无中微子双贝塔衰变实验发展沿革与未来展望

无中微子双贝塔衰变是一种重要的超出标准模型的新物理。在数十年理论和实验的发展与探索的基础上,人们对其可能的物理机制以及实验的技术需求已有较为深刻的理解。国际上有多个实验组通过不同的探测器技术尝试寻找无中微子双贝塔衰变事件,并对半衰期下限给出了1026年量级的限制。目前各实验组正在积极进行下一代实验装置的预研和建设,致力于将半衰期灵敏度提高到1027年以上。中国正依托锦屏地下实验室国际领先的实验环境,开发多个不同路线的探测技术。文章将概述国际上主要的大型无中微子双贝塔衰变实验的现状,并展示在锦屏地下实验室中探索这一前沿物理领域的前景以及基于不同探测器技术的实验方案。

灾后救援生命探测仪的现状和发展趋势

生命探测仪作为灾后及时救援的一种设备,在定位、探索与搜寻生命体方面发挥着不可替代的作用。分析了目前所使用的生命探测仪即雷达生命探测仪、音频生命探测仪、红外生命探测仪及其他种类生命探测仪的工作原理、技术特点、使用场景及优缺点,并结合实际应用指出上述生命探测仪存在的问题:①探测技术单一,综合集成化不高。②探测方式传统、设备智能化程度不足。③探测仪零件未统型,设备维修困难。④部分生命探测仪体积较大,携带不便,影响救援效率。针对现有的不足和问题,提出生命探测仪的发展趋势:①提高生命探测仪的集成程度,设计使用采集信息的多源化融合的生命探测装置,使用多种信息源来进行生命信息的获取探测。②提高生命探测仪的智能化水平,赋予生命探测仪部分自主决策权,降低由于操作人员操作不当导致的生命探测误差。③设计模块化的生命探测仪,并制定相关的标准规程,对同种生命探测仪的零件进行统型,降低生命探测仪的维修和保养难度。④提高生命探测仪的电路板设计精度,充分利用空间构造,在不缩减生命探测仪功能情况下减小体积,提高便携性。

凹陷管道建模方法及其力学性能影响参数研究

利用三维扫描仪对凹陷管道进行数据采集及建模,评价了凹陷管道处的剩余强度;在建立模型的基础上,运用ABAQUS软件对三维建模的含凹陷管道进行有限元分析,采用数值模拟的方法进行了应力应变分析;通过几何变形检测方法对凹陷管道进行检测,计算并分析凹陷管道处的应力应变,对凹陷管道的承载能力进行了评估;对管道有/无内压两种情况进行了对比分析。结果表明,在有/无内压两种情况下,凹陷处的最大Von Mises应力相差较大;在有内压情况下,最大Von Mises应力位于管线凹陷处的周边,而不是凹陷处;在有内压情况下,凹陷附近区域的最大等效应力为22.6 MPa,而无内压情况下的最大等效应力为14.8 MPa;压头设置50 mm的向下位移约束,管道所受的最大Von Mises应力分布在凹陷最深处,其值为710.3 MPa,最大等效应变为8.99%,分布在凹陷管道的内侧。在工程应用中,采用三维扫描技术可以更快捷地得到管道凹陷的轮廓,利用输出数据为后续的应力应变分析、管道评价以及修复提供技术支持。

雷达生命探测仪用生命体征模拟系统研制

根据雷达生命探测仪标定测试与实战训练的应用需求,开展了雷达生命探测仪用生命体征模拟装置的研究。该装置实现了埋压人员不同阶段时呼吸与心跳运动的模拟,同时具有真实的人体胸廓曲线与解剖标志,既能满足实验室精准快速的测试要求,也可以适应复杂严苛的废墟演练现场。通过本模拟系统的研制,为现有雷达生命探测仪提高对微弱生命体征信号探测的准确性提供了测试对象,也为消防队伍有效开展埋压人员搜救训练演习提供技术支持。

基于DSP的非接触生命探测系统中信号处理单元的研制

一种基于TI公司DSP芯片TMS320VC5410A,用于非接触生命探测系统中的信号处理单元。详细阐述了系统的硬件构成和软件设计以及生命参数信号的采集与处理。该系统体积小、功耗低、操作简单、携带方便,特别适用于野外生命探测场所。

雷达式生命探测仪中人体数量识别技术的研究

针对雷达式生命探测仪穿墙检测到人体的呼吸信号的非平稳特性 ,采用短时傅里叶变换、频谱图 ,对单人、多人的呼吸信号进行分析 ,并通过奇异值分解有效地提取特征矢量进行模式识别 ,能够成功地识别单人和多人。实验结果表明 ,基于短时傅里叶变换的奇异值分解法能够稳定、有效地提取特征矢量 ,从而达到对雷达式生命探测仪中人体数量的较准确地识别。

雷达式生命探测仪中强杂波对消技术的仿真研究

雷达式生命探测仪在探测废墟下存活的人体时,由于废墟对雷达波束的反射产生的强杂波导致后续放大电路饱 和使探测仪无法正常工作。针对上述问题,提出一种强杂波对消技术,通过建立系统的数学模型、进行计算机仿真及对 结果进行分析讨论,为该对消技术应用于实际而提供理论依据和方法。

PDA在雷达生命探测仪中的应用研究

目的:为了实现雷达生命探测仪设备的小型化。方法:采用C#语言在Visual Studio.NET开发平台下,开发PDA控制雷达生命探测仪的软件系统。该系统包括对雷达的控制、运动和静止目标实验数据的接收和处理、探测结果的显示。结果:初步实现了基于PDA对雷达生命探测仪的控制,完成了对探测区域内目标的识别。结论:要想克服环境因素限制和避免不正常微动信号造成系统的误判,需要不断调试、检测软件系统的稳定性,从而逐步完善整体性能。

新型生命救援信息技术的研究探讨

分析现有的生命救援信息技术,找出其发展的主要障碍和局限性。提出了以数字信息代替模拟信息,以应答技术代替回波测量技术的新型生命救援信息技术研究思路,将射频识别(radio frequency identification,RFID)技术与生物医学工程技术相结合,研究设计了生命应答器并对生命应答器技术的优势和应用瓶颈进行了分析。

基于电磁能的生命探测技术研究(英文)

根据人体在电磁场中的感应特性以及电磁波的能量转换规律,提出了基于电磁能的生命探测器设计方案。首先探讨该探测器的理论原理,它是利用电磁波发送和接收的能量转换规律及人体在磁场中的感应特性,研究了人体对电磁场中能量转化的影响;接着利用该原理研制开发了生命探测器,并进行实验验证。实验结果表明,当人体进入该探测器产生的静电场时,探测器能够正确检测到人的存在。

微波成像生命探测仪地震模拟环境测试方法研究

破坏性地震发生后,埋压人员的快速搜索是地震救援工作成功的重要因素。微波成像生命探测仪作为当前废墟搜索的装备之一,近年来得到了广泛应用。但救援队利用现有综合训练场地进行该类装备的测试方法,在装备针对性测试和深度功能认知方面存在着一定局限性,影响了微波成像生命探测仪的现场使用效率和技术发展。为此,本文在充分调研国内外主流地震模拟废墟训练场地的基础上,提出了相关的改进意见,结合汶川地震废墟三维采集数据和队伍实战经验,给出微波搜索装备综合测试方法,并在国家地震紧急救援训练基地完成了测试平台的搭建,取得较好的装备测试效果,为应急救援装备电子化和标准化测试提供参考。

军用工程化微型分置式焦平面杜瓦的研制

详细介绍用于封装288×4、288×1长波红外HgCdTe焦平面探测器芯片和256×256中波红外 PtSi焦平面探测器芯片的分置式焦平面杜瓦的研制情况。该型号产品实现了工程化、实用化、具有良好通用性、可生产性和可扩展能力,具有自主知识产权,产品各项技术指标达到了国际先进水平。

红外探测器封装技术

探讨了目前红外探测器的封装工艺,对红外探测器的机械连接、电连接、窗口气密性焊接、引线盘工艺、表面处理工艺这几个关键工艺技术进行了比较深入细致的分析,总结了影响探测器正常工作的主要因素。

航天InGaAs短波红外探测器步进应力加速寿命试验研究

随着航天应用InGaAs短波红外探测器的迅速发展,其可靠性问题日益突出。选择温度为加速应力,通过步进应力加速寿命试验方法对800×2双波段集成的InGaAs焦平面探测器进行了研究,获得了InGaAs焦平面模块失效机理保持不变的最大温度应力范围和失效模式,利用温度斜坡模型计算得到了样品的失效激活能,为进一步研究该器件的可靠性问题提供了依据。

星载辐射制冷器地面液氮制冷装置研制

介绍了液氮制冷装置的设计原则、技术指标与要求、绝热结构、绝热材料、抽真空工艺的选择及各项性能试验。试验结果表明， 该制冷装置具有真空寿命长、无振动、无电磁干扰、温度稳定性好、操作方便、体积小等优点， 是星载红外多光谱扫描仪理想的地面制冷设备， 也是一种工作波长在８～１４ μｍ

基于综合智能算法的新型救援机器人路径规划研究

为满足救援机器人在特殊工作环境下的成功避障和趋于目标,设计了一种新的机器人总体结构,采用超声波传感器收集周围距离信息并采用生命探测仪扫描周围环境将结果用于指导机器人到达事故地点.为提高结构化和非结构化交互环境下救援机器人的避障成功率,提出一种自适应模糊神经网络路径规划算法,利用障碍物信息生成相应的模糊控制规则,并将模糊算法构建成神经网络结构形式,使得规则的在线精度和神经网络的学习速度均有较大的提高,同样可使救援机器人具有较为迅速的反应能力,实现机器人连续、快速地避障并顺利搜索到指定目标.系统仿真证明了该算法在救援机器人路径规划中的有效性.

红外探测器寿命试验设备真空系统研制

对于空间应用的红外探测器组件,定数截尾寿命试验是一种很重要的可靠性试验方法,其统计结果是可靠性预测的重要依据。考虑到红外组件试验过程的高真空要求,设计了一种多工位真空系统。在完成系统的结构设计和关键部件的真空设计后,进行了生产加工并通过了实验验证。实验结果表明,本文设计的真空系统功能可正常运行,系统空载真空可达到2.42×10-5Pa,满足等工位真空度优于3×10-4Pa的系统要求。

火星生命探测的未竟之旅

本文扼要回顾了迄今为止火星探测计划和己发射的火星探测器,着重从探测火星主要是寻找生命这一核心主题,介绍进行火星探测的科学目的、生命探测方法、所用的仪器设备和取得的主要探测结果,同时略述下一步火星生命探测用的新仪器-尤利生命探测器。

采用物联网技术的震后多生命体目标定位研究

针对多数生命探测装置只能探测震后灾害环境某一区域的生命体信息的现状,采用物联网技术,将大量超声传感器节点分布于现场环境中,对各个区域内的生命体进行定位.为提高多生命体目标定位性能,发射端采用混沌编码和二值频移键控构造超声传感器的扩频发射信号,相关技术被用于接收端解扩.采用了遗传算法优化混沌初值以提高回声信号相关效果.实验结果表明,物联网超声传感器节点采用优化二值频移键控作为发射信号可实现多个生命体同时定位,定位绝对误差在4.0cm以内.

基于生命特征信号检测方法的研究

生命探测雷达是一种用途广泛的主动式生命探测设备。通过分析生命信号探测雷达实测数据,本文提出高斯色噪声杂波模型和谐波生命信号模型,根据生命信号频率极低、准周期、低信噪比、其极容易淹没在强杂波背景下的特征,本文分别用传统FIR滤波方法和小波变换滤波方法进行杂波抑制和信号检测,实验结果表明:小波变换滤波方法比传统FIR滤波方法的群延迟小,信噪比约提高4.525dB,并且计算量很小,具有较高的稳定性和有效性。