信号,测量电离室内的离子漂移时间。利用该方法对凸度仪电离室探测器的时间响应特性进行了研究,给出了不同内部结构、不同电压及不同气压的电离室离子漂移时间的测量结果,并分析了误差产生的原因。实验结果表明,凸度仪电离室的时间响应满足在线测量热轧钢板的要求。

积分型前放输出电压统计涨落的估算

分析了积分型前置放大器输出信号的特点和影响因素 ,对其输出电压信号的统计涨落给出了估算方法 ,并对这一估算结果的应用做了说明。

离子声波漂移不稳定性的实验研究

当电子温度T_e远高于离子温度T_i,使电子相对于离子漂移速度V_d超过临界值V_(dc)时,电子分布函数在离子声波速度V_φ处的导数会大于零,离子声波则变成不稳定的.在长波极限条件下,可得到离子声波的增长率γ(K)