基于GPU的可视化测量仪器软件设计

提出利用显卡图形处理单元(Graphics Processing Units, GPU)的并行信息处理能力解决仪器软件在执行海量数据处理、建模、渲染以及交互所面临的开销过大的难题,基于DirectX 11的计算着色器(Compute Shader,CS)实现海量测量数据的处理和建模以及高速推送渲染,建立在GPU内实现海量数据模型上点的拾取模块,以提高仪器可视化测量中的交互执行。实验比对证实了基于GPU的可视化测量仪器软件的高执行效率。研究为挖掘可视化测量仪器硬件能力、合理配置仪器CPU与GPU开销、在整体上提高仪器运行效率提供了一条有价值的技术路径。     

球粉板表面缺陷在线检测

为快速准确检测球粉板表面缺陷,对球粉板表面光学特性不一致性和缺陷类型的多样性等关键问题进行了分析,以利于有效地解决关键问题;论文提出采用基于模板图片创建矫正模板来解决被测板材表面光学特性变动的均化问题、自适应萃取二值化阈值解决二值化阈值整定问题,以提高软件的执行鲁棒性;通过自定义算法实现了细线型缺陷修补,有效地提高了划痕类缺陷检测的精度和可靠性;提出了筛查模型实现了符合缺陷检测精度要求的噪点筛除;通过大量现场实验验证了本系统能够正确高效实现球粉板表面缺陷检测定位标识和面积测量功能,以及达到了目标检测精度;本系统能很好地胜任球粉板在线表面缺陷检测;实验证明检测系统非常高效精准,极大地提高了生产线自动化能力。     

适用于新型运载火箭的快速测试发射技术研究

运载火箭测试发射系统对数据处理能力、数据通信能力的要求越来越高,提高发射效率、缩短测试时间、优化测试流程是航天发射任务长期的需求。为了适应新型运载火箭快速测试发射的需求,提高我国地面测试发射系统整体水平,在借鉴和继承国内外成熟型号地面测试发控系统优秀设计思想的基础上,概要介绍了新型运载火箭测发控网络的特点,提出了一种适用于新型运载火箭地面测试发射系统框架和快速测试发射工艺流程, 给出了最少发射条件的建议,为新型运载火箭机动快速发射测试方法和测试流程的制定提供了参考依据。     

固相萃取/液相色谱-串联质谱法测定鱼塘水中双甲脒及其代谢产物

建立了鱼塘水中双甲脒及其代谢产物的液相色谱-串联质谱检测方法。采用固相萃取前处理,考察了不同的固相萃取柱和洗脱溶剂对检测结果的影响,优化了固相萃取条件。结果表明,在优化条件下,4种目标物在20~2 000 ng/L范围内线性关系良好(r为0.997 5~0.999 1),该方法对双甲脒及其代谢产物的检出限为0.4~1.0 ng/L。鱼塘水中双甲脒及其代谢产物的回收率为69.7%~91.3%,方法具有良好的灵敏度、重现性、稳定性和专属性,可满足日常的分析要求。     

盐酸环丙沙星在导电碳黑糊电极上的伏安行为及其检测应用

本文研究了盐酸环丙沙星(Cipro)在导电碳黑糊电极上的伏安行为,结果表明:B-R缓冲溶液(p H 4.0)中,该药物分子发生2质子、2电子转移的不可逆电化学氧化,过程受吸附控制,电子转移系数α为0.37,表面反应标准速率常数k's为0.95 s-1。实验研究了支持电解质种类、p H值、离子强度、富集电位与时间等对其伏安响应的影响,并据结果对检测条件进行优化,进而建立了Cipro的电化学检测方法。优化条件下,Cipro的氧化峰电流(ipa)与其浓度(C0)在2.5×10-7~6.0×10-5mol·L-1范围内呈良好的线性关系,检测限为9.5×10-8mol·L-1(S/N=3)。将该方法应用于测定淡水渔业水样中痕量Cipro,得到了较满意的结果(平均回收率102.73%)。     

Stress mechanism of pulsed laser-driven damage in thin film under nanosecond ultraviolet laser irradiation

An analytical model is derived to describe the stress mechanism in a thin film against the laser-induced damage threshold (LIDT) based on the thermal transfer equation. Different structures of high-reflection films at 355 nm are prepared to validate this model. LIDTs are found to have a linear relationship with stress. Furthermore, predictions from the simple model agree with the experiments.     

基于多谱线内标法的不规则铜合金样品中 Pb元素成分检测研究

原位分析和在线检测是激光诱导击穿光谱(LIBS)技术的一大优势,但是,在野外环境中,人们无法对样品进行统一预处理,面对各种形态的待测样品如何保证LIBS的检测精度是函待解决的一大难题。提出一种多谱线内定标的方法来解决上述问题,即通过求解多条分析谱线的强度和与内标元素谱线的强度比值来建立定标曲线,进而降低光谱信号波动带来的误差,提高线性相关性和检测精度。实验中以铅黄铜合金样品为例,采用LIBS对厚度不一（最大变化值为±2 mm）的铅黄铜样品中的Pb元素进行了定量检测研究,并分别采用传统定标法和多谱线内定标法对这种不规则样品进行校正和建立定标曲线。实验发现,对于不规则样品,传统定标法的检测精度大大降低,定标曲线没有明显的线性关系。当采用单条谱线的内定标方法时,定标曲线线性相关度大大提高,校正决定系数达到0.724 89。而采用多条谱线内标方法（考虑多条分析谱线的相对强度总和）计算发现,当选取5条Pb谱线（Pb 261.42 nm,Pb 280.20 nm,Pb 368.35 nm,Pb 405.78 nm和Pb 520.14 nm）进行计算时,定标曲线线性拟合度达到0.984 6,由此可见该方法消除了样品不规则所带来的光谱强度波动误差,显著提高了测量精度。虽然继续增加分析谱线数目可以进一步提升线性相关度,但是也会增加计算的复杂度,所以选择合适的分析谱线是十分重要的。此外,通过多谱线内标法也能一定程度上消除基体效应和光谱干扰等影响,是一种简单有效且具备普适性的数据处理方法。当然,该方法也存在一定的局限性（如样品成分分布极不均匀、样品表面极不规则致使激光能量低于击穿阈值等）,不过通过调整和优化检测装置方案（例如增大激光能量、增大聚焦光斑、采用长焦距聚焦透镜等）可以更好的发挥该方法的优势。该研究内容可以为LIBS原位检测和在线检测的应用提供一种新思路。     

Postprocessing treatments to improve the laser damage resistance of fused silica optical surfaces and SiO2 coatings

The combination of deep wet etching and a magneto-rheological finishing(MRF) process is investigated to simultaneously improve laser damage resistance of a fused-silica surface at 355 nm. The subsequently deposited SiO2 coatings are researched to clarify the impact of substrate finishing technology on the coatings. It is revealed that a deep removal proceeding from the single side or double side had a significant impact on the laser-induced damage threshold(LIDT) of the fused silica, especially for the rear surface. After the deep etching, the MRF process that followed does not actually increase the LIDT, but it does ameliorate the surface qualities without additional LIDT degradation. The combination guarantee both the integrity of the surface’s finish and the laser damage resistance of the fused silica and subsequent SiO2 coatings.     

全内反射显微技术探测亚表面缺陷新方法研究

亚表面缺陷的检测和去除对于提高光学元件的激光损伤阈值至关重要。结合全内反射显微技术和数字图像处理技术获得光学元件亚表面缺陷信息的新方法,利用显微镜系统的有限焦深,对亚表面缺陷沿深度方向扫描,可以获得不同离焦量下的散射图像,通过数字图像处理技术,建立缺陷散射图像清晰度评价值与离焦量的关系,通过清晰度曲线得到亚表面缺陷的深度位置及深度尺寸。模拟全内反射显微平台的成像过程,讨论微调焦过程中全内反射显微成像的特点。缺陷深度位置及深度尺寸的测量精度主要由载物台精密调焦机构的精度以及显微镜的焦深决定,一般可达微米量级。利用飞秒激光加工技术制备尺寸和位置已知的微结构,使用该方法准确获得了微结构信息,验证了该方法的有效性。     

基于矢量控制的电动伺服控制系统设计

目前在航空航天领域,电动伺服系统被越来越多的用于火箭的矢量推进控制、飞机导弹的舵面控制、飞机的转弯刹车控制等。电动伺服系统作为飞行器控制系统的关键子系统,其性能直接影响着飞行器的机动性能,一般要求超调小、响应快、抗负载干扰能力强、实时性好等。本文的研究对象是一套航天电动伺服控制系统,即航天电动伺服系统的驱动控制部分,主要从软件控制策略和硬件组成设计方面介绍了该电动伺服控制系统的设计思想及其优越性。