摘要：NI公司的LabVIEW软件可以应用到多种场合。报道了利用此虚拟仪器技术设计开发的工业气体中氧气浓度的实时在线监测软件系统。通过实验验证了所设计开发的程序操作简单、界面直观,适合工业氧气浓度的实时在线监测。

摘要：针对气体腔体的结构和光学部件性质,设计了恒温稳定控制箱体的电路精确控制方法,实现了箱体内部多温度状态的高精度稳定控制.该温度控制系统可用于研究气体温度变化与气体吸收谱线参数变化的规律,提高气体浓度检测精度.设计了高精度恒流源、两路温度采样模块及调理电路、A/D模数转换电路和半导体致冷器控制模块等在内的硬件电路系统,开发相应的系统软件,保证光腔通光部分温度的均匀性.同时根据实际控温箱体参数,以比例积分微分控制算法为核心,精密控制光腔内部的温度变化,实现了温控箱内部温度变化控制波动最优为±0.009℃且标准差低于0.006℃,并采用浓度为2.00%的CO 2标准气体分别进行了16℃、20℃、24℃、28℃、32℃、36℃、40℃七个温度状态下的温度控制实验,测量结果验证了温控系统的稳定性.

摘要：基于多波段LED光源的新型藻类分类测量仪体积小、功耗小,并能够实现水体中藻类在线、快速、原位分类监测。针对该仪器的信号与噪声的特点,完成了仪器的检测电路设计。测试表明,设计的新型藻类分类测量仪对铜绿微囊藻、小球藻和汉氏棱形藻的检出限分别为0.4925μg/l、1.9351μg/l、0.8686μg/l.且藻浓度与荧光强度的线性相关系数均超过0.99,满足淡水藻类监测需要。

摘要：针对傅里叶变换红外光谱仪因信号噪声干扰较大而导致仪器性能下降的问题,提出了一种基于巴特沃斯带通滤波器的傅里叶变换红外光谱处理方法。首先对带通滤波电路的传递函数进行了理论推导,随后结合光谱仪参数并经电路软件Multisim仿真确定电路元件的具体值,并通过实验进一步优化直至满足设计要求指标,最后将设计的带通滤波器用于光谱仪中,对比分析了增加滤波板前后测量得到的仪器信噪比。实验结果表明:基于巴特沃斯滤波器的红外光谱处理方法在2100~2200 cm^(-1)和2500~2600 cm^(-1)波段得到的仪器信噪比分别为未加滤波器由传统处理方法得到的仪器信噪比的1.83倍和1.96倍。表明新处理方法有效提高了仪器信噪比,改善了仪器的性能指标。

摘要：开发了一种基于太阳跟踪方法用于测量大气污染气体成分的傅里叶变换红外(FTIR)光谱系统,该系统由太阳跟踪器、光路传输部分、光谱仪组成。设计了一种正交反射镜系统用于收集太阳光,利用小孔成像原理实现太阳跟踪,保证跟踪光路与测量光路同轴。推导了跟踪旋转时位置探测器(PSD)上光斑轨迹的理论计算公式,用于指导PSD算法。该系统的工作波段为600~5000 cm^(-1),分辨率为0.5 cm^(-1)。利用光学软件Zemax分析了用于汇聚干涉光束的抛物镜焦距对干涉条纹的影响,确定抛物镜焦距值为52.5 mm,满足系统指标的入射光的最大倾斜角为0.118°,给出了PSD的测量精度和系统跟踪精度的技术指标。并利用搭建的实验平台进行了初步户外实验,验证了系统的合理性。

摘要：采用分布反馈式(Distributed feedback,DFB)半导体激光器作为光源,通过检测760 nm附近氧气的一条转动吸收线对排放的气体中氧气的浓度进行实时监测.采用开放式双光程设计,并通过背景信号拟合的方法消除消光系数对检测的影响.实验结果证明,该方法是可以对氧气的实时在线浓度进行检测的一种比较简单的方法.

摘要：在星载大气痕量气体差分吸收光谱仪的研制过程中,需要对其信噪比、光谱分辨率、光谱定标精度等性能指标进行测试,为此需要设计专用二维转台以实现不同视场在不同角度下的测试。根据光谱仪参数测试要求,提出转台设计方案,设计转台结构,建立三维模型,并对主要零部件进行选型。转台的方位轴±180°转动,满足114°的主视场测试要求;俯仰轴±20°翻转,实现太阳视场需求;机械定位精度为±0.01°。转台提供两种安装方式,光谱仪竖立安装进行太阳视场测试,水平安装进行主视场测试。转台支撑框架在不同的工况下承受载荷的作用,利用有限元软件对框架结构进行仿真,分析结果验证了框架设计的合理性。

摘要：通过对植物叶绿素荧光的测量,可以实时获得植物生理状态信息。为了得到植物光合作用速率,通过对光合作用的电子传递进行分析,设计基于快相荧光技术高等植物速率测量仪。利用高速脉宽可调技术产生激发光信号,并利用高速采样技术获得微秒量级的快相荧光曲线,最后利用滑动窗口和最小二乘算法在数字信号处理器(DSP)平台上计算获得光合作用参数最小荧光产率(Fo)、最大光荧光产率(Fm)等信息,并基于光合作用吸收模型计算植物的光合速率(JVPSⅡ)。通过对高温胁迫条件的高等植物光合参数进行测量,结果表明,可以获得光化学效率产率(Fv/Fm)、光合速率(JVPSⅡ)连续变化趋势,Fv/Fm与国外的PAM技术测量结果线性相关性达到0.982,该测量仪为研究植物光合作用提供了一种新的测量手段。

摘要：针对国家环境空气质量监测站(NAAQMS)由于体积大、成本高而不利于大面积广泛布点的问题,研制了一种微型空气质量监测系统,用于监测大气中CO、NO_(2)、O_(3)、SO_(2)、PM_(2.5)和PM_(10)的浓度。该系统分别采用电化学气体传感器和光学粒子计数器来测量气体污染物和颗粒物浓度。考虑到传感器在测量污染物浓度时容易受到大气温湿度的影响,基于多传感器融合技术通过温湿度补偿算法对测量结果进行了修正,并与NAAQMS发布的数据进行了比较,分析表明二者具有很强的相关性。与NAAQMS的数据相比,本系统10天监测数据的相关系数优于0.7;通过算法校正后,某些污染物(如PM_(2.5))的相关系数甚至可以提高到0.9。新设计的空气质量监测系统具有鲁棒性强、体积小的特点,适用于环境空气污染物的长期大面积分布式网络监测。

摘要：火箭发动机喷焰流动和光电辐射效应对飞行器动力、热防护以及探测特性等有着重要影响,由于喷焰状态涉及高温高速流动、复燃化学反应等一系列复杂的物理和化学现象,通过实验研究喷焰流动特征和辐射效应是喷焰研究的重要手段。从实验研究角度出发,设计小型固体火箭发动机实验,获得系留状态的喷焰流动,进而通过光学测量手段,对喷焰流动和辐射状态进行测量,获得了喷焰波系结构、中长波光谱辐射、红外热像等综合信息,为认识喷焰流动和辐射效应提供了数据基础。