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变形镜早期发展

H.W.Babcock 在1953 年首先提出了自适应光学的概念，其主要方法就是在光瞳面放置一个光学“校正器”，并且通过实时控制来改变这个校正器的面形来补偿大气引入的像差。Babcock 的开创性论述中所提出的光学校正器叫做“Ediophor”，设想用一层薄的反射层覆盖在一层油膜上面，然后在油膜上面施加电荷，静电力使油膜根据电荷的空间分布产生相应的厚度变化，从而对入射的光线产生光程调制，这就是变形镜的原型，如图1。

图1 巴布科克提出的变形镜原理

但在当时的技术条件下没能真正实现这样的结构。之后随着激光技术的发明和应用以及军事研究的刺激，变形镜的技术得以迅速发展，这也直接推动了自适应光学技术的发展。在美国军方合同的支持下，Itek 公司的J.W.Hardy 等人于1974年发明了整体式压电驱动变形镜用于空间目标观测系统。1984年，Itek 公司与Bell 公司航空事业部门合作研制出250单元的电致伸缩冷却硅变形镜用于激光远距离传输。美国UnitedTechnologies 研究ZX在20世纪70年代中期研制成功了一系列用于高能激光的变形镜。20世纪80年代法国Laserdot 公司研制成功19单元和52单元两种分立式压电变形镜，提供欧洲南方天文台（ESO）的Come-On 和Come-On Plus 计划使用。进入90 年代以后到现在以变形镜为代表的波前校正器件更是蓬勃发展、种类繁多。
 
传统变形镜

基本上所有类型的传统变形镜都是用驱动器产生一个力来推动薄的反射镜面。镜面可以是一块块分立的小反射镜也可以是一整块薄的反射面；力的产生有很多种不同的方法，但应用Z多、Z成功的是压电效应和电致伸缩效应等。区分各种变形镜的基本要素有两个：驱动器和镜面。按照这样的方式可将变形镜大致分为几类，见下表。

Z常用的一类变形镜是连续镜面分立式驱动器类型，典型结构如图2。整个结构分三个主要部分：基底、驱动器、薄镜面。基底由刚度较高的材料构成，主要作用是支撑整个变形镜的结构并且在工作过程中作为固定基板。单个驱动器可以由压电材料或电致伸缩材料叠片组成，很多个这样的驱动器按一定的空间分布固定在基底上并在其顶端粘接连接镜面。薄镜面的可选材料包括光学玻璃、硅、金属等。驱动器将电能转换为垂直方向上的位移，从而推动其上的镜面。不同的驱动器加上不同的电压就能够使镜面产生各种复杂的变形。

图2 连续镜面分立式驱动器变形镜结构 

传统变形镜的驱动技术
一般自适应光学系统的波前相位调制量达到几个微米，而且要求调制精度在纳米级。传统的机械式调节机构难以满足这样的要求。所以从巴布科克提出自适应光学的理论以来就没有再考虑机械式的结构，倒是各种功能材料很快便被引入到变形镜的研制中来。

1．压电材料驱动器
当对压电材料施加压力时，材料体内的电偶极矩会因外力的压缩而变短，此时压电材料为抵抗这变化会在材料的相对的两个表面上产生等量的正负电荷，这种由于应变而产生电极化的现象称为“正压电效应”。它实质上是将机械能转换为电能的过程。当在压电材料表面施加电场时，材料内的电偶极矩会因电场的作用而被拉长，压电材料为抵抗变化，也会沿着电场方向伸长，这种通过电场作用而产生形变的过程则被称为“逆压电效应”。逆压电效应实质上是将电能转化为机械能的过程。

压电材料可以分成压电单晶体、压电多晶体（压电陶瓷）、压电聚合物和压电复合材料四种，其中压电陶瓷的应用是Z广泛的。Z早被发现具有压电性质是钛酸钡，但是由于纯的钛酸钡烧结难度较大，并且在居里点（120℃左右）附近有相变发生，即使改变其掺杂特性，其压电性仍然不是太高。1950年左右发明的锆钛酸铅（LeadZirconate Titanate，PZT）则是迄今为止使用Z多的压电陶瓷，也是Z早用作为变形镜驱动器的材料。如今很大一类的变形镜的驱动器阵列还在使用PZT，只是各个材料的组份和特性稍有不同。

压电陶瓷驱动器就是利用压电陶瓷的逆压电效应进行工作的，即给压电陶瓷施加外电压，则会沿极化方向产生形变。图3所示，压电层叠驱动器结构。

图3 压电层叠驱动器结构

2. 电致伸缩材料驱动器
另一种与压电陶瓷驱动器类似的是电致伸缩驱动器。电致伸缩是一种应力、应变与电场二次项相关的非线性现象，亦称电致伸缩效应（electrostrictive effect）。它在所有的电介质中都具有，不论是非压电晶体还是压电晶体，甚至一些聚氨基甲酸乙酯类的高分子聚合物以及钙钛矿类陶瓷材料也具有本类性质。对于一些高介电性的压电材料以及温度略高于居里点的铁电材料而言，电致伸缩效应较为明显。我们通常把具有明显的电致伸缩效应特性的材料称之为电致伸缩材料。

电致伸缩材料可以分为陶瓷和聚合物电致伸缩材料两种，驰豫铁电陶瓷电致伸缩材料的伸缩系数通常为l0-6 量级，在较低的驱动场强下可以获得较大的形变量，因此对其材料特性的研究已获得广泛开展，其特性已为人所熟知。而聚合物电致伸缩材料的电致伸缩系数通常为10-8 量级，因此需要较高的驱动场强，现阶段还不适合作为波前校正器的驱动器材料。实用的弛豫铁电型电致伸缩陶瓷主要有铌镁酸铅(PMN)、铌镁酸铅一钛酸铅(PMN-PT)、掺镧锆钛酸铅（PLZT，也称透明压电陶瓷)、掺钡锆钛酸铅(PBZT)等系统。

3. 磁致伸缩材料驱动器
极高的磁致伸缩性能使其在海洋工程的水声声纳方面已经完全超越了压电陶瓷材料。但如果要作为变形镜的驱动器的话其结构要稍显复杂，如图4。而且磁致伸缩原理本质上磁场和机械耦合关系比较复杂，不利于驱动器的线性化输出控制。

图4 磁致伸缩材料驱动器结构示意图

4. 静电驱动的薄膜变形镜
1976年，Perkin-Elmer公司的M.Yellin等人发明了用薄膜作为镜面，静电力驱动的变形镜，如图5所示。这是变形镜领域的一个突破，相比传统的压电变形镜工艺简化，造价明显降低，只是薄膜制备工艺和装配过程还是需要技巧。

图5 薄膜变形镜的原理及电极示意图

5. 双压电片变形镜
由压电陶瓷片构成的双压电片结构（Bimorph）作为驱动器在1960年就已经广为使用，但一般制作成长条状的悬臂梁结构，如图6所示。相比于其它类型的变形镜，双压电变形镜的优点是结构简单、变形量大，可以做到中等口径。双压电片的制造工艺要比层叠驱动器的变形镜简单，不用制成成排的驱动器，只需将两片压电材料薄片上层积上一定的电极图形，然后粘接并在这个三明治结构的两面都沉积公共电极，Z后再在两面都粘上一层光学平板。

图6 早期Bimorph变形镜结构示意图

6. 音圈电机的变形镜
音圈电机（Voice Coil）因其结构类似于喇叭的音圈而得名，具有高频响、高精度的特点。依据安培力原理，通电导体放在磁场中就会产生力，而力的大小取决于磁场强度和电流，以及磁场和电流的方向。如图7所示，其基本原理是一个薄镜面“悬浮”于一个由一系列音圈驱动器产生的磁场上面。这个薄镜面背面粘结与音圈驱动器对应的永磁体，所以能够被磁场支撑起来。音圈驱动器固定在一个较厚的金属圆盘上，这个圆盘同事还作为散热器带走音圈驱动器所产生的热量。当电流通过音圈时就会产生一个局部磁场，磁场对镜面背部的磁铁施加力推动镜面产生变形。为了精确控制镜面的位置，每一个驱动器上都有一个电容传感器，它实时测量区域内镜面背面与参考面的距离。

图7 音圈电极原理示意图
 
基于MEMS 技术的微变形镜

MEMS 技术具有许多吸引人的特性：这种器件的尺寸在微米量级，便于仪器小型化；可以用集成电路工艺制作，易于批量生产，价格便宜；容易制成多阵列元件；产品性能重复性好，成品率高。基于MEMS技术的各种传感器和微机械成为当时的研究热点，如图8示。

图8  MillerZ初的MEMS静电变形镜原理图
 
根据镜面分类，与传统变形镜类似，MEMS变形镜也可以分为连续镜面和分立式镜面MEMS变形镜两类。根据驱动方式分类，MEMS变形镜的微驱动器技术主要有静电驱动、电磁驱动两种。

产品概述

  LCT超声流量计采用时差法计算流量，它采用了先进的微处理数字技术，特别适用于区域供热，热源厂，换热站，暖通空调（空调制冷设备）、自来水等液体的流量测量。

  LCT超声流量计包括流量传感器和流量转换器；超声波流量传感器采用多声道超声波，分别测量管道内不同流体层的介质流速，由软件自动补偿计算管段内介质的界面流速。流量转换器采用高速混合信号处理CPU，配备高精度时间测量系统达到1ps，动态响应速度快，使流速测量的准确度和重复性更高，稳定性更好。

    换能器具备不断流维护和更换功能，彻底解决传感器漏水问题。    

产品特点                            

1、免断流在线维护；

2、抗气泡抗干扰能力强；

3、传感器耐高温不漏水；

4、动态响应可达每秒40-200次；

5、动态测量范围1:50以上；

6、测量不同剖面流速可获得*佳精度；

7、全通式管段结构，无压损、流速稳定；

8、一体式或分体式安装；

9、240*128工业级大屏幕液晶显示；

10、测量液体不受电导率影响；

11、1路高达5000Hz高速脉冲输出；

12、1路标准（4-20）mA电流输出；

13、M-BUS通讯接口；

14、RS232/485接口，标准MODBUS协议。

技术参数

公称通径：DN50-DN1200；

测量介质：清洁的单一液体；

介质温度：≤130℃；

准确度等级：1.0级；

重复性：0.2%；

可测范围：1:50以上；

表体材质：碳钢或不锈钢；

供电电源：AC220V±10%，50Hz或（10-36）VDC；

信号输出：脉冲当量（0.01~9999）L/N可设，稳定性30ppm，标准电流（4-20）mA输出；

通信输出：M-BUS通讯接口，RS232/485接口，标准MODBUS协议。

颗粒度计数器是用来检测油液中各种微粒的尺寸和多少，颗粒计数已成为一门独立学科，对各类油液进行固体颗粒污染度检测。采用英国普洛帝核心技术-"光阻测量颗粒”，并采用油液行业经典方法NAS1638和So4406，并可根据用户的要求，内置用户所需多种标准。

颗粒计数器分类:

1、台式颗粒计数器∶

台式颗粒计数器主要用于实验室取样检测，是依据GB/T18854-2002(ISO11171-1999)等国家及国际标准相关规定、采用光阻法(遮光法)原理研制，用于检测液体中固体颗粒的大小和数量。

2、便携式颗粒计数器:

便捷式颗粒计数器用于检测油液固体颗粒的大小和数量，可方便地进行现场瓶式取样测量，也可以连接系统进行在线测量!l内置GB/T14039-2002(ISO4406:1999)、NAS1638等油液标准，并可根据用户的要求内置所需标准。

3、在线式颗粒计数器∶

在线式颗粒计数器是对台式系列和便携式系列颗粒计数器的一个重要补充，为广大设备维护者提供了一种更经济快捷的油液颗粒污染检测手段。

快蒸发有两个方法：加强它周围的空气流动和它的温度。氮气还是一种不活泼的气体全自动氮吹仪，也能起到隔绝氧气的作用，防止氧化。氮吹仪就是通过这些原理达到了浓缩的目的。它将氮气快速、连续、可控地吹到加热样品表面，实现大量样品的快速浓缩。

全自动氮吹仪以下方式进行清洗维护

1、加热介质：使用蒸馏水和去离子水，这将防止在水浴壁上产生水垢。注意不要使用有机溶剂作加热介质。

2、除藻剂：不加热时，在水浴的水中加以除藻剂，可防止生物污染。不应使用酸性除藻剂，并应确保所用除藻剂不会影响所要处理的样品。

3、换水：水浴中的水建议一周一换，zui长不超过一月。

4、酸性环境：当接触或暴露于酸性材料、蒸汽或样品后，应当立刻清洗，用适度的碳酸氢钠溶液或其它相似溶液中和，再用清水冲洗。长时间接触酸性物质，将会损坏仪器全自动氮吹仪。如必须长时间接触酸性物质，则应采取保护措施。

5、针头：每次使用完针后都应清洗，尽量减少针的污染。可使用有机溶剂冲洗、高压消du和索氏提取等技术。

6、浸没：浴底耐水但不防水。绝不能将水浴浸泡在任何液体中，或放置在可能发生浸泡的地方。

水分测定仪不同分类的说明

水分分析方法一般可分为两大类，即物理分析这和化学分析法。本文介绍了几种经典的水分分析方法。

经典水分分析方法已逐渐被各种水分分析方法所代替，目前市场上主要存在的水分测定仪'>水分测定仪主要有卡尔·费休水分测定仪’>水分测定仪、库仑水分仪、微波水分仪、红外水分仪、露点水分仪，以及一些专用水分仪。这些仪器测定方法操纵简便、灵敏度高、再现性好,并能连续测定，自动显示数据。

库仑水分测定仪常用来测定气体中所含水分。此法操纵简便，应答迅速，特别适用于测定气体中的痕量水分。假如用一般的化学方法测定，则是非常因难的事情。但电解法不宜用于碱性物质或共辄双烯经的测定。

微波水分测定仪利用微波场干燥样品，milliporesdi加速了干燥过程，具有丈量时间短，操纵方便，正确度高、适用范围广等特点，适用于粮食、造纸、木材、纺织品和化工产品等的颗粒状、粉末状及粘稠性固体试样中的水分测定，还可应用于石油、煤油及其他液体试样中的水分测定。

红外水分测定仪操纵简单，耗时少，丈量结果正确，故红外水分仪可广泛应用于化工、医药、食品、烟草、粮食等行业的实验分析和日常进货控制及过程检测。

露点水分测定仪操纵简便，仪器不复杂，所测结果一般令人满足，常用于气体中微量水分的测定。但此法干扰较多，一些易冷换气体特别在浓度较高时会比水蒸气先结露产生干扰。

卡尔·费休法属经典方法，经过近年来改进，大大进步了正确度，扩大了丈量范围，已被列为很多物质中水分测定的标准方法。

　　背景：建筑物在承受荷载作用时，地基土表面的竖向变形或下沉是不可避免的。均匀的沉降对建筑物的影响教小，不过也要注意沉降速度，如果是不均匀的沉降会对建筑物造成比较严重的危害，它会引起附加应力，导致建筑物的裂缝和局部构件的断裂，从而危及建筑物的安全。因此，利用静力水准仪对建筑物主要部位的沉降做好监测具有非常重要的作用，那么今天主要来给大家介绍一下静力水准仪是利用的什么原理以及静力水准仪的分类：

　　静力水准仪的原理及分类

　　静力水准仪的根据是“连通管”原理，在两端开口的U型管注入液体后，液体在大气压力和重力的作用下，会保持在同一个水平面。

　　根据这个原理，市面上出现了液位式静力水准仪和压差式静力水准仪。

　　液位式静力水准仪是通过测量每个测点液位变化的高度来计算沉降的，而压差式静力水准仪是通过计算不同测点间的液体压力变化量再除以液体的密度和重力加速度得到沉降值。

　　按照测量液位的方式，液位式静力水准仪可分为磁致伸缩、超声波、电容三种。

　　磁致式静力水准仪是利用磁致伸缩原理开发出的新一代、高精度液位测量产品，是一种非接触式液位测量传感器。主要用于大坝、核电站、高层建筑、矿山、滑坡、桥梁、隧道、大型建筑等垂直位移的监测，具有高分辨率、高精度、高稳定性、高可靠性、响应时间快，工作寿命长等特点。

铁离子检定的定性方法

（Fe3+）的检验方法：(1)加苯酚显紫红色。(2)加SCN-(离子)?显血红色?(络合物)。(3)加氢氧化钠有红褐色沉淀,从开始沉淀到沉淀完全时溶液的pH（常温下）：2.7~3.7。（4）NH4SCN试法。Fe3+与SCN-生成血红色具有不同组成的络离子。碱能分解络合物，生成Fe(OH)3沉淀，故反应需要在酸性溶液中进行。HNO3有氧化性，可使SCN-受到破坏，故应用稀HCL溶液酸化试液。其他离子在一般含量时无严重干扰。（5）K4Fe（CN)6试法Fe3+在酸性溶液中与K4Fe（CN)6生成蓝色沉淀（以前为普鲁土蓝），但实际上它与前述滕氏蓝系同一物质。其他阳离子在一般含量时不干扰鉴定。Co2+、Ni2+等与试剂生成淡蓝色至绿色沉淀，不要误认为是Fe3+。三价铁离子的检验方程式加入KSCN溶液，如果出现血红色，说明原溶液中有三价铁。离子方程式?Fe3++3SCN-=Fe(SCN)3根据碱的不同有区别，强碱：Fe3++3OH==Fe(OH)3沉淀符号弱碱：例如氨水：Fe3++3NH3.H2O==3NH4++Fe(OH)3沉淀符号Fe3++3OH→Fe(OH)3加入硫化钾溶液，若溶液变为血红色，则有三价铁离子Fe3++3SCN==Fe(SCN)3加入KSCN溶液，如果出现血红色，说明原溶液中有三价铁。

①浓度高的时候直接观察颜色,黄色的是三价铁,二价铁是浅绿色的.②加氢氧化钠,产生红棕色沉淀的是三价铁.产生白色沉淀并中途变为墨绿色,最/后变为红棕色的是亚铁离子.③加KSCN【硫氰/化/钾】溶液,不变色的是亚铁离子,血红色的是铁离子.④加苯酚溶液,变成浅紫色的是铁离子.?⑤加酸性高锰酸钾溶液,褪色的是亚铁离子.⑥加碘化钾淀粉,使之变蓝色是三价铁离子.⑦PH试纸,即使两者浓度不相同,低浓度的铁离子水解程度也是非常大的,一般加入酸抑/制水解,

酸性很强,酸性强者是铁离子,中学一般不建议使用此法.