一种用于研究柴油喷雾的高速多分幅激光全息摄影系统

针对瞬态密集型受限喷雾雾化机理的研究，在实验方法上提出一种适合于瞬态完成的高速柴油喷雾雾化过程研究的激光测试技术——高速多分幅激光全息摄影系统。实验结果表明，通过该系统，可在每秒2万幅至5万幅的范围内连续拍摄多幅全息图，获取清晰的高速物体照片，揭示出短时间间隔内的喷雾蒸发和结构变化过程。     

马齿形玉米种子尖端激光定向与胚面识别装置研制

为了实现玉米种子的尖端定向与胚面识别,该文以现有尖端定向装置输出的马齿型玉米种子为对象,基于激光开关和测距原理,提出了一种尖端定向与胚面识别方法:依据马齿形玉米种子尖端窄大头宽的轮廓特征,利用激光开关传感器等部件对玉米种子的尖端朝向进行识别,并将大头朝前的玉米种子进行剔除;依据马齿形玉米种子胚面上有胚沟而反面较为平整的表面特征,利用激光测距传感器等部件对尖端朝前的玉米种子进行胚面识别。设计并搭建了玉米种子尖端定向与胚面识别装置,配合现有的尖端定向装置进行试验,结果表明:尖端定向与胚面识别装置的尖端定向成功率达到99.1%,相比现有的尖端定向装置提升了9.5个百分点,胚面识别准确率为96.4%。该方法基本可以实现玉米种子的尖端定向,同时保证胚面识别准确率达到较高水准。该文提出的玉米种子尖端定向与胚面识别方法可为后续玉米种子的自动化定向包装提供参考。     

自动双环入渗仪设计与试验

为克服传统双环入渗仪的供水不稳定、读取和记录数据工作量大的问题,该文基于定水头法测量导水率的原理,设计了一种高效的自动双环入渗仪。该入渗仪采用非接触式电容感应液位传感器来监测内环和外环内的水位（精度<1.5 mm）;将激光测距传感器（精度<1 mm）安装在圆柱形蓄水器的顶部,以连续自动监测供水量;高精度液位控制系统与电磁阀组合以保持恒定水头。通过理论分析,增大蓄水器中的液面与双环中的液面之间的压力差,可使自动双环入渗仪的初始供水速率远高于马氏瓶的初始供水速率。自动双环入渗仪的精度和可靠性试验于2019年7月至2019年10月在中国农业大学绿苑试验场进行,并进行了该自动双环入渗仪和传统双环入渗仪之间的比较。试验结果显示,在选定土壤的稳定入渗阶段,用马氏瓶测量的稳定入渗速率为0.068 5 cm/min,该自动双环入渗仪的稳定入渗速率为0.068 7 cm/min,自动双环入渗仪实测数据与Philip的理论入渗模型计算结果吻合（R2>0.99）。结果表明,该自动双环入渗仪的自动化测量结果可靠,对今后土壤水分入渗过程研究提供了更加高效的手段。     

γ辐照TMP水溶液的激光Raman光谱

本文对不同剂量γ射线辐照TMP水溶液的激光Raman谱作了研究。结明表明:与胸腺嘧啶环振动模式有关的1188和1207cm~(-1) Raman峰,与环呼吸振动模式有关的786cm~(-1) Raman峰以及与C=O环面弯曲振动模式有关的749cm~(-1)Raman峰对γ辐照比较敏感。表征C=O伸缩振动的1664cm~(-1)峰以及表征C—N伸缩振动的1378cm~(-1)峰,则对γ辐照不敏感。本文对这些实验结果作了解释。     

细胞骨架在猪GV期与MⅡ期卵母细胞的分布规律

采用免疫荧光技术,在激光扫描共聚焦显微镜下观察并分析猪GV期和MⅡ期卵母细胞的细胞骨架分布。结果发现,猪新鲜GV期与MⅡ期卵母细胞的微管、微丝和染色体结构与分布,具有不同的特点和规律。在GV期卵母细胞,结构完整的微管尚未形成;染色体未发生致密化,仍存在于生发泡内;而微丝则分布于质膜下及整个胞质中。MⅡ期卵母细胞的微管,主要存在于纺锤体上,少量微管出现在第一极体周围;染色体排列于纺锤体赤道板上;微丝均匀分布于质膜下。本研究表明,微管、微丝和染色体三者间密切联系、相互作用,共同参与卵母细胞成熟与发育进程的调控。     

基于激光衍射的土壤粒径测定法的评价与校正

为比较与评价激光法与吸管法测定土壤粒径分布的准确性,该文采用激光法与吸管法测定了23组来自中国13个不同省份或自治区土壤样本的粒径分布,将激光法与传统吸管法的测定结果进行比较,并在此基础上对激光法测定参数进行了修正。结果表明:1)与吸管法相比,激光衍射法低估土壤样品中的黏粒含量,其相对误差为36.33%;高估粉粒含量,其相对误差为36.51%;2)对吸管法与激光衍射法的实测结果进行线性关系分析表明,其中黏粒与粉粒的线性关系较好,决定系数分别为0.91,0.90;3)经过模型转换后,基于激光衍射法的土壤粒径分布结果的相对误差明显降低:黏、粉的相对误差分别降低至16.25%、12.83%,说明激光衍射法可以用于大规模不同类型的土壤粒径分析。该研究可为土壤系统化和规范化的对比研究以及建立基于激光衍射技术的土壤质地划分标准提供依据。     

Aggregation studied by laser diffraction in relation to plowing and liming in the Cerrado region in Brazil

In the Cerrado savanna region in Brazil, the effects of different land use on Oxisol aggregation were studied using laser diffraction grain size analyses. The topsoil of plowed systems had significantly lower amount of macroaggregates (2000–194 μm) and a significantly higher amount of soil in the microaggregate size and primary particle fraction (<76 μm) compared to pastures and the native Cerrado. In plowed systems low in soil organic carbon (SOC), lime had a negative effect on aggregate stability. Lime addition had no effect on topsoil aggregation in land use systems that were not plowed regularly and generally had a higher SOC content. For all the studied topsoils, pH_KCl was positively correlated with the amount of clay dispersed after 3 h of shaking in water. SOC did not influence clay dispersion in the range of soils studied. In continuous cropping systems in the Cerrado region, with a combination of mechanical stress and low SOC, liming will cause an increase in small aggregates and primary particles and hence contribute to a destabilization of the soil structure.     

JSP-1型激光扫平仪的调整和测试

通过对激光扫平仪系统误差来源的详细分析,提出正确调整和测试激光扫平仪的方法,并可根据最后检测结果估算出剩余的角偏差数值,以便能更好地进行仪器调整。     

土壤颗粒分布体积分形维数与数量分形维数之间的关系

土壤的体积颗粒分布(PSD)可用于同时确定数量分形维数(DN)和体积分形维数(DV)。以往的试验和理论研究均未直接比较DV和DN的关系。为建立DV和DN的关系并分析其参数的敏感程度,在中国各地取了12种不同质地土壤,利用激光粒度仪进行了测定。提出了含3个参数Rupper(颗粒半径的上限),Ri(第i个半径)和Rlower(半径下限)的DV-DN理论关系,该关系可说明为什么DN可能大于3。在未调整的幂定律范围内(PLR),DV的幂定律半径为38.6～85.8μm,DN的幂定律半径为53.2～358μm,估算的DV值(2.18～2.69)比DN值(2.38～3.19)小。调整后的PLR比未调整的窄。在调整的PLRs范围内,估算的DV值变化范围为2.11～2.56,而DN变化范围为2.28～3.02。调整和未调整PLRs得出的DV和DN的差异说明,Rupper,Rlower,Ri和Rlower/Rupper均可能影响DV与DN关系,有必要进行参数的敏感性分析。进行敏感性分析可基于敏感系数(C)来鉴别DV-DN关系中各参数改变所引起的DV和DN相对变化,从而找出对该关系影响最大的参数。就不同情况下计算的C值而言,Rupper是影响DN值的最重要参数,小的Rupper值可能导致估算DN的准确度降低。PLR范围越大,DN的估算越准确。根据DV估算DN的相对误差的绝对值在12%范围内,说明得出的DV-DN理论关系是正确的。     

基于梯田信息的地形湿度指数表达研究

[目的]研究基于梯田DEM的地形湿度指数,为深化黄土高原地区土壤水分的研究提供依据。[方法]以黄土高原地区梯田为研究对象,选择5mDEM、基于真实田坎方法构建的1m梯田DEM和基于激光点云数据构建的高精度1 m DEM数据分别对研究样区的地形湿度指数进行表达并作对比分析。[结果]3种不同梯田DEM数据对地形湿度指数的表达有显著差异。(1)5m DEM数据仅能表现出地形湿度指数的宏观分布特征,不具备梯田地形特征信息;(2)基于真实田坎方法构建的1m梯田DEM能较准确细致地实现对梯田样区地形湿度指数的表达,梯田田面和田坎特征分布明显。但与高精度1 m DEM相比,在单个田面和田坎内部地形湿度指数定量表达有所偏差。[结论]基于真实田坎方法构建出的梯田DEM可以更加准确地表达出梯田区域的地形湿度指数分布特征,但与真实地形相比,在田面和田坎内部的表达上仍然有所偏差,其构建方法需要进一步改进。