《基於無線感測技術的二維實時光譜儀溫控關鍵技術研究》是依託北京交通大學，由駱麗擔任項目負責人的聯合基金項目。
基本介紹
- 中文名：基於無線感測技術的二維實時光譜儀溫控關鍵技術研究
- 項目類別：聯合基金項目
- 項目負責人：駱麗
- 依託單位：北京交通大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
兩維實時光譜儀(TDS)在保留傳統雙折射濾光器對太陽實時成像功能的基礎上，可獲得太陽Stokes參數輪廓，滿足太陽物理觀測同時成像和成譜需求，是我國科學家發明的新一代太陽觀測設備，將是下一代空、地基先進太陽望遠鏡的重要科學終端。與傳統雙折射濾光器一樣，TDS要求極高溫度穩定度(0.01℃，室外)，但難度更大。因為與傳統結構相比，TDS形狀不規則且體積龐大，傳統溫控方案不再適用，高精度和穩定度溫控成為TDS研究迫切需要解決的重要課題。無線感測技術將感測器和無線傳輸技術融為一體，監測節點智慧型和微型化，所測數據無線遠距離傳輸，使多節點遠程參數監控變得簡單可行，彌補了傳統儀器的不足，特別適合於TDS高精度溫控系統。通過研究，希望解決兩維實時光譜儀不規則多點遠程溫控所面臨的監測點體積、功耗、傳輸及智慧型化等問題，為TDS關鍵技術攻關奠定基礎，同時也可為無線感測技術在其他天文觀測設施的推廣套用積累經驗。
結題摘要
兩維實時光譜儀(TDS)可滿足太陽物理觀測同時成像和成譜的需求，是我國科學家發明的新一代太陽觀測設備，將是下一代空、地基先進太陽望遠鏡的重要科學終端。TDS要求極高溫度穩定度(0.01℃，室外環境)，但因其形狀不規則且體積龐大，傳統溫控方案不再適用，高精度和穩定度溫控成為TDS研究迫切需要解決的重要課題。無線感測技術將感測器和無線傳輸技術融為一體，監測節點智慧型和微型化，所測數據無線遠距離傳輸，使多節點遠程參數監控變得簡單可行，彌補了傳統儀器的不足，特別適合於TDS高精度溫控系統，具有重要的套用價值。本項目以國家天文台的兩維實時光譜儀TDS為研究對象，對其無線高精度溫控的關鍵問題進行重點研究。首先提出並實現了一套滿足TDS要求的無線遠程高精度溫度監測解決方案，尤其是其中感測器節點設計採用了本項目提出的高精度測溫電路，並與測溫控制電路、無線收發電路以及天線集成在4.9cmx2.0cm的柔性PCB板上，測溫解析度為0.0002℃，精度為0.02℃，直接無線傳輸距離達60m，且可以在上位機自動控制下建立或重建數據通信，不需人工干預。上位機端可遠程控制與感測器節點的通信，實現多個感測器節點測溫數據接收、存儲及管理。其次，研究了相關的TDS環境無線信號電磁禁止、數據校準以及高精度溫度測量技術等，旨在進一步研究所設計系統的可靠性，進一步提高測量精度。此外，本項目還研究了相關的IC設計技術，包括：高精度ADC、基於壓縮感測的CMOS圖像感測器電路以及數位訊號處理電路等，為後續研究中實現感測器節點晶片集成儲備了一定的技術和經驗。本項目共獲得21項成果，其中發表7篇學術論文（1篇SCI，3篇EI/ISTP檢索，3篇中文核心期刊），申請發明專利2項（已公開），獲得授權發明專利1項，11篇碩士學位論文。但溫度測量精度未能達到設計指標，有待於後續研究中解決。
