中國首臺天文觀測高分辨率光纖光譜儀通過驗收

    5月20日，由中國科學(xué)院國家天文臺南京天文光學(xué)技術(shù)研究所為山東大學(xué)威海分校研制的中國第一臺天文觀測高分辨率光纖光譜儀通過驗收。驗收專家組由國家自然科學(xué)基金委、國家天文臺、山東大學(xué)和北京大學(xué)的專家組成。

該儀器配置在山東大學(xué)威海天文臺的1米望遠(yuǎn)鏡上。光譜儀光學(xué)系統(tǒng)采用白瞳設(shè)計，光束口徑92.5mm。儀器設(shè)有良好的恒溫、隔震系統(tǒng)，由光纖引導(dǎo)連接到望遠(yuǎn)鏡的卡焦接口，并配備有平場定標(biāo)，波長定標(biāo)及碘蒸汽盒定標(biāo)裝置和獨立的導(dǎo)星系統(tǒng)。光譜儀一次曝光可覆蓋波長范圍為375nm～1000nm,光譜分辨率為40000～60000。

該儀器的科學(xué)目標(biāo)是進(jìn)行恒星視向速度測量，高分辨率、高信噪比的星際參數(shù)測量和化學(xué)元素豐度測量等。從2010年8月儀器交付使用以來，山東大學(xué)威海天文臺進(jìn)行了大量的試觀測。試觀測期間，光譜儀性能優(yōu)良，工作狀態(tài)良好。高穩(wěn)定度的恒溫系統(tǒng)和高精度的碘蒸汽吸收裝置為高精度視向速度測量提供了有力的保障。試觀測中對于視星等8等的恒星，一小時曝光觀測的信噪比好于100。

    超聲波測厚儀測量誤差原因分析
    儀器示值過大或過小原因分析在實際檢測工作中，經(jīng)常碰到測厚儀示值與設(shè)計值(或預(yù)期值)相比，明顯偏大或偏小，原因分析如下：    
  
    (1、超聲波測厚儀：層疊材料、復(fù)合(非均質(zhì))材料。要測量未經(jīng)耦合的層疊材料是不可能的，因超聲波無法穿透未經(jīng)耦合的空間，而且不能在復(fù)合(非均質(zhì))材料中勻速傳播。對于由多層材料包扎制成的設(shè)備(像尿素高壓設(shè)備)，測厚時要特別注意，測厚儀的示值僅表示與探頭接觸的那層材料厚度。

    (2、超聲波測厚儀：溫度的影響。一般固體材料中的聲速隨其溫度升高而降低，有試驗數(shù)據(jù)表明，熱態(tài)材料每增加100°C，聲速下降1%。對于高溫在役設(shè)備常常碰到這種情況。

    (3、超聲波測厚儀：聲速選擇錯誤。測量工件前，根據(jù)材料種類預(yù)置其聲速或根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)塊反測出聲速。當(dāng)用一種材料校正儀器后(常用試塊為鋼)又去測量另一種材料時，將產(chǎn)生錯誤的結(jié)果。

    (4、超聲波測厚儀：耦合劑的影響。耦合劑是用來排除探頭和被測物體之間的空氣，使超聲波能有效地穿入工件達(dá)到檢測目的。如果選擇種類或使用方法不當(dāng)，將造成誤差或耦合標(biāo)志閃爍，無法測量。實際使用中由于耦合劑使用過多，造成探頭離開工件時，儀器示值為耦合劑層厚度值。

    (5、超聲波測厚儀：被測物體(如管道)內(nèi)有沉積物，當(dāng)沉積物與工件聲阻抗相差不大時，測厚儀顯示值為壁厚加沉積物厚度。

    (6、超聲波測厚儀：金屬表面氧化物或油漆覆蓋層的影響。金屬表面產(chǎn)生的致密氧化物或油漆防腐層，雖與基體材料結(jié)合緊密，無名顯界面，但聲速在兩種物質(zhì)中的傳播速度是不同的，從而造成誤差，且隨覆蓋物厚度不同，誤差大小也不同。

    (7、超聲波測厚儀：當(dāng)材料內(nèi)部存在缺陷(如夾雜、夾層等)時，顯示值約為公稱厚度的70%(此時要用超聲波探傷儀進(jìn)一步進(jìn)行缺陷檢測)。

   (8、超聲波測厚儀：應(yīng)力的影響。在役設(shè)備、管道大部分有應(yīng)力存在，固體材料的應(yīng)力狀況對聲速有一定的影響，當(dāng)應(yīng)力方向與傳播方向一致時，若應(yīng)力為壓應(yīng)力，則應(yīng)力作用使工件彈性增加，聲速加快；反之，若應(yīng)力為拉應(yīng)力，則聲速減慢。當(dāng)應(yīng)力與波的傳播方向不一至?xí)r，波動過程中質(zhì)點振動軌跡受應(yīng)力干擾，波的傳播方向產(chǎn)生偏離。根據(jù)資料表明，一般應(yīng)力增加，聲速緩慢增加。