虚拟测试系统中模块化仪器关键技术研究

自主研发的虚拟测试系统包括图形化软件开发平台LabScene和基于各类总线的模块化仪器,整套系统能够进行灵活的二次开发,应用于测试测量领域。详细阐述了模块化仪器研制过程中涉及的关键技术及其设计思想,并对系统在实验教学中的应用进行了介绍。实践表明,研制的模块化仪器为虚拟测试系统提供了完善的硬件平台。

近红外光谱仪中的数字锁相技术研究

本文分析了光栅扫描型近红外光谱仪中光谱信号频率波动引起的测量误差问题,提出了一种同步整周期采样的正交DPSD方法,讨论了实现这种方法的几点注意事项。最后,给出了这种方法与原模拟锁相放大器的信噪比对比测试实验结果。理论分析和实验结果表明:此方法与模拟锁相方法相比输出信噪比提高了一倍多,可以应用于近红外光谱仪的微弱信号检测,能够精确地从噪声中提取出光谱信号,达到了良好效果。

强场源TEM测量仪器和在大型矿山接替资源勘探中的应用研究

针对矿山噪声强、要求勘探深度大的特点,应用强场源TEM测量仪器,采用双发射信号同步叠加增大发射磁矩,即通过增大发射电流和合理选择发射回线边长,提高瞬变信号晚延时的信噪比的方式提高有效勘探深度。在安徽铜陵凤凰山铜矿的实际勘探中,采用吉林大学研制的 2个ATEM-Ⅱ型发射机同时工作,将发射电流由 2. 4A增大到 38 .5A,晚延时瞬变信号的信噪比由 0 .275提高到2. 93,有效探测深度达到 650m以上,表明强场源TEM测量仪器在寻找大型矿山接替资源勘探方面具有较好的发展前景。

基于虚拟仪器技术微型阻抗测试仪的设计

基于虚拟仪器技术采用相关算法改进了传统自由轴阻抗测试法,详细探讨了基于USB总线的微型阻抗测试仪的设计思想,分别从软硬件两方面对硬件系统模块设计和基于相关原理的关键算法作了重点阐述,最后给出了系统的测试结果。实践表明,基于虚拟仪器技术的阻抗测试仪不仅改变了传统测试方法,用软件替代了硬件,提高了测量精度,而且实现了仪器微型化、智能化和网络化,代表了测试测量仪器的发展方向。

第四代仪器——三层网络化仪器之管理层响应连接研究

回顾了科学仪器的发展历程,在提出组成第四代科学仪器(基于网络的仪器)的结构的基础上,对管理层与其他层的响应连接方式进行了初步研究,提出了三种响应连接方式。

第四代仪器——三层网络化仪器之管理层工作模式和运作方式研究

在第四代仪器——三层网络化仪器概念与结构的基础上,对组成第四代科学仪器(基于网络的仪器)的最核心部分管理层的工作模式与运作方式进行了研究,提出了管理层的主动与被动两种工作模式,并对管理层在被动模式下的运作方式进行了讨论。

探寻地壳深层次奥秘的利器 近地表弹性波地下目标探测成像系统及应用获吉林省科学技术进步奖一等奖

由吉林大学林君等人领导的"近地表弹性波地下目标探测成像系统及应用"项目组,多年来在近地表地震勘探领域开展了广泛而深入的研究,取得了卓有成效的成果。有关项目资助计划的实施,促进了成果的产品化进程,2001年近地表地下探测弹性波成像系统列入吉林大学科技园孵化项目,2002年电磁驱动可控震源系统列入长春市新星创业计划,其中一项成果获2002年教育部科技进步二等奖、2003年获吉林省科学技术进步奖一等奖。目前,该成果已在矿产、油气资源调查、城市活断层探测和地下水资源勘探中得到了广泛的应用。 吉林大学林君等人完成的这一科技项目,是由国家自然科学基金委员会、国家九五攻关、原地矿部、中国地质调查局、国家"十五"863项目、国土资源部等部门和机构先后资助的,投入资金358万元。

利用瞬变电磁技术进行地下水资源勘察

为解决内蒙古白旗地区水资源严重短缺的问题,采用瞬变电磁技术进行水资源勘察.本文通过分析平原地区含水层的矿化度和孔隙度对岩石电阻率的影响,得出在内蒙古干旱牧区浑善达克沙地的含水砂砾岩电阻率值为75～150 Ω·m之间变化.以导电球体为模型来计算地下含水层异常的可分辨时间窗口,确定该区地下含水层异常出现最大值的探测条件.瞬变电磁技术在结合已知自流井的电性差异基础上,可以对地下水的含水层和含水深度进行准确勘察,确定新的水井5位置,经钻孔验证喷水量达到每小时100m3以上,满足白旗供水需求.验证了瞬变电磁技术在地下水资源勘察中的有效性,为西部地区水资源的评价提供了重要的技术依据.

基于非晶态合金的感应式磁敏传感器的研究

通过对基于非晶态合金为磁芯的感应式磁敏传感器的结构、原理、检测电路及所研制的磁敏传感器的频率补偿的研究 ,优化了设计参数、改善了传感器的灵敏度和频率特性 ,使其满足了混场源勘探的需要。

便携式矿物近红外光谱仪器的研制

为实现野外现场矿物分析,仪器采用了交叉复折式单光路光栅扫描分光系统。解决了系统部件安装空间与系统体积之间的矛盾。采用正弦传动等结构,保证了仪器的精度;采用锁定放大、同步累积等微弱信号检测方法,提高了系统的信噪比;采用低功耗设计和间断式工作方式,大大降低了系统的功耗。测试实验对比表明其主要技术指标已经接近国外同类产品的水平。

瞬变电磁法浅层探测技术

从理论上推导发射电流关断时间对瞬变电磁法勘探结果的影响,给出均匀半空间大地模型重叠回线互阻抗计算方法,分析阶跃关断与线性关断早期瞬变响应的区别,讨论了线性非零关断瞬变电磁法发射信号对浅层探测结果的影响。利用IGBT(绝缘栅双极型晶体管)实现瞬变电磁法发射电路,减小发射机关断时间,使之接近理想的阶跃函数,消除非零关断的影响,解决了加大发射电流与快关断的矛盾。实验结果表明,减小发射电流关断时间,可以提高瞬变电磁浅层勘探结果分辨率,减小瞬变电磁法勘探盲区。

利用瞬变电磁技术进行地下水资源勘察

为了解决内蒙古白旗地区水资源严重短缺的问题,采用瞬变电磁技术在该区进行了勘察。通过分析平原地区含水层的矿化度和孔隙度对岩石电阻率的影响,并以导电球体的模型计算地下含水层异常的可分辨时间窗口,确定该区地下含水层异常出现最大值的探测条件。在结合已知自流井的电性差异基础上,对地下含水层和含水深度进行准确勘察,确定新的水井位置,经钻孔验证涌水量满足了白旗地区供水水源的需求。

瞬变电磁法中数据取样处理方法的研究

通过对瞬变电磁法中信号检测技术的研究 ,针对密集均匀分布的多点数据采集方式 ,提出对原始数据进行近似等对数间隔 ( 1.2倍关系 )抽道取样并采样数据窗内的数据进行几何平均的算法 ,可提高信号对噪声的抑制能力。

液动射流式冲击器冲击功测量方法及仪器研制

冲击功、冲击频率等性能参数的测量对液动射流式冲击器的理论建模、性能评价及结构改造起到了至关重要的作用。传统测量方法由于种种缺陷不能准确方便地获取冲击器的性能指标,本文提出了一种新型测量方法,通过线性霍尔传感器非接触测量冲锤末速度,计算冲击功、冲击频率等关键性能参数。本文还基于虚拟仪器技术研制了冲击器性能参数测量仪器,给出了仪器研制方法及关键设计思想。通过实际测量准确获取了待测参数,充分说明了测量方法和仪器研制的可行性。

时间域反射法用于滑坡监测的试验研究

依据时间域反射测试技术(TDR)的基本原理,提出了TDR技术在滑坡监测中的野外工作方法。为了更好地了解电缆的变化规律,进行了室内试验。结合实际应用,给出了TDR监测滑坡的野外应用实例。通过对室内模拟试验和野外应用试验数据的分析、对比,讨论了TDR监测滑坡的实际应用效果和有效性。研究结果表明,与传统的滑坡监测方法相比较,TDR用于滑坡监测的技术方法比较新颖,具有节省时间、成本低廉、定位准确等特点。由此可见,TDR用于滑坡监测,能够实现快速、实时、连续监测。

IEEE1451标准智能传感器中网络应用处理器的实现

IEEE1451智能传感器接口标准为网络化传感器的互操作性与互换性提供了解决方案,在该协议的基础上,研制了系列IEEE1451标准网络化智能传感器,关键模块包括网络应用处理器(NCAP)和智能传感器模块(STIM)。详细介绍NCAP的实现方法;重点讨论关键技术的实现及其注意事项,最后,给出测试结果。通过实际测试,NCAP符合IEEE1451国际标准,传输速率达到8Mb it/s以上,能够应用于大型分布式测控领域。

近红外光谱仪中的微弱信号检测技术

介绍了近红外光谱仪的应用和近红外光谱仪中的信号特点。自然光的干扰是在开发此类仪器时遇到的主要困难 ,在了解近红外光谱分析仪中的信号和噪声特点后 ,采用切光的办法来对光信号进行调制可有效的克服这一问题 ,使信号变得容易处理。而通过采用相敏检测的方法又可大大提高信噪比。文章系统的介绍了弱信号的提取方法 ,解决了近红外光谱仪中信号提取问题 。

基于ADμC812单片机的智能传感器模块设计

为了解决网络化智能传感器接口互不兼容的难题,文中对IEEE1451.2协议进行了阐述,并采用片上系统ADμC812实现了遵守IEEE1451协议规范的智能传感器模块(STIM)。这里重点介绍了STIM模块的软硬件设计思想及系统设计过程中相关注意事项。通过实践论证,ADμC812很好的实现智能传感器模块的功能,为IEEE1451标准智能传感器模块的研制提供了实例。

第四代仪器——三层网络化仪器概念的提出

科学仪器是高新技术的前沿技术,是信息获取的主要技术手段,是信息技术的关键和基础,是信息产业的源头和重要组成部分。论文回顾了科学仪器的发展历程以及按仪器的软硬件特性把科学仪器进行划代,提出下一代科学仪器的概念及其理性模型。

导电性对地面核磁共振信号的影响研究

与其它勘探方法相比,核磁共振(NuclearMagneticResonance,缩写NMR)的方法是直接勘探地下水中NMR信号的唯一有效方法,该信号的初始振幅决定了含水层深度及自由水的含量。但在实际工作中,大地导电性对含水地层中的NMR信号有直接影响,使得同样脉冲矩条件下,勘探深度有变化。为了评价大地(岩石)导电性对勘探深度的影响,建立了一个地面找水模型,对NMR信号进行数值模拟。仿真结果表明,NMR信号的振幅可以评价含水地层的结构,但大地导电性的增强将导致勘探深度的降低。