摘要：为了实现强散射样品的光声显微成像,提出了一种散射光声显微成像新技术。利用散射光声效应原理,成功设计研制了散射光声探测器。散射光声探测器由散射光声腔、耦合腔、微通道以及微音器组成。利用该探测器探测样品的散射光声信号,然后结合共焦扫描成像技术实现了强散射样品的光声显微成像,获得了二氧化硅微球和口腔上皮细胞等各种不同散射样品的光声显微图像。实验结果表明,散射光声显微成像技术可以极大地改善图像对比度和增强图像边缘,对于工业、大气等方面的微粒直径测量具有重要的应用意义。

摘要：输电线路的绝缘子定期巡检是必不可少的一项任务,而传统的人工巡检存在着效率低、工作强度大等问题。因此,本文设计了一种改进的U-Net模型实现对绝缘子的分割,并使用改进的YOLOv5实现在复杂背景下对爆破绝缘子的定位。本文基于U-Net图像语义分割模型,提出一种改进的网络结构SERes-Unet。模型引入残差结构减少卷积过程中存在的梯度消失、结构信息损耗的影响,引入注意力机制对特征权重进行校正,从而提升网络性能。为实现对高分辨率图像的爆破绝缘子检测,提出将图片进行切割再进行检测,再通过非极大值抑制(Non-maximum suppression,NMS)进行筛选,获取图像全部爆破绝缘子的位置。本文设计的多组实验验证了模型的有效性和高效性。本文方法绝缘子分割精度达到0.96,爆破绝缘子检测精确率达到0.97,召回率达到0.99。

摘要：输电线路上绝缘子的完整性直接影响了输电的安全与可靠性.采用深度学习方法,对绝缘子图像识别提取和缺陷检测问题进行了研究.首先基于优化的U-net模型获取绝缘子区域掩模图像,实现对绝缘子串语义分割;然后基于YOLOv4模型获取缺陷绝缘子的位置,实现对自爆绝缘子目标的检测.为充分利用高分辨率图像的像素信息,提出“切分-识别-合成”的检测思路,精确分割出绝缘子以及判断并获取缺陷区域;最后设计了多组实验并进行对比,验证了模型的有效性.采用优化的U-net模型分割绝缘子的Dice系数达0.92;采用YOLOv4模型检测自爆绝缘子的识别精度达0.96,平均重叠度IOU达0.88.研究结果对实现电力系统运维的智能化具有较高的应用价值.

摘要：为研制小型化大气臭氧浓度分析仪,提出一种基于紫外吸收法原理的单光室双探测器的结构设计。详细介绍了该仪器的测量方法、硬件结构和软件系统流程,包括单光室双路探测的结构设计、以STM32VET6为核心的电磁阀气路转换、光源和探测器等主要器件的控制系统;紫外线光强信号的采集与处理系统等。采用臭氧浓度校准仪对样机进行了单一浓度和不同浓度的臭氧气体检测,结果表明该分析仪具有结构简单、实时连续检测以及稳定性好等特点。

摘要：颗粒表面Zeta电位是表征胶体分散系稳定性的重要指标,电泳光散射(ELS)法是检测纳米颗粒Zeta电位的主要方法。在ELS基本原理的基础上,研制了纳米颗粒Zeta电位分析仪样机;给出了分析仪测量光路的设计、硬件组成以及软件设计;并通过实验验证Zeta电位分析仪的准确性和稳定性。实验结果表明:该分析仪具有实时检测、测量结果准确以及稳定性好等特点。

摘要：为探究表面效应对动态光散射法测量纳米粒度的影响,设计一种宽度可调的样品池,采用基于高速线阵CCD的动态光散射测量系统,对不同粒径的标准SiO_2颗粒进行测量。结果表明:样品池宽度小于1.3 mm时,粒径测量值随通道宽度减小线性增大,宽度为0.6 mm时,粒径测量值与自由空间中的测量值差距超过5%;样品池宽度较小时,颗粒布朗运动受到明显影响,动态光散射仪中使用微量样品池时,应根据样品池宽度对测量结果进行修正。

摘要：在探究用水或者液滴来捕集空气中PM2.5颗粒的湿法捕集新技术的基础上,设计并制造出基于直接水洗和雾化水洗技术的湿法捕集装置。用动态光散射技术对获取的PM2.5样本溶液进行测试,得到样本的平均光子数、PM2.5颗粒粒径等参数,以表征湿法捕集技术的可行性以可靠性。实验结果表明:样品粒径大小均在200~400 nm之间;平均光子数随实验时间增加而增加;湿法捕集技术可行可靠;相对于直接水洗技术,雾化水洗技术能显著提高湿法捕集的效率。

摘要：针对传统动态光散射技术无法自动更改测量方案的问题,基于智能动态光散射技术,研制智能动态光散射纳米粒度分析仪,实现稳定、准确的测量。详细介绍智能动态光散射技术原理、光强自动调节系统、自适应光子相关器和自动温度控制系统等模块的设计思路和技术参数;并分别对200 nm,400 nm,621 nm的标准样品颗粒进行测量对比实验。实验结果表明:智能动态光散射技术与传统动态光散射技术获得的实验结果相对误差均满足ISO13321国际标准,但前者的结果更为准确、稳定。

摘要：为探究电场稳定性对测量纳米颗粒溶液Zeta电位的影响,对主流的U型样品池进行电场仿真实验;根据仿真结果发现的U型样品池底部的电场强度分布存在不均匀的问题,选取U型样品池两侧竖直臂的中点位置作为新的探测点,并采用粒径为800nm的聚苯乙烯带电颗粒悬浮液设计基于电泳光散射法的对比实验。结果表明:U型样品池两侧竖直臂,其电场强度稳定在0.65V/mm;在样品池底部,电场强度存在较大分布,从0.48到0.75V/mm。在20~60V的不同电泳电压条件下,两侧竖直臂Zeta电位的最高标准差为2.94,是底部Zeta电位最低标准差的1/2;其多普勒频移与电泳电压的一次线性拟合度R2超过0.99,而底部的仅为0.97。

摘要：基于电磁感应现象等物理原理,设计并制作一款海浪发电实验装置。该装置可体现出制作简单、工作稳定可靠、实验效果明显的特点,能在物理实验教学中帮助学生加深对发电原理和过程的理解,易于激发起学生学习物理原理和创新设计实验装置的积极性,便于引导学生探索和开发新能源。