检索结果-内蒙古大学图书馆

传感技术学报 2019年第7期32卷 1009-1015页

作者：郑富中吴英张杰杨兴四川轻化工大学机械工程学院四川自贡643000 清华大学精密仪器系精密测试技术及仪器国家重点实验室北京100084 重庆科技学院智能技术与工程学院重庆401331

一维纳米材料与微结构结合的纳器件制造过程,实现了微纳加工工艺上的创新升级,有可能突破微米级器件的性能极限。首先利用传统的硅微加工技术,在综合性能优异的聚酰亚胺PI(Polyimide)薄膜上制作金(Au)微电极,形成排列有序的平行电极对;... 详细信息

一维纳米材料与微结构结合的纳器件制造过程,实现了微纳加工工艺上的创新升级,有可能突破微米级器件的性能极限。首先利用传统的硅微加工技术,在综合性能优异的聚酰亚胺PI(Polyimide)薄膜上制作金(Au)微电极,形成排列有序的平行电极对;然后通过交流介电电泳的方法在微电极对间实现单壁碳纳米管SWNTs(Single-Walled Carbon Nanotubes)一维定向排布;接着采用区域选择性电沉积技术定域沉积Au压覆SWNTs,改善SWNTs与电极的接触特性。最后,针对基于SWNTs的柔性微纳传感器进行了力电特性测试。结果表明:在环境温度为(23±5)℃,湿度为65±15%RH,0.1 V工作电压下,压阻因子约为443,精度约为5.16%。上述研究结果在柔性微纳器件的制作方面显示了一定的应用前景,为实现超微型化和高功能密度化的柔性器件铺平道路。

关键词：柔性传感器单壁碳纳米管介电电泳区域选择性电沉积Au

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基于基线漂移模型的气体光谱自动基线校正

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光谱学与光谱分析 2018年第12期38卷 3946-3951页

作者：王昕吕世龙李岩尉昊赟陈夏北京工业大学机械工程与应用电子技术学院北京100124 清华大学精密仪器系精密测试技术及仪器国家重点实验室北京100084 北京工业大学环境与能源工程学院北京100124

傅里叶红外光谱是监测污染源废气排放的一种重要手段。发展针对气体光谱的自动基线校正方法对于污染气体快速检测及长时间在线监测具有重要意义。目前自动基线校正中的一个难点是如何准确校正存在宽峰的光谱:宽峰在频域中具有一定低频成... 详细信息

傅里叶红外光谱是监测污染源废气排放的一种重要手段。发展针对气体光谱的自动基线校正方法对于污染气体快速检测及长时间在线监测具有重要意义。目前自动基线校正中的一个难点是如何准确校正存在宽峰的光谱:宽峰在频域中具有一定低频成分,基于频域滤波提取光谱中低频基线信息的方法因难以选择合适的分离条件容易产生基线扭曲。采取自动识别基线点,基于预先设定的基线模型拟合光谱基线的方法可以规避频域方法中分离条件选取的环节,但其校正效果对所采用的基线模型非常敏感。当基线模型中的自由度过小时,拟合基线无法准确逼近光谱基线漂移,基线校正的误差较大;而当基线模型中的自由度过大时,尤其是含有实际基线漂移中不存在的虚假自由度时,容易产生基线扭曲。目前常用的基线模型有线性、多项式、样条插值、指数模型等,在基线模型的选择上缺乏较为统一的标准。本研究着眼于避免基线模型缺乏必要自由度或含有虚假自由度,提出基于实际基线漂移的自由度建立基线模型。研究发现,气体光谱中主要的基线漂移在光谱中可被近似表示为波数的特定阶次(0次、1次、2次和4次项)的形式。以此作为基线模型提出了一种自动基线校正新方法。新方法以传统迭代多项式拟合自动基线校正方法作为基础,将其中仅设定多项式最高阶次的基线模型改进为上述由具有物理意义支撑的特定阶次构成的基线模型;此外,增加了对吸收峰尾部的判定,用于避免在采用阈值分辨吸收峰与基线时,吸收峰尾部因吸光度较低被误识别为基线的问题。以实测获得的含有水汽宽峰的空气光谱作为样本,对所提方法的基线校正效果进行了验证,并与迭代多项式拟合方法中两种较有代表性的Lieber和Mahadeven-Jansen(LMJ)方法以及Liu和Koenig(LK)方法的基线校正效果进行了对比。实验结果表明,所提方法与采用不同最高多项式阶次的LMJ及LK方法相比,可更好的避免基线扭曲,同时其校正后的光谱基线与吸光度0线间具有最低的方差平均值。研究表明,采用实际基线漂移的自由度建立光谱基线模型可获得良好的基线校正效果。

关键词：自动基线校正基线漂移基线模型多项式

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FTIR固定污染源VOCs在线监测系统

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光谱学与光谱分析 2018年第10期38卷 3106-3111页

作者：吕世龙赵会杰任利兵王昕尉昊赟李岩清华大学精密仪器系精密测试技术及仪器国家重点实验室北京100084 武汉天虹环保产业股份有限公司湖北武汉430223 北京工业大学机械工程与应用电子技术学院北京100124

挥发性有机物(VOCs)造成了全球环境污染,给人们日常生活工作带来不利影响。对挥发性有机物进行高效准确监测成为我国大气环境治理的热点。与其他污染物气体相比,VOCs更易挥发并可以和其他污染物发生反应,其物理化学性质的复杂性对已有... 详细信息

挥发性有机物(VOCs)造成了全球环境污染,给人们日常生活工作带来不利影响。对挥发性有机物进行高效准确监测成为我国大气环境治理的热点。与其他污染物气体相比,VOCs更易挥发并可以和其他污染物发生反应,其物理化学性质的复杂性对已有的检测方法提出了很高的要求。在众多的气体检测方法中,光谱检测技术以其方便快捷、检测准确等优点得到了广泛应用。傅里叶变换红外光谱(FTIR)作为光谱检测技术中重要的一员,不仅可以多通道快速检测,还可以分析上百种污染物种类并实时计算污染物浓度,解决了VOCs气体性质复杂带来的困扰。开展了固定污染源VOCs在线监测系统的研制,整套系统基于傅里叶变换红外光谱,干涉仪出射的红外干涉信号被10m光程的气体池中的目标气体吸收后进行傅里叶变换,得到含有气体特征吸收峰的红外光谱;将红外光谱与标准谱库的数据进行对比分析即可实现对目标气体的种类鉴定和浓度测量。系统覆盖650~4 000cm^(-1)光谱范围,由于大多数VOCs在中红外指纹区具有相对独立的吸收峰,因此可实现对多种气体的分析检测。光谱分辨率为1cm^(-1),浓度检测范围为1.6~319.47mg·m-3(以苯为例)。系统对甲苯、丙酮、乙酸乙酯等十几种VOCs进行分析测试,得到不同气体的红外光谱图,与标准数据库吻合得很好,并且可以根据不同气体的吸收峰对其进行区分。为了得到气体的准确浓度,需要对仪器进行标定。为降低气体在气体池内腔和反射镜上的吸附并控制水蒸气含量,加入温控系统对气体池温度进行实时监测。实验中通入不同浓度的二甲苯标准气体,利用五点标定法得到分析浓度与标准浓度之间的关系,分析浓度的相对偏差小于0.06%。为验证系统在实际工作场景下的性能,选取某喷涂车间,对喷漆过程中溶剂和稀释剂挥发形成的VOCs污染进行一周的监测,得到苯、甲基乙基酮、异丙醇以及乙酸乙酯四种主要污染气体的浓度变化。设定浓度安全阈值为安全作业提供参考。从长时间测试数据分析,系统平均无故障时间(MTBF)长达1 000h,可长时间稳定可靠地实时监测。

关键词：傅里叶变换红外光谱技术挥发性有机化合物气体分析在线监测

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电喷雾/光电离双源型小型离子阱质谱仪的研制

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分析化学 2017年第7期45卷 1096-1101页

作者：钱翔张乾鲁信琼余泉倪凯张超王晓浩清华大学深圳研究生院先进制造学部清华大学精密仪器与机械学系精密测试技术及仪器国家重点实验室广东省光机电一体化重点实验室

构建了一套电喷雾/紫外灯双电离源离子阱质谱仪系统,用于气体和液体样品的快速检测。仪器采用非连续大气压进样技术,通过夹管阀装置来同时完成电喷雾离子和中性气态样品的采集和传输。所配备的两种电离源适合不同的分析对象,在应用上具... 详细信息

构建了一套电喷雾/紫外灯双电离源离子阱质谱仪系统,用于气体和液体样品的快速检测。仪器采用非连续大气压进样技术,通过夹管阀装置来同时完成电喷雾离子和中性气态样品的采集和传输。所配备的两种电离源适合不同的分析对象,在应用上具有一定的互补性,其中电喷雾源用于溶液中极性化合物的电离,而紫外电离源主要用于分析气态有机物。本研究选择了苯甲醚、甲苯、2,4-二甲基苯胺、精氨酸、利血平和阿斯巴甜等不同类型的样品,测试了仪器在使用不同电离模式下的工作性能。结果表明,电喷雾源和紫外光电离源可用于不同类型样品的电离,在分析2,4-二甲基苯胺时还能分别生成不同类型的分子离子。两种电离源在工作时互不干扰,既能单独使用,也能同时开启,可根据检测需求随意切换工作模式,获得更全面的样品成分信息。双离子源设计是扩展小型质谱仪应用范围的一种有效途径,这种方案不会明显增加仪器的体积,却能提供更多样化的分析功能,满足对不同类型样品的检测需求。

关键词：电喷雾光电离矩形离子阱双离子源小型质谱仪

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第三代激光干涉仪——固体微片激光自混合测量技术的突破

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计测技术 2018年第3期38卷 43-59页

作者：张书练谈宜东清华大学精密仪器与机械学系光电工程研究所精密测试技术及仪器国家重点实验室北京100084

微片激光自混合干涉仪原理上与迈克尔逊干涉仪不同。主要差别是:激光自混合干涉仪的光束照射在被测物上并被反射回激光器被激光器内放大介质放大。作者课题组研究的的激光自混合干涉仪的测量速度达到了1 m/s以上,10 m空程的环境误差小到... 详细信息

微片激光自混合干涉仪原理上与迈克尔逊干涉仪不同。主要差别是:激光自混合干涉仪的光束照射在被测物上并被反射回激光器被激光器内放大介质放大。作者课题组研究的的激光自混合干涉仪的测量速度达到了1 m/s以上,10 m空程的环境误差小到了40 nm。它具有全固态、可测"黑"目标的位移等性能,又达到了传统激光干涉仪的技术指标。如果第一代光学干涉仪是以光谱灯做光源,第二代光学干涉仪是以He Ne气体激光器做光源的话,固体激光自混合干涉仪因其激光"自混合"原理可看成是第三代激光干涉仪。

关键词：固体微片激光器激光自混干涉仪 Lang-Kobayash模型仪器化位移测量

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全保偏双飞秒光纤光频梳系统的频率联动特性

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光子学报 2016年第6期45卷 1-5页

作者：徐昕冯野刘元山吴冠豪王屹山魏儒义赵卫中国科学院西安光学精密机械研究所瞬态光学与光子技术国家重点实验室西安710119 清华大学精密仪器系精密测试技术及仪器国家重点实验室北京100084 中国科学院西安光学精密机械研究所中国科学院光谱成像技术重点实验室西安710119

采用跟踪反馈控制法,实现了双飞秒光频梳系统的频率联动,研究了主动光频梳自动扫频和手动扫频情况下,双光梳间的频率联动特性.结果显示,对主动光频梳进行自动扫频或手动扫频时,从动光频梳的频率跟随变化,且双光梳频率间的相关系数最大可... 详细信息

采用跟踪反馈控制法,实现了双飞秒光频梳系统的频率联动,研究了主动光频梳自动扫频和手动扫频情况下,双光梳间的频率联动特性.结果显示,对主动光频梳进行自动扫频或手动扫频时,从动光频梳的频率跟随变化,且双光梳频率间的相关系数最大可达0.99,说明双光梳的频率间保持了较好的联动特性.最后,将频率联动的全保偏双光梳系统用于测距实验中,测量距离为1.332m,时间间隔为0.2s,连续进行16次测量,测得数据的标准差为0.35μm,测量精度可达亚微米量级.

关键词：超快光学锁模激光器光学频率梳频率联动绝对距离测量

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SDS胶束溶液在石油类污染物荧光光谱测量中的应用

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光谱学与光谱分析 2015年第6期35卷 1618-1623页

作者：杨丽丽王玉田鲁信琼燕山大学河北省测试计量技术及仪器重点实验室河北秦皇岛066004 清华大学精密仪器与机械学系精密测试技术及仪器国家重点实验室北京100084

提出了一种以十二烷基硫酸钠（SDS）胶束溶液为溶剂增溶、增敏、增稳石油类物质的新方法。研究了石油类物质的荧光强度随SDS胶束溶液浓度的变化规律,确定了其溶剂SDS胶束溶液的最佳浓度为0.1mol·L-1。使用FLS920荧光光谱仪测量得... 详细信息

提出了一种以十二烷基硫酸钠（SDS）胶束溶液为溶剂增溶、增敏、增稳石油类物质的新方法。研究了石油类物质的荧光强度随SDS胶束溶液浓度的变化规律,确定了其溶剂SDS胶束溶液的最佳浓度为0.1mol·L-1。使用FLS920荧光光谱仪测量得到不同稀释浓度的汽油、柴油、煤油SDS胶束溶液的三维荧光光谱矩阵（EEMs）,分析了瑞利（Rayleigh）散射、拉曼（Raman）散射以及仪器光谱特性对测量光谱的影响,经过光谱校正,建立了三种油的SDS胶束溶液在激发波长为250-400nm、发射波长为260-500nm范围内的三维荧光光谱图,并确定了在一定浓度范围内荧光强度与浓度具有良好的线性关系。在相同条件下,用同样的方法配制各种浓度汽油、柴油、煤油水溶液作对比,验证了SDS胶束溶液作为石油类物质的溶剂可以使水中石油类物质的溶解度增加、荧光强度增大、稳定性更好,实现了石油类物质可以不依赖于某些有毒溶剂萃取,又解决了其水中溶解度低不宜定量的问题。

关键词：三维荧光光谱石油类污染物十二烷基硫酸钠胶束溶液

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基于线性升压的离子阱质谱仪用射频电源的研究与开发

基于线性升压的离子阱质谱仪用射频电源的研究与开发

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第34届(2016)中国质谱学会学术年会

作者：鲁信琼余泉倪凯钱翔许文超王晓浩清华大学深圳研究生院先进制造学部深圳 518055 清华大学精密仪器与机械学系精密测试技术及仪器国家重点实验室北京 100084 清华大学精密仪器与机械学系精密测试技术及仪器国家重点实验室北京 100084

射频(RF)电源是离子阱质谱仪(ITMS)中最核心的部分,在一定程度上决定了离子阱质谱仪的性能[1,2]。一直以来,使用LC谐振升压方案产生高压RF信号是ITMS的主流方案。该方案配合高精度的包络检测电路和闭环控制系统,能够产生高精度、高效率... 详细信息

射频(RF)电源是离子阱质谱仪(ITMS)中最核心的部分,在一定程度上决定了离子阱质谱仪的性能[1,2]。一直以来,使用LC谐振升压方案产生高压RF信号是ITMS的主流方案。该方案配合高精度的包络检测电路和闭环控制系统,能够产生高精度、高效率、高稳定性的高压RF信号,一定程度上满足了化学分析的需求[3]。然而,LC谐振升压方案存在一些缺陷,谐振频率f由参数L和C决定,这注定了f不易调节;另外,为了得到较高的输出频率、较高的品质因数和较低得谐波失真而使用空芯变压器导致体积庞大。针对这些问题,我们研究开发了基于线性升压方案的高压RF电源,能够在低于1MHz范围内不失真输出稳定的高压RF信号(400Vpk-pk)。线性升压方案具有如下特性：RF输出频率可随意改变;不需要线圈,能够明显减小电源尺寸;输出电压逐周期反馈使得输出信号精度高、时间漂移小、重复度高;叠加辅助AC容易。线性升压方案也存在一定的不足,受目前半导体技术的限制输出电压比LC谐振方案小很多,限制了质谱仪的质量范围,另一方面功耗较大。因此线性升压方案在小尺寸离子阱上具有更明显的优势。特别是输出频率可以动态调节,为离子阱质谱仪的研究开发提供了一种新的思路[4]。

关键词：离子阱质谱仪射频电源高压射频放大

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基于方波脉冲激励的电导率测量方法

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清华大学学报（自然科学版） 2014年第2期54卷 207-211页

作者：孟凡董永贵清华大学精密仪器与机械学系精密测试技术及仪器国家重点实验室北京100084

采用方波脉冲信号作为激励获取导电介质的电阻抗信息时,方波信号频谱中高次谐波的幅值衰减一直是难以克服的问题。对一阶阻容型传感系统添加电感或电容元件构成二阶谐振单元,在激励信号的上、下沿处会出现自由衰减振荡信号,可使激励信... 详细信息

采用方波脉冲信号作为激励获取导电介质的电阻抗信息时,方波信号频谱中高次谐波的幅值衰减一直是难以克服的问题。对一阶阻容型传感系统添加电感或电容元件构成二阶谐振单元,在激励信号的上、下沿处会出现自由衰减振荡信号,可使激励信号频谱在谐振单元的谐振频率附近得到增强。通过测量方波下降沿处自由衰减振荡信号第一个波峰的峰值电压,即可得到谐振单元中等效电阻的测量值。实验结果表明:这种检测方式只需要数字电路产生固定频率的方波激励信号,即可实现30kHz^1MHz范围内的电阻测量,可用于电解质溶液、水、人体皮肤等介质电导率的有线及无线测量。

关键词：方波脉冲电导率自由衰减振荡峰值检测

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联动双全保偏飞秒光纤光频梳系统的研究

联动双全保偏飞秒光纤光频梳系统的研究

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全国第17次光纤通信暨第18届集成光学学术会议

作者：徐昕冯野刘元山吴冠豪王屹山中国科学院西安光学精密机械研究所瞬态光学与光子技术国家重点实验室清华大学精密仪器系精密测试技术及仪器国家重点实验室

本文研究了联动的双全保偏飞秒光纤光频梳系统。系统通过使用光延迟线,实现了单光梳重复频率可调,双光梳重复频率差可调的功能。光学部分采用了全保偏结构,提高了系统的温度稳定性和振动稳定性。系统的频率稳定度为4×10@1s,相位稳... 详细信息

本文研究了联动的双全保偏飞秒光纤光频梳系统。系统通过使用光延迟线,实现了单光梳重复频率可调,双光梳重复频率差可调的功能。光学部分采用了全保偏结构,提高了系统的温度稳定性和振动稳定性。系统的频率稳定度为4×10@1s,相位稳定度达到5×10@1s。此外,采用跟踪反馈控制的方法,实现了双飞秒光频梳频率和相位的联动,双光梳频率和相位联动的相关系数分别达到0.99和0.98。联动的全保偏双光梳系统已成功应用在了测距实验中,测量精度可达亚微米量级。

关键词：超快光学锁模激光器光学频率梳绝对距离测量

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