摘要：为满足"神光Ⅱ"升级激光装置实验的激光等离子体高空间分辨和窄带宽的精密成像诊断需求,本文研究球面弯晶单色成像技术,并对其进行优化设计及实验验证。首先,使用光线追迹方法分析了成像像距、布拉格角、背光源尺寸等成像系统参数对球面弯晶成像性能的影响,分析了设计参数的变化对成像空间分辨能力的影响,并在X射线管上开展了测试验证实验。研究结果表明:二维成像时,在等分辨成像像距处可以获得较好的成像结果,增大布拉格角可以抑制像差进而提高成像质量,更小的背光源尺寸也有助于提高成像的空间分辨率。测试实验获得了清晰的网格背光成像,成像结果与预期相符,空间分辨率优于14μm。这一工作有助于球面弯晶成像系统的优化设计及其在激光等离子体精密诊断中的应用。

摘要：为使成像光谱仪能在复杂振动环境和宽温(5~35℃)下使用,基于Offner同心结构凸面光栅的光学系统,研制出短波红外成像光谱仪系统。为了验证结构设计的合理性,利用Patran&Nastran对仪器光机结构进行模态分析、静载分析及热致响应分析,并采用广义逆矩阵方法对静载响应分析结果进行处理,得到仪器光学元件的面形变化和刚体位移数据。在0~40℃温度范围和4g加速度载荷下,仪器光学面形变化的方均根(RMS)值小于34nm,各镜之间相对位置变化小于0.05mm,各镜偏心小于0.05mm,满足仪器面形和刚体位移公差要求。振动实验表明,成像光谱仪的一阶模态为559Hz,远高于一般环境激励,其刚度满足使用要求。温度实验表明,宽温范围内波长极值漂移为0.306pixel,光谱带宽极值变化为0.493Δ(Δ为吸收峰的半峰全宽)。工程分析和实验验证了该结构的环境适应性,这对仪器工程化具有重要的实用价值。

摘要：针对高通量菌落挑选仪研发的照明设计,采用暗视场照明方式,在保证照度均匀的同时大幅提升了所采集菌落图像的对比度,以提高仪器整体性能。分析了影响照度均匀度的三个重要因素,LED环形光源中灯珠的投射角度、LED环形光源的阵列层数以及LED环形光源距目标面距离。模拟结果表明,当灯珠投射角度为75°、LED环形光源阵列为三层以及LED环形光源距目标面距离为61cm时,照度均匀度最优为93.16%。采用所设计的暗视场照明方式搭建实验系统,实验结果达到项目要求,并与软件模拟结果相匹配。

摘要：采用0.18μm CMOS SOI工艺设计制作了一种集成控制模块的微波单刀双掷开关。开关控制模块包含了低压差线性稳压器和负电压电荷泵,低压差线性稳压器将外部供电高电压转换为开关电路低电压,负电压电荷泵产生一个负压,用以改善开关的性能。制作的SOI开关具有良好的性能,芯片测试表明,开关导通状态下从DC到9 GHz范围内插损小于1.7 d B,关断状态下隔离度大于28.5 d B,回波损耗小于-15 d B,开关开启时间为1.06μs。芯片的尺寸为0.87 mm×1.08 mm。

摘要：多色荧光的激发检测光路是多重定量聚合酶链式反应(PCR)系统的核心组成部分。根据系统对荧光激发的均一性、荧光检测的时间和灵敏度需求,提出一种基于磁光开关和光电倍增管(PMT)的多色荧光激发检测光路。通过四色LED单独激发和PMT检测来提高灵敏度;利用磁光效应实现光路的电控切换,配合一维扫描机构和滤光片切换装置,完成96孔标准PCR板的四色荧光扫描。该设计避免了多色荧光光路的系统串扰。由于荧光染料本身光谱特性产生的荧光光谱串扰是通过标准迭代的四维聚类分析算法计算串扰矩阵,并通过4种常用染料的实验研究,对所建荧光检测系统进行荧光光谱串扰评估。

摘要：采用蒙特卡罗软件和有限元分析软件分析了固定阳极X射线管中电子轰击阳极靶的能量沉积和热量传输过程,固定阳极由铜棒和钨片组成。研究了在不同形状、尺寸和占空比的电子束脉冲轰击下,阳极靶面不同厚度的钨片和相邻铜棒的温度上升过程。结果表明,钨片厚度存在最优值,但最优值与具体使用条件相关;在脉冲成像方式下,固定阳极靶能承受更强束流强度的轰击。因此,采用固定阳极靶方案,研制140kV高压、10mA以上电流、直径1mm以下有效焦点的场发射阴极X射线管是可行的。

摘要：为了推广在线检定方法在机动车测速仪现场实车检定中的应用,研制了一套基于多目标三维跟踪雷达的移动式机动车在线测速标准装置。首先介绍了该套移动式在线测速标准装置的设计要求;其次分析了标准装置中的速度、距离和角度测量工作原理,描述了标准装置速度测量值的溯源方法,并对速度测量误差的不确定度进行了评定;最后进行了实验室全量程模拟校准试验及真实交通流量状况大样本现场比对试验。结果表明:标准装置的速度测量误差在10~100 km/h测量范围内为±0.5 km/h,在100~300 km/h测量范围内为±0.5%,并且车道测量准确率可达到100%。

摘要：短波长X射线体应力无损分析仪是某单位自行研制的无损测量材料内部信息的重要仪器。基于该仪器的系统结构和测控需求,详细论述其自动控制系统模块:主机与数据采集、X射线控制、样品台运动控制、测角仪高精度控制、远程连接与安全防护模块的设计思路,尤其是测角仪系统的设计,达到了国际领先水平。运行结果证实:该测控系统在经济实惠基础上实现了整机的高精度、高机械稳定性和模块化管理需求。

摘要：为实现聚合物的熔融指数在线测量,实时监控加工过程,设计自行整定参数的PID控制器。首先,将自整定技术最常用的模糊规则用于PID控制器中,基于LabVIEW的PID控制模块、模糊设计模块、通信模块等搭建模糊PID控制器,并借助Simulink仿真平台进行仿真。仿真结果表明,该控制器稳定性好、抗干扰能力强。然后,在增加毛细管流变仪循环流道的基础上,利用LabVIEW中模糊工具箱和PID函数搭建测控系统并进行实验测试。实验结果表明:熔融指数测量值相对误差为6.7%,系统具有良好在线控制准确度。

摘要：目的研制一种采样频率为2 GHz的高速数据采集系统,以满足生物质谱仪对飞行时间的精确测量要求。方法采用ALTERA STRATIXⅢ系列FPGA作为主控芯片,配合采样频率可达2 GHz、分辨率为12 bit的高性能ADC芯片,同时外扩512 MB DDR3 SDRAM用于数据缓存,并通过千兆以太网与上位机进行数据交互;此外,在高速数据采集板卡布线和制板时,采用多种方式有效保证信号完整性。结果对数据采集板卡输入250 MHz高频信号进行2 GHz数据采集,并对采样结果进行数据分析,得到高速数据采集系统的SNR为44.6639,ENOB为7.1,满足设计要求。结论基于ADC技术的高速数据采集系统是生物质谱数据测量分析的一种快速可靠的路径和方法。