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深空探测背景下质谱计测水校准方法综述

真空科学与技术学报 2024年第8期44卷 647-656页

作者：杨景尧郭美如任正宜耿健李刚习振华贾文杰兰州空间技术物理研究所真空技术与物理重点研究室兰州730000 东北大学机械工程与自动化学院沈阳110819

质谱计的结构简单、扫描速度快、质量检测范围大,是深空探测任务中最常用的原位分析仪器。同时质谱分析是直接分析物质组成的手段,在解决月球是否存在水冰的问题上具有不可替代的优势。质谱计测水过程中,由于水气具有强吸附性、很难完... 详细信息

质谱计的结构简单、扫描速度快、质量检测范围大,是深空探测任务中最常用的原位分析仪器。同时质谱分析是直接分析物质组成的手段,在解决月球是否存在水冰的问题上具有不可替代的优势。质谱计测水过程中,由于水气具有强吸附性、很难完全去除,给测量结果的精度带来了挑战。文章介绍了目前质谱计标定水丰度方法的研究,包括制备校准水气及优化校准流程。制备校准水气的方法可以分为:控温膨胀法、流量计法和反应制备法;优化校准流程的方法可以分为:利用容积膨胀校准、基于恒定流导校准、借助其他气体校准和优化校准程序。最后阐述了深空探测任务中的质谱计校准水、测水方案。并针对中国探月四期的任务要求,提出了一种基于小孔流导的校准方法。为深空环境下质谱计校准水气的技术发展提供参考。

关键词：水气质谱校准深空探测

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磁悬浮转子真空计水蒸气校准方法研究

真空 2024年

作者：宋云见习振华李博文张虎忠李刚张开旭李得天兰州空间技术物理研究所真空技术与物理重点实验室东北大学机械工程与自动化学院

磁悬浮转子真空计在高真空范围内具有优异的计量特性，但对于水蒸气等可凝性气体，在测试过程中它们会在腔室或者转子表面发生显著的吸附或相变，这将引起压力测量值产生偏差，导致磁悬浮转子真空计切向动量传递系数的非线性变化。针对... 详细信息

磁悬浮转子真空计在高真空范围内具有优异的计量特性，但对于水蒸气等可凝性气体，在测试过程中它们会在腔室或者转子表面发生显著的吸附或相变，这将引起压力测量值产生偏差，导致磁悬浮转子真空计切向动量传递系数的非线性变化。针对此问题，通过对固态冰抽气升华产生平衡稳定的水蒸气前级压力，通过绝热膨胀获得标准压力，并分别在常温(23℃)和高温(150℃)下测试水蒸气分子在腔室表面的吸附、脱附曲线，计算了相同压力下对应的吸附量、脱附量，并对测量值和修正后标准压力之间的偏差进行了分析。测试结果表明：常温(23℃)下难以获得精确的标准压力，只能计算关闭阀门后水蒸气分子在腔室及其附属管道壁面的吸附量；高温(150℃)下，部分水蒸气分子会吸附在温度小于150℃的旁余管道壁面，造成测量压力略小于标准压力。

关键词：磁悬浮转子真空计静态膨胀法水蒸气吸附

基于PXA270的无线数据采集与监测系统设计

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基于PXA270的无线数据采集与监测系统设计

作者：习振华兰州大学

学位级别：硕士

本文设计了一种基于PXA270处理器的嵌入式Linux及CC1110通信模块的无线数据采集、监测系统。工业实际应用场合,及时有效监测和感应现场的多种信息(如温度、湿度、流量等)是实现生产自动化、智能化的关键因素。在温、湿度变化范围大,空... 详细信息

本文设计了一种基于PXA270处理器的嵌入式Linux及CC1110通信模块的无线数据采集、监测系统。工业实际应用场合,及时有效监测和感应现场的多种信息(如温度、湿度、流量等)是实现生产自动化、智能化的关键因素。在温、湿度变化范围大,空气污浊,具有腐蚀性、有毒性气体的环境中,采用传统有线通信方式的数据采集系统已经很难满足自动化控制的需要。分析现有有线数据采集系统的优、缺点,并结合工业实际应用中无线数据采集与监测系统信息帧短小通信频繁、周期性与非周期性信息并存、快速响应、数据安全性高等特点,系统采用有线与无线通信相结合的方式,无线通信部分采用免使用授权的433MHz频段的跳频、分时轮询通信方式,有线部分采用RS485通信方式,实现了一种具有良好环境适应能力、响应准确、迅速的数据采集、监测系统。在系统主控模块上使用嵌入式数据库SQLite,对CC1110无线通信模块采用跳频、分时轮询方式采集到的批量数据进行维护管理。分析SQLite的优、缺点,有效解决嵌入式系统数据库存储查询并行性、实时性不高的问题;用户可以通过IC卡、界面软件实现系统参数的不同权限的实时监测与查询功能。测试结果表明,SQLite(?)可以有效地提高系统的运行效率、可靠性。可广泛应用于工业控制、监控系统等领域。

关键词： PXA270 嵌入式数据库 SQLite 无线数据采集 CC1110

量子真空计量标准中的非极性稀薄气体折射率测量研究

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物理学报 2021年第4期70卷 144-152页

作者：范栋习振华贾文杰成永军李得天兰州空间技术物理研究所真空技术与物理重点实验室兰州730000

为进一步提高真空量值的复现性和准确性,最新研究采用量子技术实现对真空量值的测量与表征.该方法利用Fabry-Perot谐振腔实现腔内气体折射率的精密测量,并反演出气体密度,进而获得对应的真空量值,其中气体折射率的测量是影响真空量值准... 详细信息

为进一步提高真空量值的复现性和准确性,最新研究采用量子技术实现对真空量值的测量与表征.该方法利用Fabry-Perot谐振腔实现腔内气体折射率的精密测量,并反演出气体密度,进而获得对应的真空量值,其中气体折射率的测量是影响真空量值准确性的关键.本文基于第一性原理,利用从头计算理论计算了在已知压力和温度条件下的氦气折射率,给出腔内气体压力与折射率关系的表达式,并利用基于Fabry-Perot激光谐振腔的真空测量装置,通过双腔谐振激光拍频精确测量了充气前后谐振激光频率的变化,测出了氦气折射率,并分析了测量不确定度.将理论计算值与实验测量值进行了对比分析,得出了制约准确度提高的主要因素,并提出了修正方法.

关键词：真空计量 Fabry-Perot谐振腔气体折射率氦气渗透率

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量子真空计量中的气体折射率测量方法研究

中国激光 2021年第23期48卷 43-50页

作者：范栋李得天习振华贾文杰成永军兰州空间技术物理研究所真空技术与物理重点实验室甘肃兰州730010

为提高真空度测量的准确性和测量系统的稳定性,使用气体密度对真空量值进行表征。依托法布里-珀罗激光谐振腔,利用电磁波与气体分子的相互作用,通过量子动力学建立宏观介电常数与微观极化参数的联系,可实现气体密度的精密测量,从而建立... 详细信息

为提高真空度测量的准确性和测量系统的稳定性,使用气体密度对真空量值进行表征。依托法布里-珀罗激光谐振腔,利用电磁波与气体分子的相互作用,通过量子动力学建立宏观介电常数与微观极化参数的联系,可实现气体密度的精密测量,从而建立量子真空计量标准。为减小谐振腔腔长变化对测量结果的影响,选用10^(3)Pa恒压参考点的谐振频率作为参考,进行氦气折射率的测量。利用从头计算理论,得出了各压力点下氦气折射率理论值。推导出了低真空恒压参考点下的折射率测量表达式,利用基于法布里-珀罗激光谐振腔的量子真空测量装置,在10^(3)Pa恒定压力参考点下,通过Pound-Drever-Hall锁频技术和拍频技术精确测量腔内激光频率变化,测出了氦气折射率,并得出折射率参数的测量不确定度。与10^(-5)Pa高真空参考点下的折射率测量值进行对比分析,结果表明基于恒压参考点的折射率测量方法可有效提高折射率测量准确度。

关键词：测量真空计量量子化法布里-珀罗谐振腔气体折射率不确定度

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快速动态真空校准装置的研制

仪器仪表学报 2019年第4期40卷 43-53页

作者：习振华李得天成永军孙雯君李亚丽兰州空间技术物理研究所真空技术与物理重点实验室

快速动态真空校准装置由校准系统、高速数据采集与控制系统、抽气系统、烘烤系统、供气系统5个部分组成。采用快开超高真空插板阀与不同几何尺寸限流元件的组合实现标准压力建立时间在18.12~658.13 ms范围的调整,采用容积比为1 573.9的... 详细信息

快速动态真空校准装置由校准系统、高速数据采集与控制系统、抽气系统、烘烤系统、供气系统5个部分组成。采用快开超高真空插板阀与不同几何尺寸限流元件的组合实现标准压力建立时间在18.12~658.13 ms范围的调整,采用容积比为1 573.9的下游室与上游室实现动态真空1 000倍以上的阶跃。通过ms量级稀薄气体快速膨胀过程数值仿真获得了快开阀与限流元件不同流态下随时间的流导函数,并采用动态响应特性经过优化的电容薄膜真空计(响应时间1.07 ms)实验验证,快速动态真空校准装置校准范围10^-1~10^5Pa,合成标准不确定度为14%。

关键词：真空计量动态真空时间常数响应时间

基于Fabry-Perot激光谐振腔的量子真空计量技术研究

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光学学报 2020年第22期40卷 143-150页

作者：贾文杰习振华范栋董猛吴成耀成永军兰州空间技术物理研究所真空计量技术研究中心甘肃兰州730000

研发了基于Fabry-Perot激光谐振腔的量子真空计量装置,利用拍频和PDH(Pound Drever Hall)激光锁频技术,精确测量了充气前后腔内谐振激光的频率变化。在温度为299.1485 K,真空度为102~105 Pa的条件下,对干燥Ar折射率进行了测量;结合电容... 详细信息

研发了基于Fabry-Perot激光谐振腔的量子真空计量装置,利用拍频和PDH(Pound Drever Hall)激光锁频技术,精确测量了充气前后腔内谐振激光的频率变化。在温度为299.1485 K,真空度为102~105 Pa的条件下,对干燥Ar折射率进行了测量;结合电容薄膜真空计的测量结果,得到折射率与真空度之间的相关系数为2.50835×10-9,并对比分析了反演真空度与测量结果之间的差异,最后评定了激光频率不确定度及折射率和真空度测量不确定度。结果显示,激光频率不确定度为5×10-12,折射率测量不确定度为1.64×10-8,真空度测量不确定度为2.5×10-4。所研制的基于Fabry-Perot激光谐振腔的量子真空测量装置初步实现了量子化真空测量,对我国量子真空计量技术的研究提供了参考。

关键词：测量真空计量量子化 Fabry-Perot谐振腔激光锁频

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基于气体折射率方法的真空计量

物理学报 2020年第15期69卷 15-21页

作者：许玉蓉刘洋洋王进孙羽习振华李得天胡水明中国科学技术大学合肥微尺度物质科学国家研究中心合肥230026 中国科学技术大学中国科学院量子信息与量子科技创新研究院合肥230026 兰州空间技术物理研究所真空技术与物理重点实验室兰州730000

为保证测量系统的长期稳定性和复现性,真空计量将使用气体密度来表征.利用法布里-珀罗腔可实现对气体折射率的精密测量、并反演得出气体密度.这种基于光学方法的真空计量方法是将气体宏观介电常数与原子微观极化参数联系在一起,由量子... 详细信息

为保证测量系统的长期稳定性和复现性,真空计量将使用气体密度来表征.利用法布里-珀罗腔可实现对气体折射率的精密测量、并反演得出气体密度.这种基于光学方法的真空计量方法是将气体宏观介电常数与原子微观极化参数联系在一起,由量子标准取代目前基于水银压力计的实物标准.本文讨论了气体折射率至气体压力的反演过程,并采用激光锁定法布里-珀罗腔的方法测定稀薄氩气的折射率,讨论了相关参数对所测得气体压力不确定度的贡献.在1个大气压范围内,对氩气压力测量的标准不确定度为u=√(6mPa)^2+(73×10^-6p)^2.

关键词：真空计量气体压力维里状态方程气体折射率

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秘书工作者应有的风度素养

秘书之友 1991年第1期 31-32页

作者：习振华

秘书的风度,是秘书人员的神态、举止和言谈的综合表现.如神态上的庄重、自信、恬静,举止上的文雅、稳重、洒脱,言谈上的谦逊、机敏、诚恳等,都可视为一种高雅得体的风度.那么,作为秘书工作者怎样才能将上述几个方面的素质凝聚于一身,而... 详细信息

秘书的风度,是秘书人员的神态、举止和言谈的综合表现.如神态上的庄重、自信、恬静,举止上的文雅、稳重、洒脱,言谈上的谦逊、机敏、诚恳等,都可视为一种高雅得体的风度.那么,作为秘书工作者怎样才能将上述几个方面的素质凝聚于一身,而充分表现出自己的风度美呢?我认为除了必须加强思想品德、学识才干等方面修养之外,还必须注意在长期的实际工作中锻炼自己,以形成能够充分表现出职业特点的风度行为规则,这主要是:

关键词：秘书秘书人员风度