限于常规波长定标的局限性,构建了高分辨率紫外-可见成像光谱仪波长定标装置。该系统主要由具有高稳定性的300W氙灯系统、前置施瓦兹型聚光镜、高光谱分辨力的中阶梯光栅单色仪以及后置光学系统组成。利用ZEMAX光学设计软件,对该中阶梯光栅单色仪光学系统进行了优化设计。对设计结果进行了分析,设计结果表明,所设计的高分辨率紫外-可见成像光谱仪波长定标装置满足设计指标要求,扫描光谱范围270～500nm,光谱分辨力小于0.05nm,波长精度小于0.05nm。

提出一种用于紫外临边成像光谱仪模数分离成像电路的系统设计方案,该方案避免了CCD模拟输出信号的板间传输和数字信号对模拟信号的干扰,使CCD信号处理电路的噪声水平达到了模拟前端数据手册中给出的2 LSB的性能指标。考虑CCD57-10 BI AIMO没有抗溢出结构,在饱和之前会发生电荷溢出现象,提出了临界溢出电子数的概念以取代饱和电子数,并通过增加转移时钟电压以加深势阱深度的方法,将临界溢出电子数从3.0×104提高到了6.0×104,保证了探测器可正确探测设计范围内的强光信号。为了实现更短的曝光时间以增加动态范围,在时序设计中引入了多次电荷倾倒的思想,在不降低探测器动态范围的前提下,将最短曝光时间由163 ms降低到了19 ms,实现了105系统动态范围的设计指标。

为了比较精确地计量原油储罐的动态油量,在分析研究油罐液位、油水界面、原油含水率、密度以及温度测量的基础上,重点讨论测量中的含水率测量不确定度和净油质量测量的不确定度,分析了引起测量误差的主要原因.通过现场实例提出储罐油量的计量方案和解决在线监测过程中产生误差的实用方法.实验结果表明,所提出的设计方案和解决误差的方法可用于油田联合站和油库罐区动态油量的计量或自动化盘库.

为满足大气CO2吸收光谱测量的要求,基于成像光谱仪基本工作原理和光学设计理论,设计了一种近红外CO2吸收光谱高光谱分辨率成像光谱仪。它采用简单平面反射光栅光谱仪结构,由入缝、两片聚焦透镜、平面反射光栅及两片成像透镜组成。透镜材料为普通常用光学玻璃,为减化系统结构透镜采用了二次非球面设计。采用ZEMAX软件对近红外光谱仪的光学系统进行了优化设计与模拟分析。最终设计与模拟分析结果表明,该光学系统光谱范围为1591～1621nm,分辨率〈0.08nm,F数为1.8,满足设计要求。

为了将相距几十公里以外的现场数据传送到监控中心,实现远程监控一体化的目标,基于嵌入式PC与GPRS技术的特点,提出了一种基于嵌入式PC与中国移动GPRS的SCADA系统.该系统的嵌入式PC采用ADAM-5000系列模块和ADAM-5510可编程控制器,完成标准模拟信号和总线信号的采集与发送.通过测试研究表明,该系统不仅可用于油田生产过程,也可应用于大型的工矿企业生产过程.因此,对于远程数据的监控系统的实现具有实际应用价值.