87颗南天区射电源的高灵敏度天体测量

国际天球参考架(International Celestial Reference Frame, ICRF)由河外射电源的精确位置实现.针对参考射电源在南天区数量偏少、位置精度偏低的问题,本文利用包括中国四个甚长基线干涉测量(Very Long Baseline Interferometry, VLBI)台站在内的亚太区域网首次开展了南天区射电源的高灵敏度天体测量实验.在[-90°,-30°]赤纬范围内的87颗目标射电源中, 45颗已有少量天体测量数据,但位置精度较低,其余42颗从未进行过天体测量观测.观测实验的时间跨度为2015–2021年,自主完成了VLBI观测纲要编制、相关处理、相关后处理和天体测量参数解算,获得了87颗目标射电源的6471个观测量.综合解算结果显示,目标射电源中0448-392的位置精度最高,达到了0.14 mas.射电源实测相关流量密度结果显示,在X和S波段都小于0.3 Jy的射电源有58颗,占到了总数的67%,显示了观测实验的高灵敏度天体测量能力.本文的观测数据为24颗新的ICRF3射电源贡献了1306个观测量,其中13颗射电源是我们首次观测的,此外还有29...     

嫦娥五号着陆区热环境及其对探测器外部温度的影响

本文首次报道嫦娥五号探测器5个热电偶温度传感器超过47.2 h的连续测温数据,并对这批温度数据进行分析.结果表明,着陆之初5个传感器记录的温度较为均匀,变化范围245.68–272.52 K,随后温度升高差异加大,测温结束时温度变化范围为284.86–369.76 K,月球表面热环境对月球探测器阴面和阳面的温度均有显著影响,对于阴面的影响甚至胜过对阳面的影响.这项成果既有月球热环境变化机理理论研究意义也有探测器热管理工程应用价值.     

集成化扫频双光梳光谱测量

双光梳光谱仪具有高光谱分辨率、超快采样速度等优势,在生化毒气传感、大气污染监测、呼吸气体检测等领域具有重要的应用前景.集成微腔光频梳的出现推动了双光梳光谱仪的小型化,但其光谱分辨率受限于微腔光梳的高重复频率.最近的研究通过对微腔孤子光频梳的泵浦失谐锁定,采用同步扫描微腔谐振峰和泵浦频率,实现了片上扫频双光梳光谱仪,将光谱分辨率提升至12.5 MHz,并进行了气体种类识别与浓度检测的演示.片上扫频双光梳光谱仪的实现为气体吸收光谱的研究提供了集成化的研究工具.     

基于电喷印集成制造阵列化嵌金属电极柔性微流体管道

微流控芯片在生物、化学、医学等领域受到了研究者们的广泛关注,尤其是含有金属电极的微流体管道在毛细电泳、电化学微量检测、生物医学工程和柔性电子领域具有广泛的需求前景.文章提出了一种简单按需制备阵列化嵌金属电极柔性微流体管道的方法.该方法基于电喷印直写技术并结合翻模和湿法刻蚀工艺,实现了嵌金属电极柔性微流体管道阵列的制备.首先,通过在线性转动接收基底上叠加直写聚乙烯醇(PVA)纤维,制备了可嵌入聚二甲基硅氧烷(PDMS)的表面光滑的线性凸起微结构(线宽为10～100μm,高宽比可大于1:2),并以此作为模板,实现了阵列化柔性微流体沟道的制造;其次,通过在平动接收基底上直写光刻胶作为保护层,并结合湿法刻蚀工艺,实现了在含有微流体沟道阵列的柔性基底上金属图案化导电电极(线宽低至5μm)的灵活制造;最后,对通入不同浓度盐溶液的微流体管道进行电学测试,验证了其管道的导通性和金属电极的导电性.结果表明:基于电喷印的集成制造流程可以灵活、简单、高效、低成本的按需加工阵列化嵌金属电极柔性微流体管道,有望应用在生物医学工程和柔性电子等领域.     

纳米发电机与微纳能源收集

当下对于分布式传感监测的应用需求快速发展,供电问题一直有待解决. Triboelectric Nanogenerator (TENG)可有效收集环境或生命体运动的机械能,从而为相关的电子器件提供持续的电能,具有重要研究价值和应用前景.本综述将聚焦TENG在微纳能源领域中的应用,从器件的原理、结构和实际应用的角度,展开论述,最后进行总结和展望.     

基于时空图注意力模型的动态软测量建模方法

近年来深度学习由于其特征提取和非线性拟合等方面的优势,在软测量建模中得到了广泛的研究.而深度学习模型是一种黑箱模型,其预测结果难以解释,而且很难将关于过程的先验知识引入模型,这些缺点阻碍了它在实际工业过程中的应用.另外,工业过程数据是具有高度非线性和动态性的时间序列,其本质上反映的是过程随机变量随时间不断变化的趋势,其包含了重要的流程信息,因此在软测量建模过程中引入过程的动态信息是十分必要的.本文提出了一种时空图注意力模型(temporal-spatial graph attention networks, TSGAT),并将其应用在复杂动态工业过程的软测量建模.该方法通过给定变量间结构图来为模型引入先验知识,利用图注意力网络构建变量间的显式的非线性关系,并利用图注意力网络信息聚合的能力对每个时间步的数据完成图上的特征提取,再使用长短期记忆人工神经网络提取时序特征,进而完成对质量变量的预测.为了验证所提方法的有效性和优越性,将该方法应用在实际工业案例合成氨过程中的高低温转换器单元一氧化碳含量的软测量建模,实验结果表明,该模型不仅能够引入先验知识,而且具有较高的预测精度.     

大跨公轨合建斜拉桥主‒引桥地震相对位移响应与控制

基于巴拿马运河四桥研究了公轨合建斜拉桥在地震下的主-引桥相对位移响应与控制问题,分别建立了漂浮抗震设计方案、仅塔梁固结方案和固结方案有限元分析模型,分析了三种约束方案的相对位移响应。基于单自由度振子研究了相邻结构周期比和阻尼特性对结构相邻位移的影响。结合理论与参数分析,研究了主-引桥相对位移的控制方法。结果显示:主、引桥纵向首阶振型周期比、等效阻尼比之比以及阻尼机制对相邻结构的相对位移影响显著,其中周期比对相对位移的影响最为显著。不同粘滞阻尼器布置方案对主-引桥梁端相对位移的减震效果不同,直接在主、引桥梁-梁之间设置粘滞阻尼器有助于改善主桥与引桥梁端位移的同步性,控制效果最好;同时在主桥各墩位处和主、引桥梁-梁之间设置阻尼器的减震效果次之,但易于设计和安装,适应性好。     

面向建筑健康监测的无人机自主巡检与裂缝识别

面向建筑健康的高时效监测需求,为提升表面病害视觉检测的自动化水平,提出了场景信息引导的无人机自主巡检任务规划方法。利用场景先验信息,针对建筑结构特征,设计了平行观测和包络观测两种观测模式,实现了狭窄空间中独栋建筑的全覆盖避障巡检,获取了毫米级分辨率的整体建筑观测影像,并对巡检质量的整体评估提出了有效的量化指标。将建筑立面划分为3 720个子区域,利用深度残差网络开展了裂缝识别分类。错分13个子区域,漏分14个子区域,裂缝识别精度高。将裂缝骨架线映射到建筑三维模型,为裂缝形态与建筑整体的一体化表达提供了数据支撑。该研究将高精度三维重建与表面病害识别相结合,为建筑健康一体化监测提供了有效的观测分析手段。     

机械回转体轴角位移精密测量研究

应用大齿圈和消间隙小齿轮组成的传动机构,配合现代高精度光电测角传感器——多圈绝对式光电轴角编码器,采用间接测量法实现了机械回转体方位角的自动精密测量,有效解决了回转机构因无法直接安装传感器而带来的测量难题。该机构具有结构简单,稳定性好,测量精度高,能实现动态测量的优点,与计算机联用可实现自动检测与实时控制。实验证明,回转角测量标准偏差σ<16″。     

硅基微电感的研究

阐述了一种在硅杯表面采用浓硼扩散区与镀金属膜形成的欧姆接触电极作为内引线的硅基电感的新制造方法,提出了在硅杯背面用激光器打孔以减薄衬底厚度,从而使电感的Q值得到提高的一种方案,并应用目前普遍采用的电感模型,利用Ansys有限元软件中的电磁分析模块模拟了电感几何参数与磁感应强度、电感值的关系。结果表明,该方法具有制造工艺简单、与IC工艺相兼容的优点,有广泛的应用领域。