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稳态LED太阳模拟器光源电路控制系统的开发研究

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稳态LED太阳模拟器光源电路控制系统的开发研究

作者：吉文楠西安理工大学

学位级别：硕士

太阳模拟器是模拟不同大气质量条件下太阳光辐照特征的大型测试设备,在航空航天、太阳电池测试、农业科技、气象科学、生物化学等领域都具有广泛应用。对于光伏行业而言,应用稳态太阳模拟器进行产线上太阳电池的标定与测试,其性能直接... 详细信息

太阳模拟器是模拟不同大气质量条件下太阳光辐照特征的大型测试设备,在航空航天、太阳电池测试、农业科技、气象科学、生物化学等领域都具有广泛应用。对于光伏行业而言,应用稳态太阳模拟器进行产线上太阳电池的标定与测试,其性能直接影响太阳电池测试结果的准确性。本文对以LED为光源的高性能稳态太阳模拟器进行了开发研究,通过对LED光源的光谱拟合仿真与分析,恒流控制系统与恒光控制系统的设计,实现了稳态LED太阳模拟器较高光谱匹配度、辐照不均匀度与辐照不稳定度的设计指标,对稳态LED太阳模拟器的长足发展与太阳电池的测试具有重大意义。本文研究内容如下:***光源光谱拟合仿真分析采用26种单色LED作为稳态LED太阳模拟器的光源,分别建立26种LED的高斯模型,通过最小二乘算法进行光谱拟合。光源合成光谱的拟合精度可达0.9175,实现了稳态LED太阳模拟器光源对AM1.5G标准太阳光谱较高精度的拟合。2.恒流控制系统设计设计光源恒流控制系统的核心电路,对各个子模块进行器件选型与电路设计。在Multisim中进行了恒流电路的仿真,制作电路板后实测恒流精度可达0.1%,实现了稳态LED太阳模拟器光源控制系统较高精度恒流的目标。3.恒光控制系统设计采用增量式PID算法作为恒光控制系统的控制算法,设计用于LED光源辐照度检测与修正的反馈电池电路,在Keil中编写了主程序与部分子程序。搭建了恒光测试平台,实测恒光精度为0.15%,实现了稳态LED太阳模拟器光源控制系统较高精度恒光的目标。4.稳态LED太阳模拟器测试采用电子负载配合上位机测试软件实现太阳电池参数的采集处理。对稳态LED太阳模拟器进行性能测试,达到了光谱匹配度为A+级、辐照不均匀度为1.85%(A级)和辐照不稳定度为0.25%(A+级)的设计要求。

关键词：稳态LED太阳模拟器光谱合成恒流控制恒光控制指标测试

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高分辨率罗兰圆光学系统的色差校正方法研究

光谱学与光谱分析 2024年第7期44卷 2011-2017页

作者：陈吉文陈作儿北方工业大学电气与控制工程学院北京100144

罗兰圆光学系统优点众多,但系统中因平凸透镜的使用,导致各特征波长色散后的成像点在罗兰圆附近产生了一定量的偏移量,使得各波长成像点依次排列在一条曲面上。由于目前新型采集器件线阵CMOS或CCD的使用,而这类传感器的感光面是一个平面... 详细信息

罗兰圆光学系统优点众多,但系统中因平凸透镜的使用,导致各特征波长色散后的成像点在罗兰圆附近产生了一定量的偏移量,使得各波长成像点依次排列在一条曲面上。由于目前新型采集器件线阵CMOS或CCD的使用,而这类传感器的感光面是一个平面,因此导致结果产生较严重的色差。提出了一种使用加权最小二乘法拟合像面的色差校正方法,并计算出系统像面的中心偏移距和偏移倾斜角这两个校正参数,将其引入原本罗兰圆光学系统进行色差校正,从而确定线阵光电传感器像面的最佳位置,实现高分辨率。此外在真空紫外光谱中C、P和S等元素非常重要,可使用本文提出的基于加权最小二乘法的色差校正方法,通过增加这类元素权值占比,实现最优分辨率。最后通过Zemax软件进行光学仿真,完成了罗兰圆光学系统的仿真以及优化。并给出170~410 nm波段点列图的成像宽度仿真以及各元素特征波长在CMOS传感器上所采集到的光谱图,推算出其实际应用中的分辨率,其照度光谱图显示其分辨率均可保持在0.02 nm,接近系统理论最佳分辨率。研究结果表明基于加权最小二乘法拟合像面的方法,可实现罗兰圆光学系统的色差校正,实现高分辨率。

关键词：罗兰圆光学系统平凸透镜色差校正高分辨率加权最小二乘法

远震剪切波分裂研究华南西南部上地幔各向异性特征

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地球物理学报 2024年第3期67卷 829-842页

作者：王祎然滕吉文田小波中国科学院地质与地球物理研究所岩石圈演化国家重点实验室北京100029 中国科学院大学北京100049 中国科学院地球科学研究院北京100029

华南板块由扬子克拉通和华夏地块在新元古代碰撞拼合形成,其西南部的缝合带位置存在强烈争议.本文基于一条南北向宽频带流动台阵天然地震数据,利用SKS波分裂研究华南西南部上地幔各向异性特征的南北向变化.分裂测量结果显示,26°N以南... 详细信息

华南板块由扬子克拉通和华夏地块在新元古代碰撞拼合形成,其西南部的缝合带位置存在强烈争议.本文基于一条南北向宽频带流动台阵天然地震数据,利用SKS波分裂研究华南西南部上地幔各向异性特征的南北向变化.分裂测量结果显示,26°N以南的右江盆地快波偏振方向为E-W或NEE-SWW方向,分裂时差为0.5~2.5 s,变化范围较大;川东褶皱带存在较多空解,快波偏振方向以近东西向为主,分裂时差在0.5~1.5 s范围内变化;在右江盆地北缘和川东褶皱带的过渡区域(约26°N附近)各向异性明显较弱.结合前人的上地幔速度成像结果,我们认为川东褶皱带与右江盆地过渡带是扬子克拉通的南边界,在其下方北侧的川东褶皱带巨厚的岩石圈向南转变成较薄的岩石圈,陡变的岩石圈边界引起了软流圈上涌,软流圈的垂向运动导致其水平方位各向异性较弱.

关键词：剪切波分裂方位各向异性上地幔变形扬子克拉通边界

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基于生物学概念建构发展科学思维的教学实践研究

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基于生物学概念建构发展科学思维的教学实践研究

作者：吉文静四川师范大学

学位级别：硕士

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化学电离质谱法用于检测天然气泄漏

分析试验室 2024年

作者：任敏陈吉文北方工业大学电气与控制工程学院

天然气已经成为居民生活中必不可少的能源，但是天然气泄漏给居民生命财产和大气环境都带来巨大的危害，只有及早发现才能采取相应的安全措施。利用化学电离质谱法对模拟天然气组分的标气进行检测，实验结果表明质子转移反应对天然气中... 详细信息

天然气已经成为居民生活中必不可少的能源，但是天然气泄漏给居民生命财产和大气环境都带来巨大的危害，只有及早发现才能采取相应的安全措施。利用化学电离质谱法对模拟天然气组分的标气进行检测，实验结果表明质子转移反应对天然气中的臭味剂四氢噻吩有很好的检测效果，四氢噻吩的检测限达到9.25 μg/m3。电子转移反应对天然气中丙烷有很好的检测效果，丙烷的检出限达到63 μg/m3，相对标准偏差（RSD）为1.5%～1.9%，可以满足天然气早期痕量泄漏检测需求，提高了天然气早期泄漏的预警能力，同时也为天然气早期泄漏预警检测提供了新的研究方法。

关键词：天然气泄漏化学电离痕量检测四氢噻吩

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基于质谱法的食品中蛋白质定量分析研究

质谱学报 2024年第4期45卷 552-557,I0005页

作者：任敏万英奇陈吉文北方工业大学电气与控制工程学院北京100144

通过搭建管式燃烧炉-四极杆质谱仪实验平台检测食品中蛋白质含量,称取各1 g 5种蛋白质含量不同的食品样品,在高温富氧环境下利用管式燃烧炉对食品样品进行充分爆燃,气体产物进入电子轰击(EI)离子源离子化后,直接引入四极杆质量分析器进... 详细信息

通过搭建管式燃烧炉-四极杆质谱仪实验平台检测食品中蛋白质含量,称取各1 g 5种蛋白质含量不同的食品样品,在高温富氧环境下利用管式燃烧炉对食品样品进行充分爆燃,气体产物进入电子轰击(EI)离子源离子化后,直接引入四极杆质量分析器进行检测。利用四极杆质量分析器的选择离子扫描功能,通过扫描NO2+离子峰强度来定量分析氮元素含量,并绘制标准曲线,线性相关系数(R2)为0.999 92,相对标准偏差(RSD)为2.1%~6.1%。利用氮元素含量结合氮-蛋白质转换系数6.25计算得到蛋白质含量。本研究为食品中蛋白质含量的定量分析提供了一种绿色、快速、准确、低成本的检测方法。

关键词：质谱氮元素蛋白质定量分析

基于聚类分析的土壤重金属分体式LIBS检测方法研究

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光谱学与光谱分析 2024年第9期44卷 2506-2513页

作者：关丛荣梁帅陈吉文王占扩北方工业大学北京100144

土壤是人类赖以生存的物质基础,它的特性与人们的生产生活密切相关,传统土壤重金属检测方法如原子吸收光谱法、电感耦合等离子体质谱法分析能力较弱且价格昂贵,因此亟需一种开发低成本易操作的土壤多种元素同时定量分析方法。激光诱导... 详细信息

土壤是人类赖以生存的物质基础,它的特性与人们的生产生活密切相关,传统土壤重金属检测方法如原子吸收光谱法、电感耦合等离子体质谱法分析能力较弱且价格昂贵,因此亟需一种开发低成本易操作的土壤多种元素同时定量分析方法。激光诱导击穿光谱(LIBS)技术因其分析快速、多元素同时分析等优点被广泛关注,但由于其体积较大不便于携带并且大多应用于实验室分析,为了满足现场检测的需求,研制了一台分体式现场LIBS检测仪,其设计是将仪器分为探测头和机箱两部分并通过包塑管进行连接,采用微型二极管泵浦激光器,脉冲能量可达100mJ,波长1064nm,重复频率为1~10Hz;此外采用多通道高分辨率光谱仪,提高LIBS的分析性能;为了减小辐射背景干扰,利用FPGA实现μs级延迟时间功能。对其应用在11种土壤获取光谱数据,实验设置脉冲能量为100mJ,延迟时间设为1μs,积分时间2ms,每个样品采集10个不同位置的光谱,每个位置测量20次,共采集200个光谱数据,为减少噪声干扰,对每个样品的光谱数据进行均值预处理后再进行Beads算法基线校正,利用PCA主成分分析得到贡献率最大的3个主成分分量,再通过Kmeans++算法对不同地区不同类型的11种土壤进行聚类分析,将相同类别的土壤代入偏最小二乘(PLSR)算法,每个元素选取两个特征谱线以及上下各10个点来增强光谱信息,选择一种样品作为预测对Cu、Cr、Ni、Co、Cd五种土壤重金属元素进行定量分析。结果表明,与未进行聚类分析相比,此方法可明显提高元素的拟合相关系数,五种重金属元素的相关系数分别从0.953、0.992、0.989、0.982、0.99提高至0.999、0.998、0.9995、0.9965、0.993,相关系数均达到0.99及以上满足LIBS线性分析要求,其预测结果与实际含量之间的平均相对误差分别从83.45%、16.03%、22.94%、43.91%、125.768%提高至1.14%、0.99%、0.895%、1.879%、1.862%,可以发现经过聚类分析后,其预测误差大大降低,均在5%以内,具有较好的分析性能,五种元素的相关系数和预测误差相比于直接进行PLSR方法均有提升。PCA与Kmeans++结合的方法能够更准确的进行聚类,在降维后进行聚类可以减少噪声和冗余信息的影响,加快计算速度,减少异常点对聚类效果的影响提高鲁棒性。

关键词：土壤聚类分析偏最小二乘法激光诱导击穿光谱

激光脉冲啁啾影响双色激光场诱导气体产生太赫兹辐射特性的理论研究

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物理学报 2024年第6期73卷 140-150页

作者：李翰楠彭滟上海理工大学太赫兹技术创新研究院上海市现代光学系统重点实验室光学仪器与系统教育部工程中心太赫兹光谱与影像技术协同创新中心上海200093

随着太赫兹波研究的深入,研究者们对可调控太赫兹源的需求不断增加.如何获取可调控的太赫兹波一直是太赫兹科学领域的研究热点和关键问题之一.本文通过建立双色激光诱导气体电离光丝产生太赫兹波及其后续传播过程的三维理论模型,详细研... 详细信息

随着太赫兹波研究的深入,研究者们对可调控太赫兹源的需求不断增加.如何获取可调控的太赫兹波一直是太赫兹科学领域的研究热点和关键问题之一.本文通过建立双色激光诱导气体电离光丝产生太赫兹波及其后续传播过程的三维理论模型,详细研究了双色泵浦激光的啁啾参数对飞秒激光场辐射产生太赫兹波的影响.研究结果表明,在激光脉宽为飞秒量级时,以40 fs的情况为例,当啁啾参数在与激光脉宽处于相同的飞秒量级尺度上时,其对太赫兹波的振幅与频谱都产生显著影响.在双色飞秒激光场中,基频波和倍频波的啁啾各自起到不同的作用:基频波的啁啾主要影响太赫兹波的时域波形,而倍频波的啁啾则决定了太赫兹辐射的振幅大小、中心频率与频谱宽度.研究表明,激光啁啾作为一种可控的参数,对所辐射的太赫兹波属性具有多重调制效果,且相关啁啾的作用规律随双色激光的初始相位也呈现规律性变化.这些结果为研究太赫兹辐射的产生与调控提供了新的思路与依据.

关键词：太赫兹辐射双色激光脉冲啁啾调控

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肾上腺皮质癌分子调控机制研究进展

中华泌尿外科杂志 2024年第3期45卷 231-234页

作者：张凯旋尚吉文龚愉山西医科大学第三医院山西白求恩医院山西医学科学院同济山西医院泌尿外科太原030032

肾上腺皮质癌(ACC)是一种罕见的具有高度侵袭性的内分泌恶性肿瘤,寻找新的、更有效的治疗方法仍然是个艰巨的挑战。本文对ACC发生的相关通路及靶向药物治疗进展进行综述,包括Wnt/β-连环蛋白、P53、上皮-间质转化、胰岛素样生长因子、... 详细信息

肾上腺皮质癌(ACC)是一种罕见的具有高度侵袭性的内分泌恶性肿瘤,寻找新的、更有效的治疗方法仍然是个艰巨的挑战。本文对ACC发生的相关通路及靶向药物治疗进展进行综述,包括Wnt/β-连环蛋白、P53、上皮-间质转化、胰岛素样生长因子、成纤维细胞生长因子信号通路等。

关键词：肾上腺皮质癌发病机制 β-连环蛋白 P53 上皮-间质转化胰岛素样生长因子成纤维细胞生长因子