抗紫外型环氧丙烯酸酯微球光扩散母液的制备及性能研究

采用反相细乳液法制备了两亲型聚氨酯丙烯酸酯改性的纳米氧化锌(PUA-ZnO),将活性碳碳双键引入ZnO表面。在此基础上以PUA-ZnO、环氧丙烯酸酯、三乙烯四胺和烯丙基二甘醇二碳酸酯为反应体系,通过反应诱导相分离法制备了抗紫外型环氧丙烯酸酯微球光扩散母液,并进一步与透明UV树脂复配制成光扩散膜,探究了不同PUA-ZnO用量下光扩散母液对膜材光学性能的影响,并对光扩散膜抗紫外性能进行了分析。结果表明:PUA-ZnO用量为0.06g时制备的光扩散母液性能最佳,对应的光扩散膜能同时具有较高的透过率(80.4%)及雾度(88.5%)和良好的抗紫外效果,经紫外加速老化试验测试,相应膜材到达明显变色等级的时间延长了约72h,具有应用潜力。

散射光和直射光对高粱叶片光合功能的影响

C4等面叶作物背腹侧结构相似并分别暴露在散射光和直射光下。为阐述散射光和直射光对其光合功能的驱动作用,以高粱为材料,研究了散射光和直射光对叶片背腹侧光合功能的影响。结果表明,高粱叶片背腹侧解剖结构相似,其光谱学特性差异很小,与近轴侧相比,远轴侧的气孔密度、气孔下腔面积、维管束鞘细胞与叶肉细胞接触面积较大;在相同直射光下近、远轴侧均具有较高的光合速率,在近轴侧照光同时用PE膜封闭叶片受光侧气孔,观察到远轴侧在叶片自身透射光下能够维持较高的净光合速率;相反,近轴侧在自身透射光下光合速率很低;自然光照条件下一天内直射光和散射光强度差异很大,大部分时间的散射光强度明显低于远轴侧光补偿点。由此认为,高粱远轴侧光合作用主要由自身透射光驱动,散射光作用很小,该特性是对光环境的适应。这对田间等面叶作物生产管理、生态系统生产力的研究和高光效育种有重要意义。

散射膜日光温室中种植垄向对番茄生长和产量的影响

在普通薄膜覆盖下的中国日光温室中,普遍采用南北垄向的种植方式,但较短的南北种植距离限制了农机具的使用和作业效率的提高。该研究在散射光日光温室中(散射膜的雾度55%,透光率85%),对南北、东西2种垄向种植的番茄的光环境、生理和产量指标进行了测试分析,以探讨在散射光日光温室中采用东西种植垄向的可行性。结果表明:东西与南北垄向番茄冠层的光照累积量无显著性差异;东西和南北方向种植的番茄的叶面积指数(LAI)分别为4.34和4.29,SPAD值分别为(42.7±1.0)和(43.1±0.6),叶片净光合速率分别为12.8和12.4μmol/m^2·s,差异均不显著;2016年12月至2017年4月番茄的实测总产量,东西和南北垄向分为2 537.6和2 421.1 kg,也没有明显差异。因此,在散射光日光温室中种植垄向对番茄的生长和产量没有产生影响,可以采用东西垄向的种植方式来替代南北垄向进行番茄生产。

林窗内光照强度的测量方法

林窗内光强存在复杂的时空变化,对植物更新和生长有着重要影响,因此,林窗光照强度的快速测量方法是生态学家十分关注的问题。目前,测量林窗光强的方法可分为3类:(1)直接测量法采用光量子探头等仪器直接测量光强,但测量林窗光强异质性时十分费时费力。(2)模型估测法通过几何计算可快速估测林窗任意位置光强,但模型估测法将林窗简化为圆柱体或椭圆柱体,并忽略了许多林窗光强的影响因素,这极大影响了它的测量精度。(3)相片法采用半球面影像等相片间接计算相片拍摄点的光强,但测量林窗光强异质性时需要在林窗内拍摄大量相片;相片法具有较高精度,可区分直射光和散射光,其中,基于半球面影像的林窗光指数(gap light index)精度最高,使用广泛;基于几何计算的林窗光指数不仅具有较高精度,且可以快速测量林窗任意位置光强,该方法适用于林窗光强水平分布格局、垂直结构以及光组成成分(直射光和散射光)特征研究。

光滑物体表面反射光偏振特征分析及反射光分离技术

物体表面反射光由镜面反射光和漫反射光组成,针对光滑物体表面镜面反射光和漫反射光的分离问题,建立了一个结合镜面反射和漫反射共同作用的偏振态表征模型,并使用该模型对混合反射区域偏振特征进行分析。基于镜面反射光和漫反射光的偏振特征,根据镜面反射光和漫反射光在光滑物体表面垂直方向及平行方向上的分布关系,采用偏振正交分解的方法实现了镜面反射成分和漫反射成分的求解。利用镜面反射光图像和漫反射光图像之间的相关性,通过梯度下降算法得到镜面反射成分和漫反射成分归一化互相关最小值及其对应的镜面反射偏振度和漫反射偏振度,从而实现反射光的分离。通过对不同场景中获取的反射光图像进行测试,实验结果表明,该算法具有较好的反射光分离效果。

多向涡流风幕阻隔粉尘弥散的模拟实验

针对掘进面迎头粉尘弥散难以控制的难题,设计新型多向涡流风幕发生装置,并基于自行设计的模拟实验平台得出多向涡流风幕风流运移及阻隔粉尘弥散规律。研究结果表明:风流运移规律为多向涡流风幕与迎头距离L_c越大,压抽比Y、压风量Q_f及轴径比Z越小,越利于形成风流均指向迎头运移的阻尘风流场。阻隔粉尘弥散规律为粉尘质量浓度基本随巷道断面与迎头距离的增大而减小或波动减小;随着L_c的增大,阻隔粉尘弥散能力先减小后增大;Y、Z越小,Q_f越大,越利于阻隔粉尘弥散。通风参数变至一定值后,形成阻尘风流场的均匀程度及阻隔粉尘弥散能力基本稳定,并确定了实验掘进面较优通风参数为:L_c=20 m,Y=5:4,Q_f=300 m^3/min,Z=1:9;该参数时全尘、呼吸性粉尘的降尘率平均值分别为95.85%和94.32%。

日本太阳辐射模型的研究概况与评析

太阳辐射模型是太阳能应用的一个非常重要的基础．本文介绍了日本太阳辐射模型的研究概况，并对其进行了评析．

PERL硅太阳电池的性能及结构特点

报道了ＰＥＲＬ硅太阳电池的研制结果，在ＡＭ１．５、２５℃条件下，电池效率＝２３．７６％。阐述其结构设计上的主要特点，并分析了高性能的机理。

激光开槽埋槽电极硅太阳电池的性能及分析

报道了面积为４５ｃｍ２的激光开槽、埋槽电极硅太阳电池的研制情况。在ＡＭ１．５、２５℃、１００ｍＷｃｍ－２的条件下，测试３６片该类太阳电池，其输出参数的平均值为：Ｊｓｃ＝３６．１ｍＡｃｍ－２，Ｖｏｃ＝６３３ｍＶ，Ｆ．Ｆ．＝０．７９８，η＝１８．２３％。最后，分析了该类电池特有的工艺及结构设计的作用机理。

太阳直射辐射和散射辐射的模拟及分离

本文根据北京近10年太阳辐射和空气湿度资料,统计出了昙天、阴天太阳直射辐射强度与总辐射强度之间的关系。建立了识别晴天、昙天、阴天三种天气类型的模式;探讨了太阳直射辐射强度、散射辐射强度的模拟及分离方法。最后,将模拟值与实测值进行了分析比较,结果发现两者十分吻合。

基于光场偏振特性的目标表面漫反射分量获取技术

针对三维成像、图像匹配及模式识别等领域中目标表面镜面反射光成分影响所导致成像效果受限、特征识别准确度低等问题,提出一种基于光场偏振特性的目标表面漫反射光分量获取技术.该技术通过对反射光场中镜面反射与漫反射分量的偏振特性进行深入挖掘,充分利用各分量之间的偏振差异性及彼此独立性的特点,建立线性约束模型;此外,通过确定线性约束模型的最佳混合系数矩阵,实现复杂反射光场中对漫反射分量的精确获取和解译.仿真与真实场景数据处理结果表明,该技术能够有效地分离复杂光场中的漫反射光分量,解决了目前三维成像及模式识别技术中对纯漫反射条件的依赖,为被动式远距离三维成像技术在复杂反射光场中的应用奠定基础.

近背向散射测量系统中漫反射板的特性研究

通过分析激光聚变中近背向散射光的收集方式,提出了采用漫反射板收集近背向散射光的方法。通过对漫反射板的应用场景分析,提出了需要研究的漫反射板特性,并搭建了漫反射板特性测量装置。测量并分析了漫反射板的方向半球反射比、双向反射分布函数、面均匀性、真空特性和紫外特性。分析结果表明:F4目标板具有接近于0.99的高反射率,光谱平坦性,近似余弦分布的双向反射分布函数,较高的面均匀性,以及较小的紫外真空影响。因此,F4目标板满足激光惯性约束聚变中近背向散射光的测量需求,采用漫反射板收集近背向散射光的方法可行。

计及反射辐射的分布式光伏阵列建模研究

针对分布式光伏阵列传统建模方法不能考虑阵列自身安装特点及周边复杂太阳辐射环境,从而导致模型不准确的缺陷,文章提出了一种计及反射辐射的光伏阵列建模方法。利用气象站采集数据,通过研究建筑物立面对光伏阵列产生的反射辐射,建立了反射辐射模型。同时,根据太阳位置、建筑物以及光伏阵列相对位置关系,分析建筑物对光伏电站的遮挡影响,建立了复杂环境下光伏阵列辐射模型。以光伏组件的输出数学模型为基础,结合光伏阵列的安装方式,通过叠加法得到光伏阵列输出模型,并通过实验验证了模型精度。

日光温室顶部菲涅尔透镜的光热分离特性

为了进一步提高日光温室内主动蓄放热的热能利用效率,该研究在日光温室内的顶部空间,构建了基于曲面菲涅尔透镜的直散分离系统,该系统对顶部区域的空间利用率为25.8%。利用光学仿真软件对不同入射角的太阳光进行追踪,并对该曲面菲涅尔透镜在典型日条件下的接收效率和焦斑分布进行分析,得到一日内的变化规律。在直射光集热测试方面,正午时段内,该系统的集热效率可以达到45%。对比散射光环境对温室的影响,发现试验区全天光照度减小约为10%~40%。该文以主动集热土垄加温系统提升栽培土垄温度作为试验组,并与不加温对照组进行了比较。试验结果表明,系统可提高土垄温度4.5~5.0℃。连续晴天情况下,土垄加温系统的COP(coefficient of performance)为1.5~1.9。研究表明此新型温室集热方式可提高空间利用率,改善温室内光热环境,同时利用午间强直射光集热,实现太阳能综合利用。

漫反射对白光可见光通信系统性能影响的实验研究

针对室内白光可见光通信系统基本集中在直射链路的研究时忽视了漫射链路实际应用价值的问题,通过建立一个封闭的实验空间环境,设计可见光通信实验系统,测量漫反射信号的空间分布规律,探索漫反射信号在实际环境中应用的可行性,并进行了基于漫反射的白光可见光通信实验。实验结果表明:漫反射为可见光通信直射链路中阻塞、阴影所导致的信号中断以及室内角落通信质量差等问题提供了解决途径。

城市森林群落林冠结构与林下光环境的关系

城市森林群落是城市生态系统的重要组成部分,研究城乡梯度下城市森林群落林冠结构与林下光环境的关系对提高广州城市森林质量、创建珠三角国家森林城市群具有重要意义。采用经典群落学调查方法和半球面影像技术,定量研究了城市森林群落林冠结构对林下光环境的影响,并筛选出对林下光环境影响较强的林冠结构因子。结果表明:1)市区、近郊和远郊森林群落的林冠结构参数没有遵循同一变化模式。3个城市森林群落林冠层的胸径在不同区域间差异不显著(P>0.05),但树高、林冠开度与叶面积指数在不同区域间均呈极显著差异(P<0.001)。2)沿城乡梯度,3个城市森林群落林下直射光、林下散射光和林下总光照的差异性均达到极显著水平(P<0.001),林下散射光与林冠结构的关系更密切。近郊和远郊的冠层林下光环境特征相似,均与市区差异显著。3)沿城乡梯度,城市森林群落林冠结构对林下光环境的影响不一致。胸径和树高对林下光环境无影响,林冠开度的影响较小,但叶面积指数的影响较大。

石门台亚热带森林不同演替阶段冠层结构与林下光照特征

以时空替代法在广东石门台自然保护区选择3种分别处于演替前期、中期、后期的森林群落为研究对象,探讨了亚热带森林群落在不同演替阶段的冠层结构与林下光照特征.结果显示:亚热带森林不同演替阶段冠层结构与林下光照差异均极显著(P<0.000 1),且随演替进展,其林冠开度和林下光照显著减少、叶面积指数显著增加(P<0.01).相关分析表明,林下光照因子与林冠开度呈显著正相关(P<0.01),与叶面积指数呈显著负相关(P<0.05).典型相关分析进一步表明,林冠开度对冠层结构的反映程度比叶面积指数高,冠层结构对林下散射光的影响比对直射光大.综合分析表明,随着演替进展,亚热带森林群落冠层逐渐郁闭,林下光照也随之减少,采用林冠开度评价冠层结构演替动态效果最佳,林下直射光比散射光变化更复杂.