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基于信号重采样频移处理的宽带ADCP分层校准方法

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仪器仪表学报 2024年第4期45卷 104-112页

作者：随超楼王敏何龙标杨平郑慧峰中国计量大学计量测试与仪器学院杭州310018 中国计量科学研究院北京100029

针对宽带声学多普勒流速剖面仪(ADCP)现有校准方法无法有效实现流速分层校准的问题,提出基于信号重采样频移处理的声波应答校准方法,通过应答换能器组分别接收ADCP各波束换能器发射信号,经分段重采样、时间窗补偿等处理,产生包含多普勒... 详细信息

针对宽带声学多普勒流速剖面仪(ADCP)现有校准方法无法有效实现流速分层校准的问题,提出基于信号重采样频移处理的声波应答校准方法,通过应答换能器组分别接收ADCP各波束换能器发射信号,经分段重采样、时间窗补偿等处理,产生包含多普勒频移信息的模拟回波信号,实现对宽带ADCP流速分层校准。为更符合真实水体散射情况,基于主动声呐方程建立了回波信号幅度计算模型。搭建了可适用于陆上和水下的宽带ADCP分层快速校准装置,对两个ADCP样机开展了校准实验,流速范围在0.01~10 m/s,测量不确定度优于0.3%v+5 mm/s(v为流速测量值)(k=2),并与水槽拖车法进行了对比验证。

关键词：声波应答法校准信号重采样处理流速分层时间窗补偿不确定度评定

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太赫兹多维度相位调控反射超表面研究

光谱学与光谱分析 2024年第7期44卷 1858-1867页

作者：黄若彤李九生中国计量大学太赫兹研究所浙江杭州310018

数字编码超表面可以控制电磁波传输,受到了广泛关注。大多数报道的编码超表面基于几何相位或传输相位实现对反射或者透射线极化波和圆极化波的2π相位覆盖,限制了太赫兹波调控灵活性。提出传输相位和几何相位相结合排布超表面,在线极化... 详细信息

数字编码超表面可以控制电磁波传输,受到了广泛关注。大多数报道的编码超表面基于几何相位或传输相位实现对反射或者透射线极化波和圆极化波的2π相位覆盖,限制了太赫兹波调控灵活性。提出传输相位和几何相位相结合排布超表面,在线极化太赫兹波入射下,基于传输相位机理设计的超表面产生了涡旋波束。根据几何相位原理,在圆极化太赫兹波入射下,设计的超表面产生了反射波束的偏转,超表面可以在多个频点产生涡旋波束,在0.9和1.2 THz处产生拓扑荷数l=1和l=2的涡旋波束,通过卷积生成偏折涡旋波束。最后设计聚焦超表面,实现了反射聚焦。研究结果表明,设计的超表面提供了一种多自由度的太赫兹波偏振和相位操控方法,在太赫兹系统具有广阔的应用潜力。

关键词：太赫兹相位调控涡旋波束波束偏转

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宽带吸收与极化转换可切换的太赫兹超表面

物理学报 2024年第14期73卷 275-282页

作者：王丹李九生郭风雷中国计量大学太赫兹研究所杭州310018

本文提出一种具有宽带吸收与极化转换可切换的太赫兹超表面,通过调节二氧化钒电导率可实现太赫兹波吸收和极化转换功能灵活切换.当二氧化钒处于金属状态时,该超表面表现为宽带吸收器,在6.32—18.06 THz范围吸收率大于90%,相对带宽为96.... 详细信息

本文提出一种具有宽带吸收与极化转换可切换的太赫兹超表面,通过调节二氧化钒电导率可实现太赫兹波吸收和极化转换功能灵活切换.当二氧化钒处于金属状态时,该超表面表现为宽带吸收器,在6.32—18.06 THz范围吸收率大于90%,相对带宽为96.3%.当二氧化钒为绝缘状态时,该结构在2.41—3.42 THz,4.78—7.48 THz和9.53—9.73 THz频率范围表现为极化转换器,极化转换率大于90%.该超表面结构可以用于太赫兹波探测、太赫兹通信以及太赫兹传感等领域应用.

关键词：太赫兹超表面宽带吸收极化转换

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全向双功能太赫兹超表面器件

光学学报 2024年第3期44卷 247-259页

作者：张丽娜李九生中国计量大学太赫兹波研究所浙江杭州310018

传统太赫兹多功能超表面器件只适用于对圆极化波或线极化波进行单独操控,应用场景受到局限。针对这一问题,提出一种全向双功能太赫兹超表面用于对圆极化和线极化波进行操控。该超表面单元由4层聚酰亚胺介质以三明治形式分隔5个金属层(... 详细信息

传统太赫兹多功能超表面器件只适用于对圆极化波或线极化波进行单独操控,应用场景受到局限。针对这一问题,提出一种全向双功能太赫兹超表面用于对圆极化和线极化波进行操控。该超表面单元由4层聚酰亚胺介质以三明治形式分隔5个金属层(顶层和底层椭圆金属图案、第3和第7层的金属光栅以及中间矩形金属条结构)组成。当圆极化太赫兹波入射时,该超表面结构在频率1.4 THz和1.5 THz处产生拓扑荷数l=±1、±2涡旋波束,在1.3 THz处产生l=-1四个涡旋波束和l=+2偏移涡旋波束,并且在1.5 THz处同时产生l=-1、+2叠加涡旋波束。当线极化太赫兹波从±z方向入射时,所设计的超表面在频率0.72 THz处实现透射波极化转换功能,极化转换率大于95%。研究结果表明,该超表面为实现双向多功能太赫兹波调控器件设计提供了一种创新思路。

关键词：太赫兹涡旋波束发生器极化转换多功能

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Ni-CeO_(2)黑色防护镀层的光助动电位沉积及光热性能

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材料导报 2024年第14期38卷 77-85页

作者：吴世伟杨雨萌段雪佳蓝世锋李舒铭朱本峰卫国英中国计量大学材料与化学学院杭州310018

镍镀层作为一种重要的工程材料,已经在金属涂装等领域得到了广泛的应用,而二氧化铈作为一种重要的稀土氧化物也引起了学者们极大的关注。本工作利用光助动电位沉积法制备了Ni-CeO_(2)复合黑色镀层,分别研究了光照条件、沉积电位范围和... 详细信息

镍镀层作为一种重要的工程材料,已经在金属涂装等领域得到了广泛的应用,而二氧化铈作为一种重要的稀土氧化物也引起了学者们极大的关注。本工作利用光助动电位沉积法制备了Ni-CeO_(2)复合黑色镀层,分别研究了光照条件、沉积电位范围和沉积温度对镀层结构、组成和性能的影响。采用循环伏安法、塔菲尔极化曲线、接触角测量仪、台阶仪、紫外-可见-近红外分光光度计、发射率测量仪、扫描电子显微镜及附属能谱对不同条件下制备的镀层进行了系列表征。结果表明,光照条件下,沉积电位范围为0~-1.5 V、沉积温度为50℃时制备的Ni-CeO_(2)复合黑色镀层具有最佳的综合性能,其腐蚀电流密度为9.642×10^(-6)A·cm^(-2),水接触角达到125.95°,各波段吸收率均在94%以上且具有0.592的发射率。当沉积电位范围为0~-3.5 V时,镀层具有最高的发射率,达0.757;光照条件除了对CeO_(2)的沉积产生影响之外,也显著提升了Ni的沉积速率。该研究为制备具有高吸收率和发射率的黑色复合镀层提供了一个思路,有望在光热转换和光学仪器中得到应用。

关键词：动电位沉积镍-二氧化铈复合黑色镀层沉积电位沉积温度光照

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低聚果糖定量检测方法的研究进展

分析化学 2024年第3期52卷 297-305页

作者：柳玉蓉李秀琴陈智周霞张庆合中国计量大学材料与化学学院中国计量科学研究院化学计量与分析科学研究所

低聚果糖（Fructooligosaccharide, FOS）具有调节肠道菌群、降低血糖等多种生理功能，作为一种功能性低聚糖广泛应用于食品和营养领域，常作为营养强化剂添加到婴幼儿配方食品及婴幼儿谷类辅助食品中。近年来，用于植物和食品中FOS分... 详细信息

低聚果糖（Fructooligosaccharide, FOS）具有调节肠道菌群、降低血糖等多种生理功能，作为一种功能性低聚糖广泛应用于食品和营养领域，常作为营养强化剂添加到婴幼儿配方食品及婴幼儿谷类辅助食品中。近年来，用于植物和食品中FOS分离分析的技术得到了快速发展，然而FOS的结构和组成多样性对其准确定量检测提出了挑战。建立FOS的准确定量检测方法对于提升FOS的质量、功效研究和相关食品质量的监管尤为必要。本文综述了近年来FOS定量检测方法的研究进展，对当前FOS定量检测方法存在的问题和面临的挑战进行了分析，并展望了其未来的发展方向。

关键词：低聚果糖益生元膳食纤维定量检测食品基质一测多评评述

SiO_(2)增强自敏性氮化碳微球可见光降解盐酸四环素的研究

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无机材料学报 2024年第7期39卷 787-792页

作者：曹青青陈翔宇吴健豪王筱卓王乙炫王禹涵李春颜茹菲李兰陈智中国计量大学材料化学学院杭州310018

光催化技术在水中新型污染物的治理中应用广泛。自敏性氮化碳(SSCN)是一种新型非金属光催化剂,其表面的自敏性高分子可以有效地拓宽可见光吸收范围,但该材料存在严重的团聚现象,抑制了其光催化活性和稳定性。SiO_(2)的分散性好,被广泛... 详细信息

光催化技术在水中新型污染物的治理中应用广泛。自敏性氮化碳(SSCN)是一种新型非金属光催化剂,其表面的自敏性高分子可以有效地拓宽可见光吸收范围,但该材料存在严重的团聚现象,抑制了其光催化活性和稳定性。SiO_(2)的分散性好,被广泛用作载体构建复合结构应用于光催化领域。本研究首先用Stöber法制备了SiO_(2)微球,随后利用水热法原位合成了SiO_(2)/SSCN复合材料。采用多种表征手段分析样品的物相结构、微观形貌、光电性能。制备的复合材料在光催化降解水中盐酸四环素中表现出增强的降解活性,其活性与SiO_(2)加入量密切相关,当SiO_(2)与SSCN的质量比为0.04∶1时,复合材料的光催化活性和稳定性最佳,光照60 min可降解42%的盐酸四环素,经5次循环后其光催化降解效率仍然能够维持约38%。引入的SiO_(2)为SSCN提供了分散位点,改善了SSCN较为严重的团聚现象,使SSCN表面的1,3,5-三嗪基低聚物(TBO)快速分解后达到表面活性位点暴露的最佳含量,提升了SSCN对可见光的利用率,促进了光生电荷的分离效率,从而有效地提升了SSCN的光催化活性及稳定性。本研究为提高催化剂的光催化活性和稳定性及治理新型污染物提供了一个新思路。

关键词：自敏性氮化碳二氧化硅光催化盐酸四环素活性增强

基于共定位相位成像的白细胞亚结构特征参数研究

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中国激光 2024年第3期51卷 76-84页

作者：查宝飞王祉涵苏衍峰刘辰中国计量大学光学与电子科技学院浙江杭州310018

白细胞分类在血液分析、临床疾病的诊断和治疗中具有重要意义。人工镜检作为血细胞分析的金标准,耗时较长且高度依赖检测人员的经验。定量相位成像可测量细胞各处的相位分布,是研究细胞形态学和生物化学特征的有效方法。利用基于数字全... 详细信息

白细胞分类在血液分析、临床疾病的诊断和治疗中具有重要意义。人工镜检作为血细胞分析的金标准,耗时较长且高度依赖检测人员的经验。定量相位成像可测量细胞各处的相位分布,是研究细胞形态学和生物化学特征的有效方法。利用基于数字全息显微和明场显微成像的共定位相位成像系统对健康人外周血涂片中的5种白细胞进行研究,定量分析了不同白细胞及其亚结构中的相位分布情况,提取出多个有效辅助白细胞分类的特征参数,并进一步分析了镜检中容易混淆的异型淋巴细胞。结果表明,利用提取的细胞亚结构特征参数可对白细胞进行有效分类,也能较好区分异型淋巴细胞。因此,基于共定位相位成像的细胞亚结构特征参数可为白细胞分类、各类血液疾病的诊断和治疗提供依据和参考,且此种方法无须再对常用的染色样品进行特殊处理,应用场景众多。

关键词：生物光学定量相位成像数字全息白细胞亚结构相位分布特征

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基于等效电路模型参数计算的光伏组件隐裂故障诊断方法

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太阳能学报 2024年第5期45卷 481-489页

作者：高剑郭倩卫东顾鑫磊中国计量大学机电工程学院杭州310018 中国计量大学现代科技学院杭州310018

基于等效电路模型参数计算,提出一种光伏组件隐裂故障诊断方法。通过分析隐裂、热斑、电势诱导衰减(PID)和老化故障的产生和演化机理,研究不同故障对光伏组件输出特性的影响作用、模型参数的变化规律及其差异性。建立包含正/反向特性的... 详细信息

基于等效电路模型参数计算,提出一种光伏组件隐裂故障诊断方法。通过分析隐裂、热斑、电势诱导衰减(PID)和老化故障的产生和演化机理,研究不同故障对光伏组件输出特性的影响作用、模型参数的变化规律及其差异性。建立包含正/反向特性的光伏组件等效电路模型,根据模型参数计算结果,确定故障诊断特征量,提出隐裂故障的诊断方法。实验结果表明:所得光伏组件等效电路模型参数计算结果能够较高精度地拟合实验获得的I-V特性曲线;所确定的故障诊断特征量能够有效表征隐裂的发生和演化过程;所提故障诊断方法能够实现可靠的隐裂故障原因判定和程度估算。

关键词：光伏组件故障诊断参数提取等效电路模型隐裂