红外激光成像中的弱小目标的准确定位技术研究

由于红外激光成像中的弱小目标,存在信噪比低、无纹理信息和信号弱的特征,使得传统基于背景抑制的目标检测方法,无法将目标从复杂的背景中分割出来,检测准确率低。因此,将基于尺度空间的红外弱小多目标检测算法应用于红外激光成像中弱小目标的定位中,给出了红外激光成像中弱小目标定位硬件总体结构,其由传输控制模块、图像采集模块和弱小目标定位模块组成。采用传输控制模块TMS320F2812传递和处理系统中的图像,依据中央控制单元的命令对红外摄像机进行控制,通过核心芯片为XC95288XL的图像采集模块获取弱小目标图像,依据一定的字节顺序保存在RAM中。通过软件设计中的基于尺度空间的红外弱小多目标检测算法,完成弱小目标的准确定位。实验结果表明,该算法可在不同背景环境中,有效过滤干扰区域,准确检测出实际弱小目标,鲁棒性较高。

激光主动/红外共口径复合成像光学系统设计

提出了一种适用于弹载环境的主动激光成像/红外成像同轴共口径复合光学系统设计方案,设计完成了能够实现大视场扫描且具有优良成像质量的共口径复合光学系统。该系统采用了半角扫描机构在俯仰和偏航方向实现±15°扫描视场,并在-50℃~50℃温度范围内全视场成像质量接近衍射极限。

新型光束匀化激光红外热成像检测系统及应用

激光红外热成像检测方法具有检测距离远、检测速度快、检测结果可视化等优点,在纤维增强复合材料缺陷检测领域具有广阔的应用前景。为消除由于激光加热不均造成的检测能力较低等问题,本文提出和研究了一种基于衍射分束原理的激光光束整形和匀化方法,在此基础上开发了便携式光纤耦合光束匀化激光红外热成像检测系统,并将其应用于航空碳纤维增强复合材料结构快速检测上的应用研究,计算及实验结果表明该方法及系统大幅提升了激光光束的均匀度,有效消除了由于加热不均造成的背景噪声,提高了缺陷的检出率,可以实现对纤维增强复合材料内部分层脱粘缺陷和冲击损伤等的有效检测。与现有商用红外热成像检测系统相比,所开发系统具有更高的检测性能。

硅基半导体芯片激光红外显微成像系统研究

为了解决可见光显微成像技术无法实现硅基芯片内部结构观测的问题,根据1 064nm的红外激光对硅材料具有一定穿透深度的特性,设计了一种硅基半导体芯片激光红外显微成像系统.该系统采用数值孔径为0.42的长工作距显微物镜,通过音圈电机振动多模石英光纤消除散斑噪音,由系统观察CD-RW盘片道间距,表明系统分辨率可达到1.6μm,接近理论值,实现了对芯片厚度为70μm的静态随机存储器内部结构显微成像的观测.

激光扫描红外热波成像的温度场分析

针对激光扫描红外热波成像无损检测技术,重点介绍了其理论基础、检测原理、温度-时间曲线;建立了激光扫描热传导模型,运用傅里叶变换法求出了激光扫描无限厚样品表面温度场分布,并采用镜像热源法得到了激光扫描有限厚样品表面的温度场分布。在此基础上得出,根据材料热导率的不同,当激光的扫描速度达到合适的范围时,样品表面温度-时间曲线基本服从脉冲热激励的一维热传导模型,为激光扫描热波成像技术的发展提供了理论基础。

基于激光红外成像的城市河流微塑料表征与来源解析

以北京典型城市河流——通惠河为例,基于激光红外成像系统,对微塑料的赋存特征、潜在来源及生态风险进行了系统研究.结果表明,通惠河表层水体中的微塑料丰度为10~41个/L,平均丰度为(21.60±10.5)个/L;研究共检测出16种不同类型的微塑料,其中丰度较高的三类分别为聚酰胺(PA)、聚氯乙烯(PVC)和聚丁二酸丁二醇酯(PBS),其检出率分别为25.90%、22.20%和18.10%;水体中微塑料以粒径≤200μm的小颗粒为主,其占总颗粒数的91.20%;在形状方面,通惠河薄膜状微塑料占比最高,颗粒状次之,纤维状占比最低,三者所占比例依次为67.59%、22.69%和9.72%.根据实地调研和微塑料表征结果,推测通惠河微塑料可能来源于岸边生活垃圾的破碎风化、排污管道的老化以及污水处理厂出水中的微塑料残留.风险评估结果表明,通惠河下游水体微塑料潜在生态风险指数处于危险和非常危险等级,且PVC微塑料是引起通惠河水生态系统风险加剧的主要塑料类型.因此建议相关部门加强对人为源塑料尤其是PVC塑料的源头管控,为城市河流的生态环境安全与保护提供支撑.

基于激光红外成像系统的土壤微塑料分析技术与研究进展

梳理了激光红外成像系统分析土壤样品中微塑料的技术原理、前处理、样品转移、检测流程,归纳对比了物理分析和化学分析(显微镜分析、光谱分析、质谱分析)的技术应用与局限性分析,包括主要检测方法的技术流程、适用领域以及优缺点。在以上分析的基础上,归纳总结了激光红外成像系统在土壤样品微塑料检测中的适用性和先进性,方法能够在土壤环境中微塑料研究以及污染防控领域发挥重要作用。

激光扫描红外热波成像的双层结构温度场

为能准确描述激光扫描红外热波成像中样品表面的温度场特性,建立了高斯分布线型激光扫描热传导模型,导出了高斯分布线型激光扫描无限厚样品表面温度场表达式,得出当激光扫描速度达到合适的范围时,无限厚样品表面温度场基本符合一维热传导模型的结论;采用镜像热源法得到了激光扫描有限厚样品表面温度场表达式。根据热波反射与透射定律得出激光扫描双层结构的温度场数学模型,通过数值计算分析了不同缺陷深度和不同缺陷类型的样品表面温度场,为激光扫描热波成像技术判断缺陷深度和缺陷类型提供了理论基础。

增强型六氟化硫激光检漏成像仪的研制与应用

介绍增强型六氟化硫激光检漏成像仪的设计、研制与应用结果。在已有的SF_6激光检漏成像仪的基础上,利用图像信号处理等技术,对红外探测器接收的图像进行背景信号消隐,并对气体泄漏的信号进行增强处理,灵敏度大大提高。以视频显示六氟化硫微小漏点,可测得微小泄漏量10^(-3)cm^2/s。可在带电状态下对SF_6开关及气体绝缘全封闭配电装置实施准确、快捷的检测。为保证电气设备和电网安全稳定运行,并降低SF_6气体泄漏污染提供了有效检测手段。

含氧化叔胺侧基的水溶性酚醛树脂激光成像热敏膜的制备

通过两步法制备改性酚醛树脂。首先,利用环氧酚醛树脂F-48与二甲胺反应,得到叔胺化酚醛树脂,叔胺化树脂被双氧水氧化后得到最终目标产物。该新型树脂易溶于水。然而,当加热到160℃时这种树脂就会变得不溶于水。通过DSC和TGA测试氧化叔胺树脂的热性能。实验制备了一种含有该树脂和红外染料的热敏膜,具有激光诱导成像功能。结果表明,这种氧化叔胺树脂可用于研发免化学处理热敏CTP版材。

金属增材制造内部缺陷激光热波检测方法研究

金属增材制造是近年来发展迅速的一种高效材料加工技术,为了保障构筑件的质量和可靠性,应避免其内部形成对结构力学性能有显著影响的缺陷。本文研究了激光红外热成像检测技术在金属增材制造亚表面缺陷检测上的应用。首先,基于有限元仿真结果,研究了激光红外热成像检测对不同深度和尺寸的金属亚表面缺陷检测的可靠性,进一步地,考虑了粗糙表面对检测的影响,并对比验证了常用红外热成像序列处理算法的噪声干扰抑制性能;最后,对加工有人工内部缺陷的选择性激光熔融试件进行了实验验证。仿真和实验结果表明,激光红外热成像检测可以可靠地检出宽深比大于1的金属增材制造内部亚表面缺陷,通过常用的热成像序列预处理方法,可以有效地抑制粗糙表面干扰造成的空间噪声,此外,由于激光红外热成像检测技术具备高效、非接触以及可视化的优势,有望成为金属增材制造在线监测的可靠技术。

含氧化叔胺侧基的水溶性酚醛树脂的合成与成像性能

本实验通过一锅、两步法制备改性酚醛树脂.首先利用环氧酚醛树脂F-44与二甲胺反应,得到叔胺化酚醛树脂,叔胺化树脂被双氧水氧化后得到最终目标产物,即含强极性氧化叔胺基团的酚醛树脂.实验表明,该新型树脂易溶于水和一些强极性溶剂,如四氢呋喃、乙二醇独甲醚和N,N-二甲基甲酰胺等.在热的作用下,树脂能够分解并失去水溶性,但仍可溶于一些有机溶剂.由该树脂与830 nm激光增感染料匹配使用,树脂体系对红外光敏感,并能够通过中性水显影得到较为清晰的阴图型图像,表明该树脂有望用于免化学处理热敏激光成像领域.

太湖水体中微塑料和纳米塑料的鉴定和定量

近年来,微塑料(<5 mm)已在各种环境甚至生物体中被广泛检出。然而,人们对环境中粒径小于1μm的纳米塑料的赋存还知之甚少。以太湖竺山湾近岸带水体为研究对象,利用不同孔径滤膜通过分级过滤、H_(2)O_(2)消解、过滤富集等方法对水样进行处理,将样品颗粒分成3个尺寸范围(>20、1~20和0.1~1μm)。利用扫描电子显微镜(SEM)、激光红外成像光谱仪(LDIR)与热裂解-气相色谱-质谱联用(Py-GC/MS)等技术手段,综合分析太湖采样点水体中微塑料和纳米塑料的赋存情况。结果显示,水体中纳米塑料(0.1~1μm)主要以PET、PP和PS为主,并且其含量远高于微塑料。已有研究证明纳米塑料有更高的生态健康风险,因此需要对环境中纳米塑料的赋存情况进行精准的定性及定量分析。

电气设备中SF_6的泄漏检测与回收处理

泄漏检测与回收处理作为电气设备中六氟化硫技术监督管理的核心内容,有其重要意义。通过方法对比和原理分析对目前先进的六氟化硫泄漏检测技术与回收处理技术作了重点研究。红外激光成像检漏技术可带电进行、灵敏度高,能在15 m以内距离快速准确地定位设备漏气部位。新型回收净化处理系统的结构独特,吸附材料除杂性能强,气体回收利用率超过95%,净化纯度可达99.96%。实践应用表明,两项新技术在现场工作中能取得良好效果。

用于研究人凝血因子Ⅷ重链抗原表位的双色荧光免疫印迹分析法

目的:寻找更简便精确的方法来检测人凝血因子Ⅷ的抗原表位。方法:采用PCR技术从人凝血因子Ⅷ的克隆载体pENTR223.1/FⅧ上克隆出FⅧ重链(FⅧ-N)的cDNA。将cDNA插入原核载体pET21 a构建重组表达载体pET21 a-FⅧ-N,并转化大肠杆菌BL21(DE3),以IPTG诱导表达H is-FⅧ-N融合蛋白。以表达产物免疫BALB/c小鼠,制备小鼠抗FⅧ-N的抗血清。接着在重组表达载体pET21 a-FⅧ-N中引入内参F lagotag。对FⅧ-N进行定点突变,构建两个突变克隆N1和N2,对二者以及原FⅧ-N进行双色荧光免疫印迹分析。用双色红外激光成像系统进行扫描和定量分析,以绿荧光与红荧光的光密度比值表示突变克隆抗原性的大小。结果:双色荧光免疫印迹分析表明,突变克隆N1,N2的抗原性与原FⅧ-N相比均有显著下降(P<0.05)。FⅧ A2区的三个氨基酸残基Arg484,Arg489,Arg593对FⅧ-N抗原性起着重要的作用。结论:成功建立了人凝血因子Ⅷ重链抗原表位检测的双色荧光免疫印迹分析法。

以KRAS为靶标的抗结肠癌药物筛选系统的构建及应用

目的构建以KRAS为靶标的抗结肠癌药物筛选系统,为抗结肠癌药物筛选提供新的技术手段。方法首先选取细胞系并确定系统的技术参数,构建以KRAS为靶标的抗结肠癌药物筛选系统,设计实验验证筛选系统的有效性;而后将构建的筛选系统初步应用,筛选化合物库Z183593-L1200,并对筛选结果进行验证,验证筛选系统的可行性。结果完成筛选系统构建后,通过筛选系统(in-cell Western blot)测得的Hce8693和T47D细胞的KRAS表达差异与普通Western blot一致,筛选系统测定的siRNA系统的敲低效率与普通Western blot亦一致,筛选系统的有效性得到初步验证。筛选激酶抑制剂化合物库Z183593-L1200后,选取活性最好的化合物PF-04691502进行验证;浓度梯度实验显示,随着PF-04691502浓度升高则KRAS胞内含量降低,KRAS胞内含量对PF-04691502浓度呈梯度依赖性;细胞增殖实验结果显示PF-04691502对Hce8693细胞的半数有效浓度(IC50)为3.546μmol/L,进一步验证了系统的可行性。结论所构建的以KRAS为靶标的抗结肠癌药物筛选系统具有一定有效性和可行性,能够用于以KRAS蛋白为药物靶点的药物高通量筛选,为抗结肠癌的药物研发提供了新的筛选方法。

未来陆军的网络化精确攻击导弹

介绍美国陆军即将装备的一种借助网络对活动目标和时间敏感目标实施精确攻击的导弹,美国陆军称之为精确攻击导弹(PAM)。首先从总体性能、双模导引头技术、固体火箭发动机、数据链、飞行弹道特点等方面详细介绍了PAM,最后给出了作战使用情况。

青岛市生活饮用水中微塑料分布特征

目的探讨青岛市生活饮用水中微塑料的分布特征。方法对青岛市内不同水源类型的32个末梢水进行采样,每个样品取500 mL进行分析。利用激光红外成像(LDIR)分析水样中微塑料的种类、数量和粒径。结果 32份样品中,有25份检出微塑料,检出率为78.1%。所有样本中微塑料丰度(个/L)最大值高达360,M(P_(25),P_(75))为18(2.5,91.5)。在检出微塑料的样品中,微塑料丰度高于300个/L的样品2份,均来自城区地表水;丰度低于中位数的样品8份,均来自于农村生活饮用水。来自城区地表水的样品中微塑料检出率最高,为81.8%(9/11)。检出的微塑料为:聚酰胺、聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚苯乙烯、聚丙烯、聚氨基甲酸乙酯、聚甲醛酯、聚氯乙烯、聚砜8种。其中PET占比(85.8%)最高,其次是聚酰胺(8.5%)。生活饮用水中微塑料丰度随粒径的增大而减少,粒径为0~30μm的微塑料最多(49.7%),其次为30~50μm(28.4%),50~100μm(15.7%),100~300μm(6.1%)。结论青岛市不同水源饮用水的微塑料含量不同,城区高于农村,PET材料制品作为饮用水中微塑料的主要来源应被重点关注。