宽谱段光纤光谱仪

为满足野外现场矿物分析、遥感地面验证光谱分析等的需要,研制了实现光谱覆盖范围在400～2500nm的宽谱段光纤光谱仪,介绍了仪器研制过程中的光学、机械与电子学设计。光学系统采用了光栅分光的水平反射式光路,对于不同的光谱探测谱段,采用了三路线阵探测器在光谱面的3个方向立体交错放置进行探测;用CPLD(complex programmable logicdevice)实现对三路线阵光电器件时序逻辑信号的发生与驱动;采用14位高速ADC进行数模转换;采用USB2.0实现通讯。仪器体积小、光谱分辨率高、信号质量和测量速度等方面均达到了满意效果,测试结果表明,仪器实现了宽谱测量,光谱数据理想。

蔬菜中西维因农药残留监测用荧光光谱仪的研究

根据西维因农药受到紫外光激发能够发出荧光的特征,利用脉冲氙灯作为激发光源,利用光纤进行传输和探测荧光,并结合电荷耦合器件(CCD)光谱探测技术,设计出了一套能够测量农药含量的荧光光谱仪器.分别利用稳态光谱仪和该仪器实现了对黄瓜中西维因农药残留的快速测定.实验结果表明,在激发波长为319 nm和荧光发射波长为647 nm情况下,西维因的线性范围为0.0～120 μg/L,最低检出限LOD为5×10-7 μg/L,线性相关系数r为0.9991(S/N=5).该仪器可满足荧光检测的需要.

顺流串联流化床流动特性研究

针对攀枝花钛资源钙、镁含量高的特点,研究了快速流化床 湍流床 快速流化床三级串联组成的顺流串联流化床的流动特性。采用光导纤维测速仪和压力计,研究了固相的停留时间和流动形态。对快速流化床的流化速度、湍流床的轴向和径向浓度分布以及抗粘结能力进行了考察。用功率谱密度函数表征床层的活跃程度,定性地说明了湍流床抗粘结能力提高的幅度。

温度解耦大量程光纤光栅应变传感器

飞机载荷参数测试中,部分结构会产生较大的应变集中点,为解决飞机结构大量程应变监测问题,提出了一种温度增敏、应变减敏的光纤光栅大量程应变传感器。分析了光纤光栅传感理论,设计了一种新型传感器基底结构,并对其进行有限元分析。对封装完成的传感器进行了温度标定、温度重复性及应变标定试验。试验结果表明:在10~60℃的环境下,封装完成的光纤光栅应变传感器温度灵敏度达到44.959 pm/℃,较裸光纤增敏4.5倍,线性度达到0.999;同一温度下中心波长变化量在±4 pm;在0~2000με的条件下,应变灵敏度为0.79 pm/με,较裸光纤减敏1.52倍,线性度达到0.999,多次应变循环重复性为±5 pm。封装完成的传感器具有较好的灵敏度和一致性,能满足飞机结构大量程应变的精确测量,在飞机应变集中结构的监测中具有发展前景。

井下流体光纤在线光谱分析仪关键技术

利用离散光谱法实现了可应用于井下原油在线成分分析的光纤在线测量系统。给出井下流体的光谱测量的基本原理以及建立还原模型的基本算法。传统的全谱测量方式很难满足井下应用要求,为此提出了波长选择算法以简化传统光谱测量系统设计。该波长选择算法以全光谱数据为基础进行波长筛选,最终选取了11个特征光谱来代替传统的全谱扫描。以测得的吸收谱线为基础进行模型精度实验,实验表明利用离散光谱点建立还原模型和利用全光谱建立的模型具有很好的一致性。采用离散光谱法简化了系统结构,并可应用于井下在线分析。该系统可同时对井下油、气、水进行检测,也能对原油和油基钻井泥浆混合物进行在线测量,测量误差仅为2%。