空中平台光电载荷无源定位数据预处理方法

为改善光电载荷测量数据中测量信号的可信度,提出了空中平台光电载荷无源定位数据预处理方法.对实际噪声进行分类并分析了各自的产生原因,根据不同种类噪声采用了数据信号分析与图像信息分析相结合的消噪方法,解决了单一方法对实际噪声消噪不理想的问题,从而为精确定位目标提供了前提与保障,保持光电载荷的定位作战效能.     

光电传感器的车载应用

光电传感器是采用光电元件作为检测元件的传感器.它首先把被测量的变化转换成光信号的变化,然后借助光电元件进一步将光信号转换成电信号。光电检测方法具有精度高,反应快,非接触等优点,而且可测参数多,传感器的结构简单,形式灵活多样,因此,光电式传感器在检测和控制中应用非常广泛。本文主要介绍了光电传感器的测距应用。     

基于DDS的高频率高精度信号发生器

为满足现代电子测量和无线电通信领域对激励源的需求, 采用DDS(Direct Digital Synthesizer) 芯片AD9854ASVZ 设计一款高频率高精度信号发生器。ARM Cortex-M3 内核的STM32F103VE 芯片作为系统的MCU(Microcontroller Unit); 在MDK-ARM 平台下用C 语言开发主监控程序和信号产生程序; 利用Python 工具在PC(Personal Computer)端编写人机交互界面, 通过串口实现PC 与MCU 之间通信; 设计低通滤波电路和多级放大电路对产生的信号进行噪声(杂散)抑制和幅度控制。测试结果表明, 该信号发生器输出信号失真小, 精度高,频率范围宽, 具备较好的稳定性。输出正弦波、方波的频率范围为DC ~150 MHz, 频率漂移100 PPB(Part Per Billion), 频率分辨率1 滋Hz, 输出信号幅度峰峰值可在10 mV ~20 V 范围内, 以10 mV 步进调节。技术指标满足大部分外场实验和工业应用的需求。     

利用过零时间法n-γ甄别的快中子能谱仪

本文报告了一台测定能区为1—15Mev的快中子能谱仪.它以过零定时法进行脉冲形状甄别,对~(88)YΥ~源的Υ甄别效率为99.8%;以φ28×21mm芪晶体作闪烁体;以DARIO56AVP光电倍增管收集光脉冲:光电倍增管由两个高压电源作桥式供电.对14Mev 中子的能量分辨率为6.5%,效率大于5%.在150KV中子发生器上与氘束成45°角方向测出的T(d,n)反应的中子能量为14.42Mev;测量了~(252)Cf自发裂变中子谱,得出核温度为1.47Mev:同时还测量了~(241)Am/Be源发射的中子谱.     

HCM-1型氢纯度监测装置

该装置采用热导池测量原理,并把传感器变送器(仪表)及取样系统有效地组合在一起.传感器中采用了温控元件,克服了环境温度的影响,满足了在线连续测定的要求;输出信号采用线性光电隔离技术等.一年来的实际运行表明,该装置测量精度能满足运行监控要求.     

掺钆液闪探测器用于锦屏地下实验室的快中子本底测量

文章采用掺杂0.5%Gd液闪探测器测量了中国锦屏地下实验室(CJPL)的快中子本底通量及中子能谱.掺钆液闪探测器对于核反冲信号和电子反冲信号优异的甄别性能用于中子候选事例的筛选,并采用钆对热中子的俘获特性进行时间甄别.对有效采数时间为206 d的数据进行分析,获得锦屏地下实验室的聚乙烯室(PE)内1～10 MeV快中子通量为4.45×10~(-8)cm~(-2)·s~(-1).采用相似的方式分析了掺钆液闪探测器(Gd-Ls)中天然放射系的α本底程度,来源于~(238)U,~(235)U,~(232)Th的α粒子含量分别为(0.0227±0.0001) s~(-1),(0.0329±0.0001) s~(-1)和(0.1471±0.0002) s~(-1).与世界上其他深地实验室的快中子通量进行对比,CJPL的快中子通量处于极低水平,是进行稀有事例测量实验的理想场所.     

吡咯和吡啶火焰中含氮燃烧中间体的探测

利用同步辐射(SR)和分子束质谱(MBMS)研究了两种含氮燃料(吡咯和吡啶)分别在贫燃和富燃条件下的4个低压预混火焰.通过测量光电离质谱和扫描光电离效率谱(PIE),鉴别了火焰中的燃烧中间体的化学结构.结果表明在富燃火焰中容易产生乙炔(C2H2),而在贫燃火焰中则更容易形成一氧化氮(NO)/甲醛(HCHO).在4个火焰中同时观察到了HCN、C2H4、C3H4、C2H2O、HNCO、C3HN、C3H3N、C3H5N、C4H3N和C6H6等稳定中间体以及CH3、C3H3和C2H2N等自由基.     

基于积分时间正弦调制的CCD去噪方法

随着光电子技术的发展,以电荷耦合器件(CCD)作为信号接收元件的光电成像器件获得了日益广泛的应用。CCD器件的输出信号是模拟信号,夹杂着各种噪声和干扰。其中,白噪声和1/f噪声是影响CCD器件输出信号信噪比的两大主要因素。传统的处理方法是对CCD输出信号进行低通滤波,然而,低通滤波并不能有效滤除1/f噪声。针对这一问题,本文提出了基于积分时间正弦调制的带通滤波法,并在MATLAB环境下进行建模和仿真,结果表明此方法能够有效滤除1/f噪声和白噪声。在实际的光谱检测系统中,本文方法具有很强的实用价值。     

基于电子开关式锁相放大器的微弱信号检测方法

在磁感应成像系统中,有用的二次磁场十分微弱,都淹没在主磁场中,因此采用微弱信号检测技术中的锁相放大器来提取。本研究以电子开关为相敏检波核心,利用相敏检波、锁相环、直流放大滤波、AD采样等电路模块,构成了精度高的模拟锁相放大器。该系统检测有效值10~1 000μV频率为1kHz的正弦信号,其误差在2.6%以内;输入相同幅值频率为1.05kHz的噪声信号,其误差最大在3%以内;输入10倍幅值1.05kHz的噪声信号,对测量结果有一定影响,其误差最大8.6%。所以,基于电子开关式锁相放大器有很好的噪声抑制能力,能够在强噪声背景下提取出特定频率微弱信号。     

用硅光电探测器研制光度计

在固体测光元件中,硅光电池比硒光电池和硫化镉光敏电阻有很多优点:线性范围宽,响应快,无光电疲劳现象,长期稳定性好。硅光电二极管测光的下限可达10~(-3)—10~(-4)L_x,线性范围10~8,响应时间短至微秒量级。硫化镉光敏电阻的相应指标比它存在百倍以上的差距,硒光电池的性能更差。在光探测应用的各个领域,硅光电器件的应用都在推广,近来,用硅光电器件作探测器的照度计、亮度计在国外已相继出现,这类仪器的优越性能几乎是众所公认的了。     

基于CEEMDAN-FastICA算法的非接触心率检测

为了降低照明变化、相机内部等噪声干扰对远程光电容积描记法检测心率的误差,提出基于自适应噪声完备集合经验模态分解(CEEMDAN)与快速独立成分分析(FastICA)相结合的去噪方法,实现非接触式心率准确检测.首先对视频图像中人脸68个关键点进行检测,获得感兴趣区域(ROI)并得到源信号;然后通过CEEMDAN对源信号进行分解并选取合适频段内的固有模式函数(IMF)进行重构,对重构信号进行FastICA盲源分离后将RGB各通道信号进行快速傅里叶变换,最终利用频谱峰值对应频率计算得到心率.对10名不同性别和年龄的人员进行了实验测量,并将测量结果与脉搏血氧检测参考仪器进行了对比分析,测量均方根误差和平均绝对误差分别为0.72bpm和0.60bpm.实验结果表明,所提方法能够有效去除心率检测源信号中的噪声,提高心率检测的准确性.     

直接积分式电流-频率转换器

引言在射线测量中,常需对弱电流或电荷进行数字化的测量,例如:电离室、光电倍加管输出电流或加速器带电粒子束流等,其大小大约在10~(-14)A-10~(-5)A之间。常用的有下列两种方法: 其一是采用I-V变换电路,首先将电流转换成电压,然后再通过V-f变换,把电压转换成频率(脉冲),再把脉冲输入定标器加以记录。方块图如下所示:     

单光子计数器

我们观察了在很低的光强下,光电倍增管输出光电子信号的特征。测试了充电倍增管在弱光下的工作特性,特别是暗噪声脉冲及信号单电子脉冲的微分脉高谱。讨论了单光子计数器中所用光电倍增管、前置放大器、甄别器等各部分的主要要求,并在此基础上初步试制成功较高分辨率的光子计数器。本光子计数器的长期稳定性较好、动态范围宽、灵敏度高。采用挑选过的     

光电编码器的分类与应用研究

光电编码器就是采用高精度剂量光栅作为检测元件,可以把角度、位置等物理量利用光电效应原理,转换成电气信号加以输出,在各个自动化生产领域都有着良好的应用前景,其类型多种多样,每一种光电编码器的特性与优势是不同的。具有精度高、能耗小、测量范围广、体积小、重量轻、抗干扰能力强等优点。该文主要就光电编码器的应用分类与应用进行分析。     

结合小波变换和中值滤波实现肝储备功能分析的信号消噪方法

针对无创肝储备功能检测中,光电容积脉搏波带宽有限,频率范围易受到外界干扰和噪声影响的特点,提出利用小波分析方法结合中值滤波算法对光电容积脉搏波消噪处理,滤除系统干扰和噪声,以克服外界环境对肝储备功能测量准确性的干扰和影响.小波滤波算法采用Sym8小波函数,3层分解、重构,以滤除光电容积脉搏波高频干扰和高斯白噪声,同时结合中值滤波算法实现信号突发干扰造成的基线漂移的滤除.实验证明,该方法有效地消除了系统噪声和突发干扰的影响,提高了系统的抗干扰能力和测量精度,保证了肝储备功能测量的准确性和稳定性.     

基于电子开关式锁相放大器的微弱信号检测方法

在磁感应成像系统中,有用的二次磁场十分微弱,都淹没在主磁场中,因此采用微弱信号检测技术中的锁相放大器来提取。本研究以电子开关为相敏检波核心,利用相敏检波、锁相环、直流放大滤波、AD采样等电路模块,构成了精度高的模拟锁相放大器。该系统检测有效值10~1000μV频率为1kHz的正弦信号,其误差在2.6%以内;输入相同幅值频率为1.05kHz的噪声信号,其误差最大在3%以内;输入10倍幅值1.05kHz的噪声信号,对测量结果有一定影响,其误差最大8.6%。所以,基于电子开关式锁相放大器有很好的噪声抑制能力,能够在强噪声背景下提取出特定频率微弱信号。
     

基于数字锁相的激光光谱早期火灾预警系统

为了实现火灾的快速准确早期预警,研制了一种基于分布式反馈激光器(DFB)的早期火灾预警系统.该系统采用片上系统(SoC)芯片STM32H743为主控制器,结合波长调制(WMS)和数字锁相放大技术(DLIA)实现了CO高灵敏探测.通过单片机内部集成的12位数模转换器和16位模数转换器实现光信号的调制和光电信号采集,并根据内部2倍参考信号进行数字相关运算、积分运算及一阶无限长冲击响应滤波算法实现DLIA算法,从而得到光谱信号的2次解调信号.采用静态配气法进行了系统的标定试验,其线性相关系数达到0.998 8.利用该系统进行榉木,PVC,棉布,聚氨酯泡沫及A4纸的阴燃实验结果表明,阴燃产生CO体积分数达到5×10~(-6)所需时间分别为340、250、250、150、110 s.结果表明此系统具有快速、准确的早期火灾预警功能.     

二维钙钛矿窄带光电探测器

识别光信号的波长在生物医学传感、机器视觉及图像处理等方向都有极大的应用价值。传统的方式是由光学滤波片或光谱仪对宽带光谱进行滤波或分光,再结合宽带光电探测器件检测,从而实现对波长的鉴别。但这种实现方式的成本高、系统体积大。为了解决这一问题,文中提出一种基于二维钙钛矿材料的窄带光电探测器,它无需任何额外光学元件,也能够实现对光波长的鉴别功能。该探测器的光谱响应峰在552nm处,其峰值半高宽仅为22 nm,峰值的响应度达到0.55A/W,对应的外量子效率为124%。探测器的比探测率高达3.5×10~(11) Jones,暗电流低至10~(-13)A,开光比为10~3。这种高性能的窄带探测可归因于材料内存在的自陷态激子的辅助吸收作用及各向异性的电导率对于窄带电荷收集的促进作用。     

首个甲型H1N1流感病毒耐药性分析基因芯片问世

由军事医学科学院放射与辐射医学研究所研制的甲型H1N1流感病毒耐药性分析基因芯片采用了具有自主知识产权的纳米标记信号放大技术,在准确检测到甲型H1N1流感病毒的同时,可对普通季节性毒株和新流行毒株进行甄别．并能准确检测病毒的耐药性突变位点,从而判断出病毒是否对达菲类药物产生耐药性。该芯片的灵敏度是传统方法的10倍以上．在获取样本后3～4h内即可完成检测过程。     

运动参数瞬时值微机测量的探讨

本文介绍了一种以微机为主要支持的运动参数测量方法,它由数字式位移传感器输入信息,不经A/D转换直接处理为速度值及加速度值。在一定条件下,其测量精度可达10~(-3)(指的是系统相对误差),直线运动分辨率可达10~(-6)米,园周运动精度可高于10~(-4)弧度,对测量对象也有较广的适应性,是适合于高精度、高分辨率测量时采用的一种方法。