基于飞行时间测量的测量方法及系统与制作流程
本技术提供了一种基于飞行时间测量的测量方法及系统，方法包括：主控制单元接收外部输入的启动指令，将所述启动指令发送给探测单元；所述探测单元根据所述启动指令对传送装置执行被检测物的探测处理；当探测到所述传送装置上有被检测物时，生成测量指令发送给所述测量单元；所述测量单元根据所述测量指令启动所述测量单元的光源装置发射检测光，并启动所述测量单元的飞行时间传感识别装置对所述被检测物进行拍摄；所述飞行时间传感识别装置将拍摄得到的一帧三维点云数据传输给所述主控制单元；所述主控制单元对所述三维点云数据进行点云提取、三维重建和分析计算处理，得到所述被检测物的体积。
权利要求书
1.一种基于飞行时间测量的测量方法，其特征在于，所述测量方法包括：
主控制单元接收外部输入的启动指令，将所述启动指令发送给探测单元；
所述探测单元根据所述启动指令对传送装置执行被检测物的探测处理；
当探测到所述传送装置上有被检测物时，生成测量指令发送给所述测量单元；
所述测量单元根据所述测量指令启动所述测量单元的光源装置发射检测光，并启动所述测量单元的飞行时间传感识别装置对所述被检测物进行拍摄；
所述飞行时间传感识别装置将拍摄得到的一帧三维点云数据传输给所述主控制单元；
所述主控制单元对所述三维点云数据进行点云提取、三维重建和分析计算处理，得到所述被检测物的体积。
2.根据权利要求1所述基于飞行时间测量的测量方法，其特征在于，所述测量方法包括：
所述主控制单元根据预置体积值对所述被检测物的体积进行分类，并根据所述分类的结果，生成分类指令，发送给所述传送装置，用以将所述被检测物送入相应的装配区。
3.根据权利要求1所述基于飞行时间测量的测量方法，其特征在于，所述生成测量指令发送给所述测量单元具体为：
所述探测单元生成测量指令发送给所述主控制单元，所述主控制单元启动计时器进行计时，当到达预设时间时，将所述测量指令发送给所述测量单元。
4.根据权利要求1所述基于飞行时间测量的测量方法，其特征在于，所述检测光具体为：
使用脉冲调制方式进行调制得到的波长范围780nm-1100nm的脉冲波。
5.根据权利要求1所述基于飞行时间测量的测量方法，其特征在于，所述飞行时间传感识别装置的分辨率为320×240或480×320。
6.一种基于飞行时间测量的测量系统，其特征在于，所述测量系统包括：传送装置、主控制单元、检测单元探测单元和测量单元；
主控制单元，用于接收外部输入的启动指令，将所述启动指令发送给所述探测单元；
所述探测单元，用于根据所述启动指令对传送装置执行被检测物的探测处理；当探测到所述传送装置上有被检测物时，生成测量指令发送给所述测量单元；
所述测量单元，用于根据所述测量指令启动所述测量单元的光源装置发射检测光，并启动所述测量单元的飞行时间传感识别装置对所述被检测物进行拍摄；其中，所述飞行时间传感识别装置将拍摄得到的一帧三维点云数据传输给所述主控制单元；
所述主控制单元还用于对所述三维点云数据进行点云提取、三维重建和分析计算处理，得到所述被检测物的体积。
7.根据权利要求6所述基于飞行时间测量的测量系统，其特征在于，所述测量单元与所述探测单元之间的水平距离为预设距离。
8.根据权利要求6或7所述基于飞行时间测量的测量系统，其特征在于，所述传送装置为传送带；
所述传送带设置于所述探测单元与所述测量单元的下方，且所述传送带的传送方向为由探测单元至测量单元的方向。
9.根据权利要求6或7所述基于飞行时间测量的测量系统，其特征在于，所述传送装置为运载所述被检测物的运载车；
所述运载车运行于所述探测单元与所述测量单元的下方，且运行方向为由探测单元至测量单元的方向。
10.根据权利要求6所述基于飞行时间测量的测量系统，其特征在于，所述主控制单元分别与所述探测单元和所述测量单元通过有线通信方式连接或通过无线通信方式连接。
技术说明书
一种基于飞行时间测量的测量方法及系统
技术领域
本技术涉数据处理领域，尤其涉及一种基于飞行时间测量的测量方法及系统。
背景技术
近年来自动化技术的不断发展，极大地方便了人们的生活。
对于物流及检测行业来说，自动化技术也对其有极大的影响，很多工作已经有自动化的作业方式来取代了人工作业，极大的节省了人力成本。比如，在物体的体积测量时，使用扫描的方式在一个密闭的空间中使用激光束扫描物体，进行处理后计算物体的体积。这种测量方式所使用的激光束有一定的辐射，对操作员及检测装置附近的人员造成一定的危害，并且需要对物体通过检测装置的速度进行严格控制，检测速度较慢。
技术内容
针对现有技术缺陷，本技术实施例的目的是提供一种基于飞行时间测量的测量方法及系统，在测量过程中，能够自动识别被检测物，并计算时间延迟准确捕捉被检测物体的拍摄图像，并基于飞行时间测量的方式对获取的三维点云数据进行点云提取、三维重建和分析计算得到其体积。
有鉴于此，在一方面，本技术实施例提供的一种基于飞行时间测量的测量方法及系统，包括：
主控制单元接收外部输入的启动指令，将所述启动指令发送给探测单元；
所述探测单元根据所述启动指令对传送装置执行被检测物的探测处理；
当探测到所述传送装置上有被检测物时，生成测量指令发送给所述测量单元；
所述测量单元根据所述测量指令启动所述测量单元的光源装置发射检测光，并启动所述测量单元的飞行时间传感识别装置对所述被检测物进行拍摄；
所述飞行时间传感识别装置将拍摄得到的一帧三维点云数据传输给所述主控制单元；
所述主控制单元对所述三维点云数据进行点云提取和三维重建分析计算，得到所述被检测物的体积。
优选的，所述测量方法包括：
所述主控制单元根据预置体积值对所述被检测物的体积进行分类，并根据所述分类的结果，生成分类指令，发送给所述传送装置，用以将所述被检测物送入相应的装配区。
优选的，所述生成测量指令发送给所述测量单元具体为：
所述探测单元生成测量指令发送给所述主控制单元，所述主控制单元启动计时器进行计时，当到达预设时间时，将所述测量指令发送给所述测量单元。
优选的，所述检测光具体为：
使用脉冲调制方式进行调制得到的波长范围780nm-1100nm的脉冲波。
优选的，所述飞行时间传感识别装置的分辨率为320×240或480×320。
在另一方面，本技术实施例提供一种基于飞行时间测量的测量系统，包括：传送装置、主控制单元、检测单元探测单元和测量单元；
主控制单元，用于接收外部输入的启动指令，将所述启动指令发送给所述探测单元；
所述探测单元，用于根据所述启动指令对传送装置执行被检测物的探测处理；当探测到所述传送装置上有被检测物时，生成测量指令发送给所述测量单元；
所述测量单元，用于根据所述测量指令启动所述测量单元的光源装置发射检测光，并启动所述测量单元的飞行时间传感识别装置对所述被检测物进行拍摄；其中，所述飞行时间传感识别装置将拍摄得到的一帧三维点云数据传输给所述主控制单元；
所述主控制单元还用于对所述三维点云数据进行点云提取、三维重建和分析计算处理，得到所述被检测物的体积。
优选的，所述测量单元与所述探测单元之间的水平距离为预设距离。
优选的，所述传送装置为传送带；
所述传送带设置于所述探测单元与所述测量单元的下方，且所述传送带的传送方向为由探测单元至测量单元的方向。
优选的，所述传送装置为运载所述被检测物的运载车；
所述运载车运行于所述探测单元与所述测量单元的下方，且运行方向为由探测单元至测量单元的方向。
优选的，所述主控制单元分别与所述探测单元和所述测量单元通过有线通信方式连接或通过无线通信方式连接。
本技术实施例提供的一种基于飞行时间测量的测量方法，基于飞行时间测量方法，能够发射
对人体无害的检测光线对物体进行照射，通过飞行时间传感识别装置对被测量物体进行拍摄获取被测量物体的三维点云数据，并且对三维点云数据进行点云提取、三维重建和分析计算处理，得到被测量物体的体积。其处理过程中，不同于使用激光束对物体进行逐点扫描获取被测物的三维点云数据，而是同时得到整幅图像的三维点云数据，只需对被测物体进行一次拍摄便可以获得一帧包含被测物数据的三维点云数据,且飞行时间传感识别装置的成像率可达上百帧每秒，即一帧三维点云数据的获取时间小于10毫秒，大大减少了测量时间，提高了测量速度。本方法还可以在得出被测量物体的体积后，完成对被测量物体的分类，将其送入相应的装配区。
附图说明
图1为本技术实施例提供的一种基于飞行时间测量的测量系统的结构框图；
图2为本技术实施例提供的一种基于飞行时间测量的测量方法的流程图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本申请作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释相关技术，而非对该技术的限定。另外还需要说明的是，为便于描述，附图中仅示出了与有关技术相关的部分。
需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本申请。
本技术的一种基于飞行时间测量的测量方法，应用于物体检测领域，能够对被检测物体快速体积测量分拣。
为便于对本技术的技术方案的理解，首先介绍本技术的测量系统，其结构框架如图1所示，该测量系统安装于对物体进行测量或分拣的场所，该测量系统包括：传送装置1、主控制单元2、探测单元3和测量单元4。
其中，主控制单元2分别与探测单元3和测量单元4通过有线通信方式连接或通过无线通信方式连接，用于接收外部输入的启动指令，将所述启动指令发送给所述探测单元3。
探测单元3，用于根据启动指令对传送装置1执行被检测物的探测处理；当探测到传送装置1上有被检测物时，生成测量指令发送给测量单元4。
测量单元4，用于根据测量指令启动测量单元4的光源装置发射检测光，并启动测量单元4的飞行时间传感识别装置对被检测物进行拍摄；其中，飞行时间传感识别装置将拍摄得到的一帧三维点云数据传输给主控制单元2；
具体的，测量单元4包括光源装置(图中未示出)和飞行时间传感识别装置(图中未示出)，光源装置用于发射波长范围在780nm-1100nm的具有周期性的检测光。其中，检测光为使用脉冲调制方式进行调制的脉冲波或者使用连续调制方式进行调制的连续方波、三角波或正弦波等具有周期性的波。
主控制单元2还用于对三维点云数据进行点云提取、三维重建和分析计算处理，得到被检测物的体积。
测量单元4与所述探测单元3之间的水平距离为预设距离。
具体的，对目标被检测物进行高度预估，得到的被检测物的高度范围，取高度范围的上限作为最大高度值。探测单元3的安装设置高度与最大高度值大小正相关，最大高度值越大高，探测单元3安装的高度也越大高。也就是说，预设高度是可以探测单元3的设置高度根据最大高度值最大体积值进行预估计探测单元3的高度根据最大高度值进行调整，设置高度大于最大高度值然后根据预估值进行高度的调整，预设高度大于最大高度值。对于通常的物流包裹检测，我们可以选择将探测单元3安装在离相对传送装置1平面地面垂直高度为2米的位置。
并且，对所有被检测物进行体积预估，得到的被检测物的体积范围，取体积范围的上限作为最大体积值。测量单元4的安装位置根据最大体积值进行调整。例如，在光源发射装置发射的检测光照射下，通过测量装置下方的被检测物在传送装置平面的投影区域为投影区，测量单元4的安装需要满足拾取到的图像区域中能够包含全部投影区。
测量单元4与探测单元3之间水平距离的设置为预设距离，预设距离满足测量单元拾取到的图像区域与探测单元3在传送装置水平面的垂直投影位置不重叠。
在一个优选方案中，如图1所示，传送装置1为传送带，设置于探测单元3与测量单元4的下方，且传送带的传送方向为由探测单元3至测量单元4的方向。
在另一个优选方案中，传送装置1为运载被检测物的运载车，运行于探测单元3与测量单元4的下方，且运行方向为由探测单元3至测量单元4的方向。
也就是说，要保证被检测物先通过探测单元3，然后才进入测量单元4的被检测区域内。
以上为本技术实施例提供的一种基于飞行时间测量的测量系统，下面基于测量系统，对本技术实施例提供的一种基于飞行时间测量的测量方法进行详细的说明。图2为本技术实施例提供的一种基于飞行时间测量的测量方法的流程图，如图所示，包括:
步骤110，主控制单元接收外部输入的启动指令，将启动指令发送给探测单元。
具体的，主控制单元外部输入的启动指令可以是人工通过按下按钮的操作，也可以是在与主控制单元连接的操作界面进行的指令输入。当主控制单元接收到外部的启动指令后就将启动指令发送给探测单元。
步骤120，探测单元根据启动指令对传送装置执行被检测物的探测处理。
具体的，探测单元可以是包括使用红外光对物体进行探测的红外探测仪，或者使用脉冲波等其他方式对物体进行探测的探测装置。本技术实施例中，选用红外光对物体进行探测。
当探测单元接收到启动指令后，就开启探测仪，对传送装置进行被检测物的红外探测处理。
当探测到传送装置上有被检测物时，红外探测仪将探测结果反馈给探测单元。并接着执行步骤130及后续的各步骤。
步骤130，生成测量指令发送给测量单元。
具体的，探测单元根据探测结果生成测量指令发送给主控制单元，主控制单元开始计时，当到达预设时间时，将测量指令发送给测量单元。其中，预设时间提前根据探测单元和测量单元安装的距离和传送装置的传送速度提前计算，并写入到主控制单元中。预设时间主要用于控制测量单元启动，使测量单元启动时被检测物体正好能在测量单元的测量范围内。
步骤140，测量单元根据测量指令启动测量单元的光源装置发射检测光，并启动测量单元的飞行时间传感识别装置对被检测物进行拍摄。
具体的，测量单元的处理器控制光源装置发射使用脉冲调制方式调制得到的波长范围在780nm-1100nm脉冲波，本技术实施例采用发射波长为850nm附近的调方波作为检测光。光源装置发射检测光使其照射在固定的被检测区域，同时处理器控制飞行时间传感识别装置对被检测区域进行拍摄，由于此时本检测物正好通过被检测区域，所以飞行时间传感识别装置正好能拍摄到被检测物体。
本技术实施例的一个具体例子中，飞行时间传感识别装置为包含光学透镜和互补金属氧化物半导体(Complementary Metal Oxide Semiconductor，CMOS)像素阵列。
测量单元的处理器控制飞行时间传感识别装置接收检测光被物体反射后的反射光，并通过测量单元的处理器计算检测光和反射光之间相位差或时间差，来换算拍摄测物的距离，产生深度信息。再结合拍摄得到的二维图像数据，通过计算得到被拍摄物的三维点云数据。
步骤150，飞行时间传感识别装置将拍摄得到的一帧三维点云数据传输给所述主控制单元。
具体的，飞行时间传感识别装置为飞行时间相机，其分辨率可以是320×240或480×320。本技术实施例中，采用的飞行时间相机分辨率为320×240。它能够获取被检测区域对检测光进行反射的反射光，并根据发射光和反射光进行分析计算得到拍摄场景的三维点云数据。飞行时间相机对被检测区域进行一次拍摄，得到一帧三维点云数据，并将三维点云数据发送给主控制单元。
步骤160，主控制单元对三维点云数据进行点云提取、三维重建和分析计算处理，得到所述被检测物的体积。
具体的，本技术实施例中的飞行时间相机分辨率为320×240，所以其获取的一帧三维点云数据具有76800个像素点，每个像素点进一步包括X、Y、Z三维坐标值。其中，X轴、Y轴的数据表示场景点的平面坐标位置，Z轴的数据值表示采集到的获取到的场景的实际深度值。
主控制器在进行对三维点云数据中提取被测物的三维点云数据前，先对三维点云数据进行去噪点处理。例如使用如下方法对三维点云数据进行滤波处理：
主控制器将三维点云数据转化为76800×3的矩阵，每一行代表飞行时间传感器中排列的一个像素。通过将76800×3的矩阵重置为320×240的矩阵将，并且用深度值表示重置矩阵中的每个元素的值，三维点云数据就转化成二维平面图像数据。
主控制单元采用基于三维点云的3×3空间滤波算子，对二维平面图像数据的各像素点的深度值进行计算，并计算中心点像素与周围像素的深度差。用深度差与预设全局阈值进行比较，当深度差大于预设全局阈值时，判断该像素点测得的深度值为噪点，将其对应的三维点云数据中的像素点滤除。否则，保留其对应的三维点云数据中的像素点。经过处理后得到去噪后的三维点云数据。
主控制单元采用随机抽样一致性算法对去噪后的三维点云数据进行被检测物的点云提取处理，得到被检测物的三维点云数据。
主控制单元采用三角重建法或其他3D建模的建模方法对被检测物的三维点云数据进行被检测物的三维表面重建，得到被检测物的三维表面轮廓点云数据。
在一个具体的应用中，被检测物为包裹，根据被检测物的三维表面轮廓点云数据，提取包裹轮廓中六个角的点云数据，基于三维空间计算公式进行计算，得到包裹体积的。
上述过程实现了对被检测物体的体积测量。
进一步的，本技术实施例提供的测量方法还包括，主控制单元根据预置体积值对被检测物的体积进行分类，并根据分类的结果，生成分类指令，发送给传送装置，用以将被检测物送入相应的装配区。具体如下：
主控制单元将被检测物的体积与预置体积范围进行比较。比如，本技术的一个具体例子如下：将预置体积范围设置为0＜V≤10立方厘米，10立方厘米＜V≤50立方厘米，50立方厘米＜V≤1立方米等多个预置体积范围。
当被检测物体积小于等于10立方厘米时，将其分类为类别1。
当被检测物体积大于10立方厘米且小于50立方厘米时，将其分类为类别2。
当被检测物体积大于50立方厘米且小于1立方米时，将其分类为类别3。
主控制器根据分类的类别，生成分类指令并发送给传送装置，其中分类指令包括被检测物体的类别数据。
传送装置根据分类指令，将被检测物送入类别数据对应的装配区。比如，类别1对应装配区1，类别2对应装配区2，类别3对应装配区3等等。
本技术实施例提供的一种基于飞行时间测量的测量方法，基于飞行时间测量方法，能够发射对人体无害的检测光线对物体进行照射，通过飞行时间传感识别装置对被测量物体进行拍摄获取被测量物体的三维点云数据，并且对三维点云数据进行点云提取、三维重建和分析计算处理，得到被测量物体的体积。其处理过程中，不同于使用激光束对物体进行逐点扫描获取被测物的三维点云数据，而是同时得到整幅图像的三维点云数据，只需对被测物体进行一次拍摄便可以获得一帧包含被测物数据的三维点云数据,且飞行时间传感识别装置的成像率可达上百帧每秒，即一帧三维点云数据的获取时间小于10毫秒，大大减少了测量时间，提高了测量速度。本方法还可以在得出被测量物体的体积后，完成对被测量物体的分类，将其送入相应的装配区。
专业人员应该还可以进一步意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤，能够以电子硬件、计算机软件或者二者的结合来实现，为了清楚地说明硬件和软件的可互换性，在上述说明中已经按照功能一般性地描述了各示例的组成及步骤。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本技术的范围。
结合本文中所公开的实施例描述的方法或算法的步骤可以用硬件、处理器执行的软件模块，或者二者的结合来实施。软件模块可以置于随机存储器(RAM)、内存、只读存储器(ROM)、电可编程ROM、电可擦除可编程ROM、寄存器、硬盘、可移动磁盘、CD-ROM、或技术领域内所公知的任意其它形式的存储介质中。
以上的具体实施方式，对本技术的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上仅为本技术的具体实施方式而已，并不用于限定本技术的保护范围，凡在本技术的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本技术的保护范围之内。
基于飞行时间法的纳秒量级时间间隔测量系统研制
基于飞行时间法的纳秒量级时间间隔测量系统研制 刘传军1,2,任琼英2 (1.中国科学院研究生院 北京 100080;2.中国科学院空间科学与应用研究中心 北京 100080) 摘 要:为了更好地探测空间等离子体成分,研究了一种基于飞行时间法的纳秒量级时间间隔测量系统,分别介绍了该系统的三个组成部分CPU 模块、时间间隔测量模块、数据传输模块。并着重研究了纳秒量级时间间隔的测量方法,详细介绍了主要时间间隔测量芯片TDC 2GP1。并对数据传输模块的设计做了简要说明。实验结果表明,该测量系统的性能可满足探测需求。 关键词:飞行时间法;空间等离子体;时间间隔测量;TDC 2GP1 中图分类号:TP23 文献标识码:B 文章编号:10042373X (2008)152127203 Measurement of N anosecond Pulse B ased on Time 2of 2Flight L IU Chuanjun 1,2,REN Qiongying 2 (1.Graduate School ,Chinese Academy of Sciences ,Beijing ,100080,China ; 2.Center for Space Science and Applied Research ,Chinese Academy of Sciences ,Beijing ,100080,China ) Abstract :To better explore the space plasma composition ,measurement system of nanosecond time interval based on the time 2of 2flight is studied.The main module for CPU ,time interval measurement and data transmission in this system are intro 2duced in this paper.The measurement method of nanosecond time interval ,the chip of TDC 2GP1are intraduced in a detail.The firmware and drivers of data transmission module are given as well.The result of experiment show that the measurement sys 2tem could meet the demands for space exploration. K eywords :time 2of 2flight ;space plasma ;time interval ;TDC 2GP1 收稿日期:2008201203 1 引 言 随着空间探测技术的发展,空间的等离子体成分探测显得越来越重要,尤其对现在正在进行的深空探测,如探月计划。而空间等离子成分探测最主要的方法就是飞行时间法,既通过测量粒子飞过一定距离所需要的时间来鉴别粒子成分。 目前,国外在等离子体成分探测方面技术已经很成熟,如1984年AM P TE/IRM 上的超热离子电荷分析器[1];1996年FAST 上的飞行时间法能量角质谱仪(TEAMS ),Cluster Ⅱ上的离子成分和分布函数分析 器(CODIF )。然而在国内,该技术还刚刚处于起步阶段,存在很多难点,其中最关键的就是:快电子学技术,也就是说如何用电子学的方法测量出起始脉冲和停止脉冲之间的时间间隔,既粒子的飞行时间,约为纳秒量级,将是整个等离子成分探测器的关键。也是目前国内离子成分探测中所面临的难题,为了能够探索出一种测量这种纳秒量级时间间隔的方法,首先必须模拟出来这种纳秒量级的时间信号,从而找出一种测量该时间间隔的最好方法。本文将主要研究基于飞行时间法的纳秒 量级时间间隔测量技术。2 设计原理及系统组成 纳秒量级时间间隔测量系统由CPU 模块、时间间 隔测量模块、数据传输模块三部分组成,其逻辑框图如图1所示 。 图1 时间间隔测量系统逻辑框图 其中CPU 模块主要功能是模拟纳秒量级脉冲信 号、接收时间间隔测量模块的数据、FIFO 缓存、发送数据到数据传输模块、控制数据传输模块的时序,是整个测量系统的前提和控制中心。时间间隔测量模块主要用来测量纳秒量级的时间间隔,同时把时间信号转换为数字信号。数据传输模块接收数据,并进行数据处理,同时将数据传输到PC 机。PC 机用来存储数据,同时发送指令到数据传输模块。 7 21《现代电子技术》2008年第15期总第278期 测试?测量?自动化
基于飞行时间测量的测量方法及系统与制作流程
本技术提供了一种基于飞行时间测量的测量方法及系统，方法包括：主控制单元接收外部输入的启动指令，将所述启动指令发送给探测单元；所述探测单元根据所述启动指令对传送装置执行被检测物的探测处理；当探测到所述传送装置上有被检测物时，生成测量指令发送给所述测量单元；所述测量单元根据所述测量指令启动所述测量单元的光源装置发射检测光，并启动所述测量单元的飞行时间传感识别装置对所述被检测物进行拍摄；所述飞行时间传感识别装置将拍摄得到的一帧三维点云数据传输给所述主控制单元；所述主控制单元对所述三维点云数据进行点云提取、三维重建和分析计算处理，得到所述被检测物的体积。 权利要求书 1.一种基于飞行时间测量的测量方法，其特征在于，所述测量方法包括： 主控制单元接收外部输入的启动指令，将所述启动指令发送给探测单元； 所述探测单元根据所述启动指令对传送装置执行被检测物的探测处理；
当探测到所述传送装置上有被检测物时，生成测量指令发送给所述测量单元； 所述测量单元根据所述测量指令启动所述测量单元的光源装置发射检测光，并启动所述测量单元的飞行时间传感识别装置对所述被检测物进行拍摄； 所述飞行时间传感识别装置将拍摄得到的一帧三维点云数据传输给所述主控制单元； 所述主控制单元对所述三维点云数据进行点云提取、三维重建和分析计算处理，得到所述被检测物的体积。 2.根据权利要求1所述基于飞行时间测量的测量方法，其特征在于，所述测量方法包括： 所述主控制单元根据预置体积值对所述被检测物的体积进行分类，并根据所述分类的结果，生成分类指令，发送给所述传送装置，用以将所述被检测物送入相应的装配区。 3.根据权利要求1所述基于飞行时间测量的测量方法，其特征在于，所述生成测量指令发送给所述测量单元具体为： 所述探测单元生成测量指令发送给所述主控制单元，所述主控制单元启动计时器进行计时，当到达预设时间时，将所述测量指令发送给所述测量单元。 4.根据权利要求1所述基于飞行时间测量的测量方法，其特征在于，所述检测光具体为： 使用脉冲调制方式进行调制得到的波长范围780nm-1100nm的脉冲波。 5.根据权利要求1所述基于飞行时间测量的测量方法，其特征在于，所述飞行时间传感识别装置的分辨率为320×240或480×320。 6.一种基于飞行时间测量的测量系统，其特征在于，所述测量系统包括：传送装置、主控制单元、检测单元探测单元和测量单元；
GPS测量的时间系统
第四讲 GPS 测量的时间系统 学习指南 在现代大地测量中，为了研究诸如地壳升降和地球板块运动等地球动力学现象，时间也和描述观测点的空间坐标一样，成为研究点位运动过程和规律的一个重要分量，从而使大地网点成为空间与时间参考系中的四维大地网点。 在GPS 测量中，时间对点位的精度具有决定性的作用。首先，作为动态已知点的GPS 卫星的位置是不断变化的，在星历中，除了要给出卫星的空间位置参数以外，还要给出相应的时间参数。其次，GPS 测量是通过接收和处理GPS 卫星发射的电磁波信号来确定星站距离进而求得测站坐标的。要精确测定星站距离，就必须精确测定信号传播时间。其三，由于地球自转的缘故，地面点在天球坐标系中的位置是不断变化的，为了根据GPS 卫星位置确定地面点位置，就必须进行天球坐标系与地球坐标系的转换。为此也必须精确测定时间。所以，在建立GPS 定位系统的同时，就必须建立相应的时间系统。 本单元教学重点和难点 GPS 时间系统。 教学目标 1、熟悉GPS 系统所应用的时间系统； 2、掌握世界时的三种形式。 1 世界时系统 世界时系统是以地球自转为基准的一种时间系统。然而，由于观察地球自转运动所选的空间参考点不同，世界时系统又包括恒星时、平太阳时和世界时。 1．1恒星时（Sidereal Time-ST ） 由春分点的周日视运动确定的时间称为恒星时。春分点连续两次经过本地子午线的时间间隔为一恒星日，含24个恒星小时。恒星时在数值上等于春分点相对于本地子午圈的时角。在岁差和章动的影响下，春分点分为真春分点和平春分点，相应的恒星时也分为真恒星时和平恒星时。此外，为了确定世界统一时间，也用到格林尼治恒星时。所以，恒星时分为以下四种。 LAST ——真春分点的地方时角； GAST ——真春分点的格林尼治时角； LMST ——平春分点的地方时角； GMST ——平春分点的格林尼治时角。 四种恒星时有如下关系： ? ??=-=-?ψ=-=-λεLAST GAST LMST GMST GMST GAST LMST LAST cos （5-26） 式中，λ为天文经度，Δψ为黄经章动，ε为黄赤交角。 1．2 平太阳时（Mean Solar Time-MT ） 因地球绕太阳公转的轨道为一椭圆，所以太阳视运动的速度是不均匀的。以真太阳周年视运动的平均速度确定一个假想的太阳，且其在天球赤道上做周年视运动。称为平太阳。以平太阳连续两次经过本地子午圈的时间间隔为一个平太阳日，含24个平太阳小时。与恒
延时时间测量
现代会议室的音响系统为室内所有人员提供最佳的语言清晰度。通常，我们需要建立主扬声器和辅助扬声器。也许，有人有过这样的经验：演讲者在在前面演讲，但是我们听到的声音却是从旁边的扬声器中传来的，因此视觉和听觉的感受是不匹配的。但是实现这种正面的定向声音是相当棘手的。 XL2音频与声学分析仪提供了有益的解决方案，可以很容易的的实现这种实际应用功能。本应用指南描述了一些实际范例。 延迟时间量测 XL2 优化增强声音效果
基本条件 传播速度或速度因子是一种描述电气或无线电波信号在介质中传 播快慢的参量。电气音频信号在缆线中以光速传播，速度大小为 300000km/s。音速是描述声波在空气中传播快慢的物理量，音 速在不同介质中的速度是不同的，同种介质的属性不同音速也不 一样的，尤其受温度影响尤为巨大。 在海平面上，温度为15 °C (59 °F) ，正常的大气条件下音速为340 m/s. 为什么会有延迟发生呢？ 举个例子：在一个很大的厅堂内，当一个电气信号在100米的缆线 中传输时大约有0.003微秒的延迟而当它在空气中传输相同距离时 延迟大约有290毫秒。这个差值我们叫做“传输延迟”。而在实际 应用中我们一般将在缆线中的传输时间忽略不计。 增强声音的挑战 在一个比较大的厅堂内，不能保证所有的位置上都有足够的信噪 比让人耳的听觉系统接收到信息。因为在低信噪比的情形下语言 清晰度会衰减的很多，并且声音的能量会以两倍距离衰减 6dB 的 速率减少，因此许多会议室、厅堂需要安装扩声系统。 但不幸得是，并不是说安置一些扬声器和缆线就可以轻易地解决 这些问题的，为什么呢？ 因为增强扬声器更接近于听众的耳朵，所以听众所听到的大部分 声音由它们提供。因此，听众的直接感觉是演讲者在扬声器位置 上。自然声源和扬声器的发出的声音不一致，让听众觉得很不自 然。 此外，由于自然前波的传播延迟，听众感觉到的扬声器的声音就 像回响一样，这进一步增加了听众感觉的不愉快并降低了语言清 晰度。 在这里，我们将哈斯效应（Haas）考虑进去，这将有助于我们明 白并解决这些问题。
飞行时间质谱精确定标的方法
飞行时间质谱精确定标的方法利用飞行时间质谱(TOF)探测得到的数据文件截图如下面左图，导入Origin里如右图： 行号即为横坐标，代表飞行时间，每一行数值代表质谱图中相应点的信号强度，如下图： 我们用工具选取一个已知峰的信号，如水(H2O)，见下图，图中显示出该点行号为8642，信号强度为5855：
因为我们已知这个峰代表水(H2O)，那么就可以将飞行时间与质量对应起来。 首先我们要了解，质谱探测得到的信号所代表的是这个物种(H2O)的同位素峰([1]H2[16]O)，那么它的质量就不是平均分子量，而是由确定组成的核素相加得到的质量。 其次我们要了解，由于我们使用的是真空紫外光电离，那么形成的离子应该只带一个正电荷。 因此，质谱探测到的信号实际上是带一个正电荷的阳离子([1]H2[16]O+)。 我们使用下面这个软件来查询相应的m/z值，Measured mass表示质量数，Tolerence表示误差，单位为毫道尔顿，Charge on Molecule表示粒子所带电荷数，下图中的设置表示我们要查询质量数范围为[17.500, 18.500]，带1个正电荷的粒子的可能分子式及其精确质量：
结果给出[1]H2[16]O+的精确质量为18.010016。 将上表拷入Origin中，并做图拟合，步骤如下：
显示下图结果： 将结果粘贴于下表，A、B、C即为定标公式的参数，其含义为m/z=A+B*row+C*row^2： 可自行设计表格，将目标峰的横坐标转化为精确质量数m/z。
Q&A: 1行号究竟代表多少飞行时间？ 一行代表2ns，如行号5000，代表飞行时间10000ns。 这是通过P7888数据采集卡附带的采集软件MCDWin设置的，可以更改。 2怎么定更精确、更大范围的质量？ 本例只提供了定标方法，对于更精确、更大范围的质量定标，就要提供更多的数据点来拟合。可以通过如下两种途径： 2.1选取一个产物较多的质谱，利用已定好标的公式，计算相应产物或碎片峰的质量， 猜测其真实分子式，并将分子式与其实际质量添加入飞行时间-质量对应表中，重 新拟合得到更精确的定标公式。 2.2若大质量产物的分子式不容易猜测，那么通入少量大质量标准样品进行定标。大质 量标准样品推荐芳香烃化合物，比如萘、蒽、菲等，不推荐使用脂肪烃，进入腔 体后非常不易挥发。 3怎么做横坐标为质量数的质谱图？ 按下列步骤： 3.1在数据列左侧插入两列： 3.2将第一列填充为行号：
时间分辨光谱测量系统
58时间分辨光谱测量系统院系：物理学院 时间分辨光谱测量系统 三年内利用该仪器作为主要科研手段发表学术论文（三大检索） 11 篇，其中代表论文：论文题目期刊名年 卷（期）起止页码Enhanced exciton migration in electrospun poly[2-methoxy-5-(2l')-ethy(hexyloxy)-1.4-phenylene vinylene]/poly(vinyl Applied Physics Letters 201096133309Spatial Conformation and Charge Recombination Properties of Polythiophene Deriatives with Thienylene Vinylene Side Chains Investigated by Static and Femtosecond Spectroscopy J. Phys. Chem. B 20101142602-2606Transient photophysics of phenothiazine–thiophene/furan Journal of Photochemistry and Photobiology A: Chemistry 201021044-47A Facile One-step Method to Produce Graphene–CdS Quantum Dot Nanocomposites as Promising Optoelectronic Advanced Materials 201022103-106
GPS测量的时间系统简介
GPS测量的时间系统 在空间科学技术中，时间系统是精确描述天体和人造天体运行位置及其相互关系的重要基准，也是利用卫星进行定位的重要基准。 在现代大地测量中，为了研究诸如地壳升降和地球板块运动等地球动力学现象，时间也和描述观测点的空间坐标一样，成为研究点位运动过程和规律的一个重要分量，从而使大地网点成为空间与时间参考系中的四维大地网点。 在GPS测量中，时间对点位的精度具有决定性的作用。首先，作为动态已知点的GPS卫星的位置是不断变化的，在星历中，除了要给出卫星的空间位置参数以外，还要给出相应的时间参数。其次，GPS测量是通过接收和处理GPS卫星发射的电磁波信号来确定星站距离进而求得测站坐标的。要精确测定星站距离，就必须精确测定信号传播时间。其三，由于地球自转的缘故，地面点在天球坐标系中的位置是不断变化的，为了根据GPS卫星位置确定地面点位置，就必须进行天球坐标系与地球坐标系的转换。为此也必须精确测定时间。所以，在建立GPS定位系统的同时，就必须建立相应的时间系统。 GPS时间系统。 1 世界时系统 世界时系统是以地球自转为基准的一种时间系统。然而，由于观察地球自转运动所选的空间参考点不同，世界时系统又包括恒星时、平太阳时和世界时。 1．1恒星时（Sidereal Time-ST） 由春分点的周日视运动确定的时间称为恒星时。春分点连续两次经过本地子午线的时间间隔为一恒星日，含24个恒星小时。恒星时在数值上等于春分点相对于本地子午圈的时角。在岁差和章动的影响下，春分点分为真春分点和平春分点，相应的恒星时也分为真恒星时和平恒星时。此外，为了确定世界统一时间，也用到格林尼治恒星时。所以，恒星时分为以下四种。 LAST——真春分点的地方时角； GAST——真春分点的格林尼治时角； LMST——平春分点的地方时角； GMST——平春分点的格林尼治时角。 四种恒星时有如下关系： （5-26） 式中，λ为天文经度，Δψ为黄经章动，ε为黄赤交角。 1．2 平太阳时（Mean Solar Time-MT） 因地球绕太阳公转的轨道为一椭圆，所以太阳视运动的速度是不均匀的。以真太阳周年视运动的平均速度确定一个假想的太阳，且其在天球赤道上做周年视运动。称为平太阳。以平太阳连续两次经过本地子午圈的时间间隔为一个平太阳日，含24个平太阳小时。与恒星时一样，平太阳时也具有地方性，故常称为地方平太阳时或地方平时。 1．3世界时（Universal Time-UT） 以子夜零时起算的格林尼治平太阳时称为世界时，如以GAMT表示平太阳相对于格林尼治子午圈的时角，则世界时UT与平太阳时之间的关系为： （5-27） 在地极移动的影响下，平太阳连续两次经过格林尼治子午圈的时间间隔并不均等。此外，地球自转速度也不均匀，它不仅包含有长期的减缓趋势，而且还含有一些短周期的变化和季节性变化。因此，世界时也不均匀。从1956年开始，在世界时中加入了极移改正和地球自转速度的季节性改正，改正后的世界时分别用UT1和UT2表示，未经改正的世界时用UT0表
《时间的测量》知识点
教科版小学科学（五下）基础知识【单元三：时间的测量】 1、时间在流逝 1、秒针转一圈是（1分钟），分针转一圈是（1小时），时针转一圈是（12小时）。 2、一天（24小时），时针转（2）圈，分钟转（24）圈，秒针转（1440）圈。 3、时间没有（快慢），它永远以（不变的速度）在流逝。 2、太阳钟 1、人类最早使用的时间单位是（天）。 2、阳光下物体影子的（方向）和（长短）会慢慢发生变化，（日晷）就是根据日影变化制成的计时器。 3、现代一天是（24）小时，古人一天也是（24）小时。古人白天的1小时和晚上的1小时（长度）不一样，是变化的。 3、用水测量时间 1、古代的水钟有（泄水型）水钟和（受水型）水钟，（受水型）水钟比（泄水型）水钟精确。 2、在50ml水钟漏10ml水和100ml水中漏10ml水，所用的（时间）是不一样的。100ml 水中漏10ml水的时间（短）。 3、滴漏滴水的速度和（水位的高低）有关，（水位高），滴水快，（水位低），滴水慢。 4、300毫升的滴漏实验中，前10毫升水和最后10毫升水相比较，（前10毫升）水滴得快。 5、机械摆钟 1、机械摆钟的摆一般每分钟摆动（30）次或（60）次。 2、同一个摆，在自由摆动的过程中，摆的（快慢）不会发生变化，摆的（幅度）会越来越小。 6、摆的研究 1、摆的快慢和（摆锤的重量）无关，和（摆幅的大小）无关。 2、摆的快慢和（摆绳的长度）有关，摆绳（长），摆动慢，摆绳（短），摆动快。 3、实验设计：摆的快慢和摆绳长短有关吗？ （1）研究的问题：摆的快慢和摆绳长短有关吗？ （2）我的猜想：摆的快慢和摆绳长短有关，摆绳长，摆的速度慢，摆绳短，摆的速度快。（3）改变的条件：摆绳的长短 （4）保持不变的条件：摆锤的轻重、摆幅的大小 （5）实验的方法： A、取15厘米长的摆绳，挂一倍重的摆锤，以一定的摆幅，连续测3次15秒内摆摆动的次数，取平均数。 B、取30厘米长的摆绳，挂一倍重的摆锤，以一定的摆幅，再连续测3次15秒内摆摆动的次数，取平均数。 （6）实验结论：摆的快慢和摆绳长短有关，摆绳长，摆的速度慢，摆绳短，摆的速度快。 4、实验设计：摆的快慢和摆锤轻重有关吗？ （1）研究的问题：摆的快慢和摆锤轻重有关吗？ （2）我的猜想：摆的快慢和摆锤轻重无关。 （3）改变的条件：摆锤的轻重
飞行时间法(ToF)CMOS传感器解决方案
飞行时间法（ToF）CMOS传感器解决方案 据麦姆斯咨询报道，国际知名图像传感器制造商兼专业定制服务商，Teledyne e2v即将亮相第二十届中国国际光电博览会－集结国内外优质通信器件商、设备供应商、系统集成商和运营商一大盛会。欢迎莅临其展位6C46 ">新品展示 用于高速扫描和条码读取的Snappy 2MP CMOS图像传感器Snappy 2MP CMOS图像传感器主要用于条码读取和其他2D扫描应用。这一传感器以独特设计，将全高清、2.8μm低噪全局快门和其他高级功能完美结合，并通过小巧的光学格式，实现快速经济的解码能力。无论是像素表现或是片上集成的实时处理功能，Snappy传感器皆进行了全方位的优化，实现高速准确的1D和2D条码扫描。在物流、分拣、零售POS和其他相关行业应用中，它让扫描平台实现更高的效率和产量。Snappy的独特性能还适用于许多其他应用领域，包括无人机、嵌入式视觉系统、物联网边界装置、智能监控摄像头和增强现实/虚拟现实。Emerald 8.9/12/16MP，全球最细小的全局快门CMOS图像传感器利用最新生产工艺以及像素设计技术，Teledyne e2v Emerald系列CMOS图像传感器，有着全世界范围内最小的全局快门像素尺寸（2.8μm）、底噪、满井容量7ke-，典型读出噪声4e- (低噪模式下2e-)。这一创新型革命技术，可使客户获得更高分辨率，但同时降低光学镜头尺寸，可降低整体系统成本。新一代图像传感器将大大提升暗场非一致性DSNU，与其他CMOS产品比较至少提升10倍，在低光应用中，这一性能可提升相机高温和长时间曝光方面性能，尤其是用于显微镜和户外，比如监控、测速以及交通上等的相机。新一代图像传感器主要发布三种分辨率，16MP（4096 x 4096 pixels）, 12MP（4096 x 3072 pixels），和8.9MP（4096 x 2160 pixels），世界上第一个高分辨率下1英寸光学尺寸，可使用C口镜头。每种图像传感器都有相同的像素设计、配置、读出结构、cLGA封装，这可降低相机厂商的研发成本。同时，根据机器视觉工业自动化的更高要求，这一代芯片具备高动态范围（HDR）模式，8/10/12bit ADC转换，高速输出（60fps at 10 bits 1at 16MP），多样化的电节省模式等。 飞行时间法（ToF）CMOS传感器解决方案
长度时间及其测量教案
12.3 长度、时间及其测量 胡明亮2009-08-08 【教学目标】1、知道国际单位制中长度和时间的单位及换算。 2、能根据日常经验或物品粗略估测长度，会选用适当的刻度尺正确测量长度。 3、能根据常见的周期现象估测时间，会选用适当的工具正确测量时间。 4、知道长度和时间的测量结果由数值和单位组成，知道测量有误差，取多次测量的平均值可以减小误差。 5、通过相关长度和时间的测量过程，激发操作兴趣，形成实事求是的科学素质及良好的实验习惯。 学习过程： 一、复习导入 1速度公式Ｖ= 2、那么我们如何来测量其中的一些数据呢？ 二、长度的测量 1、长度的单位：千米、米、、、、、纳米 符号：、、、、、、 2、单位的换算：1km=103m 1m= dm= cm= mm 1mm= μm 1μm= nm 1m= nm 1cm= m 1nm= m 560mm= m 165cm= m 1250km= m 3、长度的测量 A、使用前，； B、读数时视线； C、记录结果时要写出和。 D、对刻度尺的使用，测量值需。 4、测量工具：钢直尺、钢卷尺、皮卷尺、直尺、折尺、游标卡尺、螺旋测微器（较精确）练一练 1、某同学测一支铅笔的长度，记录的结果为：15.84cm根据记录判定他所用刻度尺的分度值是，准确值是，估计值是 2、请你写出下列数据的单位 （1）哥哥的身高174 ；（2）一角的硬币的厚度2 ； （3）课桌的高度8 ；（4）学生中指的长度70 3、图20中，读数时视线正确的是(选填“A”或“B”)， 物体的长度为cm。 4、测一测 A. 物理课本的长、宽、厚度； B. 手指甲的宽约 cm C. 食指和中指间的距离 D.你的课桌高、长、宽 5、讨论交流 ○1、使用刻度尺时，是否一定要从刻度为0的位置量起？ ○2、用力拉皮尺来测量长度，这样测量结果准确吗？结果？从冰箱里拿出来的皮尺量呢？○3、各种尺的厚薄一样吗？它们的刻度在哪一侧？怎样测才更准？
飞行时间计数器
4.6 飞行时间计数器 飞行时间计数器置于主漂移室和晶体量能器之间（见图 4.6-1），桶部TOF 的接收度为0.83，端盖TOF 的接收度从0.85到0.95，基本覆盖了主漂移室和量能器的接收度。飞行时间计数器用来测量带电粒子在主漂移室内的飞行时间，主要功能是通过所测量的飞行时间信息，结合主漂移室测得粒子的动量和径迹，从而辨别粒子的种类；同时它也参加第一级触发判选；而且可以利用不同探测器输出信号之间的时间关系来排除宇宙线本底。 飞行时间计数器主要物理目标是粒子鉴别，其能力大小主要由相同动量粒子的飞行时间差和飞行时间计数器的时间分辨率所决定。飞行时间差随飞行时间计数器的内半径的变大而增加；时间分辨率分别由正负电子对撞的起始时间推算精度和粒子打到飞行时间计数器后测量的截止时间的精度决定，其中飞行时间计数器的本征时间分辨率是主要因素。 4.6.1 TOF 时间分辨率分析 每层TOF 的时间分辨率受多种因素影响，总的时间分辨率可表示为： 22exp 2222 2walk time ect s electronic position Z length bunch time bunch TOF ----++++++=σσσσσσσσ图4.6-1 BESIII 总体框图。桶部和端盖TOF 都是置于主漂移室和量能器之间，前者将固定于主漂移室上，后者固定到端盖量能器上。
1) TOF σ, TOF 本征时间分辨。 TOF 本征时间分辨与闪烁体和光电倍增管的性能、参数直接相关，如下面的公式所示[1]： 其中，scin τ是闪烁体的衰减时间，L 是击中位置到光电倍增管的距离， PMT τ是光电倍增管中光电子的渡越时间涨落，pe N 是光电子数。 pe N 与闪烁体的光产额、 厚度、衰减长度、光传输距离和光电倍增管的量子效率都有关： 其中，λ是光波长， )(0λN 是单位厚度闪烁体的光产额， t L 是粒子穿过闪烁体的厚度，a L 闪烁体的衰减长度, )(λε是光电倍增管的量子效率函数。根据我们和BELLE 的经验，我们希望单层TOF 的本征时间分辨率达到80ps （参见后面4.6.4 and 4.6.5）。 2) time bunch -σ, 束团时间不确定性。 束团时间的不确定性与加速器储存环中的高频时钟和稳相精度有关。根据BEPCII 的设计指标，其高频时钟周期为2ns ，稳相精度为1°，所以本征的束团时间误差为５ps 。考虑到在读出过程中，时钟信号传输和寄存等会造成时间晃动，我们希望这项误差达到20ps 以内。 3) length bunch -σ, 束团长度形成的对撞时刻的不确定性。 正负电子两个束团都有一定长度，这样它们相撞的准确时刻无法知道。根据BEPCII 的设计指标，束团长度为1.5cm ，即50ps 。两束团相撞可以简化考虑为一个静止、一个运动，相撞发生的几率是两个束团密度的乘积。这样，如果考虑两个束团密度都按高斯分布，其标准偏差将不确定性减少2倍,即 35ps 。 4) position Z -σ, 来源于粒子击中闪烁体的Z 向定位的不确定性。 在测量飞行时间时，闪烁体中的光传输时间必须要扣除。其精度取决于由MDC 径迹重建外推的闪烁体的Z 向定位。根据模拟，其精度为几个毫米，考虑到闪烁体折射率为1.5, 这项误差约为25ps 。 5) s electronic σ, 来源于电子学时间测量。 TOF 电子学时间测量将使用CERN HPTDC ，其设计指标为25ps 。 6) ect exp σ, 来源于预期飞行时间不确定性。 pe PMT scin TOF N c L n n ?? ????????+??????-+=2 2 222)1()35.21(ττσ?-∝λ λελd e L N N a L L t pe )()(/0
飞行时间质谱
飞行时间质谱技术及发展 前言：质谱分析是现代物理与化学领域使用的极为重要的工具。目前日益广泛的应用于原子能，石油以及化工，电子，医药等工业生产部门，农业科学研究部门及物理电子与粒子物理，地质学，有机，生物，无机，临床化学，考古，环境监测，空间探索等领域[1]。飞行时间质谱飞行时间质谱仪较其他质谱仪具有灵敏度好、分辨率高、分析速度快、质量检测上限只受离子检测器限制等优点，再配合电喷雾离子源基体辅助激光解析离子源[2]大气压化学电离源等离子源，使之成为当今最有发展前景的质谱仪。飞行时间质谱已用于研究许多国际最前沿的热点问题，是基因及基因组学、蛋白质及蛋白质组学、生物化学、医药学以及病毒学等领域中不可替代的有力工具，例如肽和蛋白分析、细菌分析、药物的裂解研究以及病毒检测。特别是在大通量、分析速度要求快的生物大分子分析中，飞行时间质谱成为唯一可以实现的分析手段，例如与激光离子源联用或作为二维气相色谱的检测器等。本文将介绍飞行时间质谱的基本原理、技术及仪器的发展历程。力求对该仪器技术有一个较清楚的认识，并对今后相关的研究工作提供建设性帮助。 1.飞行时间质谱的工作原理：TOF-MS分析方法的原理非常简单。这种质谱仪的 质量分析器是一个离子漂移管。样品在离子源中离子化后即被电场加速，由离子源产生的离子加速后进入无场漂移管，并以恒定速度飞向离子接收器，假设离子在电场方向上初始位移和初速度都为零，所带电荷数为q，质量数为m, 加速电场的电势差为V, 则加速后其动能应为： m v2 / 2= qe V 其中，v 为离子在电场方向上的速度。 离子以此速度穿过负极板上的栅条，飞向检测器。离子从负极板到达检测器的飞行时间t，就是TOFMS 进行质量分析的判据。在传统的线性TOFMS，离子沿直线飞行到达检测器；而在反射型TOFMS 中，离子经过多电极组成的反射器后反向飞行到达检测器，后者在分辨率方面优于前者。 2.飞行时间质谱的发展： 由于存在初始能量分散的问题，提高飞行时间质谱分辨率一直是研究者和仪器制造上努力的目标。仪器技术的进展也主要围绕这一目标进行。 2.1离子化技术的发展：最初TOFMS采用电子轰击的方法进行离子化。由电子枪产生的电子电离样品分子使其离解为离子，经加速形成离子束进入飞行区。这种方法可用于气、固、液体样品的分析。其缺点是：1)离子化时间较长，和一般离子的飞行时间数量级相近，容易引起大的误差；2)电子的电离及其进样方式，难以进行大分子样品的分析。目前这种离子化方式多用于小分子的分析。而新的电子发生方式如激光电子枪开始出现。后来脉冲离子发生器应用逐步广泛。用于固体或液体样品的重离子轰击、等离子体解吸(PDMS)及二次离子质谱(SIMS)属于此列。目前脉冲激光技术应用最广，包括激光解吸(LD)、共振激光离子化(RI)、共振加强单多光子离子化（RES/MPI）以及生化分析中常用的基质辅助激光解吸[4] (MALDI))等，适用于不同样品的分析。例如共振激光离子化可用于痕量金属元素的分析[3]。REMPI 则擅长复杂有机物的选择性离子化；MALDI的优点在于：1）可获得高的灵敏度，甚至能检测到离子化区的几个原子；2）对于热不稳定的生物大分子可实现无碎片离子化；3）对固体、液体表面分析，可以很好地控制离子化的位置或深度样品，分析时间大大缩短；4）可以与不同的离子化方式相结合。为解决多肽、蛋白、寡糖、DNA测序等生命科学领域中的前沿分析课题，需要发展特殊电离技术以及超高分辨、高灵敏度、大质量范围、多级串联的高档
《长度时间及其测量》
班级：姓名：分数： 第一章机械运动 第一节长度、时间及其测量导学案 一、教学目标：： (1)会使用适当的工具测量长度和时间。 (2)知道测量有误差，减小误差的方法有哪些 重点：长度的测量 难点：误差、测量值准确值的区别 二、自主学习： 1.长度的国际单位是________，常用单位有______、______、______、______等时间的国际单位是________，常用单位有_______、_______、等 练习：单位间的换算： 1.5km=______m=__________dm=_______cm =_________mm =__________nm 1h=_____ min ，1 min=______s ，1h=________ s ，1 s=________ h ， 1s=_______min 1、给下列各物体的长度填上合适的单位：(1)中学生的身高1700______；(2)一个墨水瓶的高为0.65______；(3)一课桌的高为0.52______；(4)物理课本的宽为1.85______。 2. 正确是用刻度尺要求： ①___________________________________ __、 ②_____________________________________ __、 ③_______________________________ __。 3. ①_____________与_____________之间总会有差别，这就是误差。 错误能避免，误差只能_____________，要尽量_____________误差。 ②减小误差的方法有：_______________、_______________、_______________ ③错误与误差不同：错误是指不按实验、操作的有关规定的做法。是不正确的测量方法产生的，所以只要严格按要求去做，错误是可以避免的，而误差是不可避免的。 练习：1.安装窗户玻璃和窗帘时，选用合适的刻度尺的最小刻度分别应该是[ ] A．毫米，毫米B．厘米，厘米C．毫米，厘米D．厘米，毫米 2.下列说法中正确是[ ] A．多次测量求平均值可以减小因测量工具不精确而产生的误差 B．测量时选用的工具越精密越好 C．学生用钢尺的最大测量长度为15 厘米，因此，无法用它来测量长度约为50 厘米的课桌的宽度D．测量长度时，也可以使用零刻度线磨损的尺子 三、合作探究： 1.如何使用刻度尺？ 2、现有一卷粗细均匀的细铜丝，要求测出它的直径．试一试，并把测量步骤和方法写出来
飞行时间的计算方
飞行时间的计算方法 飞行物体时间计算公式：到达地的到达时间=起飞地起飞时间+飞行时间±时区差 1．若一架飞机地某地（30°N，116°E）于当地时间2011年3月14日14时 起飞向东飞行，经过10小时到达加拿大的温哥华（西五区），当地时间是（） A．3月8日1时B．3月8日11时C．3月7日1时D．3月9日10时 2．一架飞机从圣彼得堡（60°N，30°E）起飞，和西南经过11小时飞到古巴首都哈瓦那（西五区）。起飞时圣彼得堡时间为18日15时。飞机到达哈瓦那时，当地时间是（） A．19日12时 B．19日19时 C．18日12时D．18日19时 2007年8月24日希腊发生特大森林大火，被列为近15年来世界上最严重的森林火灾之一。读下图回答第3答 3．8月25日一架救火飞机从图中的C地（112°E，0°）日出时刻起飞到图中的A地降落，飞行员始终看见太阳在地平绒上，若此日北京（40N）昼长为13小时，则飞机的飞行时间为（）A．5小时B．5.5小时C．6小时D．6.5小时 4．飞机北京时间4月5日傍晚6时从上海直飞纽约(西五区),于下午4时到达,该飞机飞行了（）A．10小时B．11小时C．12小时D．13小时 读“北半球经纬网示意图”，有一飞机①于下午2时，以地球自转角速度，从甲向乙飞行2小时45分钟后，正好在乙地看到日落，据此回答5～7题。 5．甲、乙两地的经度差约为() A.40° B.41° C.45° D.50° 6．飞机①上的旅客经历的昼长是() A.16小时45分钟 B.13小时 C.15小时 D.12小时15分钟 7．飞机②同时以同样的速度从甲向丁飞行3小时30分钟正好到达丁， 则下列有可能的是() A.飞机②于丁地日落1小时后抵达 B.飞机②上的旅客经历的昼长比飞机①上的长 C.飞机②在丁地日落时正好抵达
时间的测量教案
时间的测量教案 Document serial number【KK89K-LLS98YT-SS8CB-SSUT-SST108】
时间的测量 科教091胡叶丹09081106 一．教材和学生分析 本节课是浙教版七年级第一章第六节内容，第一章《科学入门》是对七年级学生学习科学课程的引入，内容上贴近生活没有难度，主要以引起学生对学习科学的兴趣为目的。《时间的测量》这一节的内容非常贴近生活，是学生熟悉的知识，七年级的学生形象思维较强，抽象思维弱，因此教学可以在学生已有生活经验的基础上展开，多补充一些课外知识增强教学趣味性，达到增强学生对科学这门课程学习兴趣的目的。 二．教学目标 (一）知识与技能目标 1.能说出几个古人用来测量时间的工具，并知道其工作原理。 2.掌握任何周期性运动的事物都可以作为测量时间的标准。 3.掌握时间的单位，会在分秒时之间进行转化。 4.区分时刻和时间间隔的概念。 5.学会使用实验室测量时间的工具：机械停表和电子停表。 (二）过程与方法目标 1.通过观察图片、实物，发现问题，解决问题。 2.通过观察演示实验，得出科学结论。 (三）情感、态度与价值观目标 1.培养学生养成珍惜时间的好习惯。 2.通过对测时工具发展的学习，初步认识科学技术对人类生活的影响。 3.通过小组合作讨论学习培养学生的团结协作精神，提高对科学学习的兴趣。 三．教学重点、难点 机械停表和电子停表的使用方法以及读数。 分析：学生初次接触机械停表和电子停表，在使用和读数上会遇到困难，教师需要仔细说明，结合趣味性的游戏提高学生的学习兴趣，突破重点、难点。四．教学方法
小组合作探究法，问题探讨法，实验演示法结合谈话法、讲授法以及多媒体课件演示法。 五.教具与媒体 多媒体课件、简易单摆、机械停表、电子停表。 六.教学过程 （一）新课引入（时间安排上为3分钟） （二）新课教学 1.古人的测时工具（时间安排为12分钟）
飞行高度与速度的测量仪表
飞行高度与速度的测量仪表 一、高度表 （一）飞行高度的意义与测量方法 行离度与速度的测量仪表飞机的飞行高度是指飞机在空中的位置与基准面之间的垂直距离。根据所选基准面的不同,飞行中使用有如下几种定义的高度:相对高度、真实高度和绝对高度。 测量飞机的飞行高度均采用间接方法。就是通过测量与高度有单值函数关系,又便于准确测量的另一物理量,而间接得到高度的数值。根据所选用的物理量及对物理测量的方法不同,形成了不同的高度测量装置。目前在飞机上用得比较多的是气压式高度表和无线电高度表。 (二)气压式高度表的工作原理 根据大气层的组成及特点，我们知道空气的静压力Ps在地面上最大，随着高度增加呈指熟规律减小。通过测量气压Ps，间接测量高度， 就是气压式高度表的工作原理，这种高度表实质上是测量绝对压力的压力表。右图是气压式高度表的简单原理及表面图。 如图所示,将离度表壳密封,空气压力Ps由传压管送入高度表内腔。高度增加表内压力减小,置于表壳内的真空膜盒(内腔抽真空后密封)随之膨胀而产生变形,膜盒中心的位移经传动机构传送,变换和放大后,带动指针沿刻度面移动,指示出与气压Ps相对应的高度数值。在表面图上,窗口内的示数是基准面的气压值,通过调整旋钮调节。测量标准气压高度时,窗口内的示值应为760;当测量相对高度时,其示数是机场地面的气压值。 （三）无线电高度表
无线电高度表是利用无线电波反射的原理工作的。飞机上装有无线电台发射机、及发射接收天线。测量时，发射机经发射天线同时向地面和接收机发射同一无线电波，接收机将先后接收到由发射机直接来的电波和经地面反射后的回波,两束电波存在有时间差。如果电波在传送过程中没有受到干扰,时间差正比于被测的高度。测量出时间差,高度 也就知道了。图8.11无线电波反射示意图和无线电产高度表表面图。 目前使用的无线电高度表有调频式和脉冲式两种类型。前者发射机发射的是调频式无线电波,电波的频率随时间周期性地变化,因此接收机所接收的两束电波时间差,直接转换成信号的频率差,测量频率差,即可得到真实高度。而后者发射机发射的是离散脉冲,需要测量发射脉冲与反射脉冲之间的时间差。 在高度小于1000米的情况下,无线电高度表的准确度优于气压式高度表,因此,在飞机起飞、进场着陆阶段,大部采用无线电高度测量飞机的离地高度。新设计的无线电高度表除指示被测高度外,还具有警戒高度的报警信号(声、光报警)和故障警告旗。图8.11表面图中右下方的旋钮为警戒高度调整,驾驶员调定警戒高度后,当飞机在此高度附近时,高度表将发出报警信号,提醒驾驶员注意。当高度表测量系统产生故障时高度表警告旗即出现。
脉冲飞行时间测量
摘要 脉冲飞行时间测量法是脉冲激光测距的关键技术，它广泛运用于激光测距。脉冲激光测距是通过测量激光脉冲发射信号（主波）和接收信号（回波）之间的时间间隔，就可以得知空间物体的距离。主波和回波被光电探测器接收，再放大整形后，通过门电路，开启和关闭计数器，计数器对基准脉冲计数，计得的脉冲数目就代表所要测的飞行时间。脉冲飞行时间的测量关键在于对回波信号的正确处理，其时间测量技术主要在于：采用时刻鉴别法判定计时点，时间间隔测量法测量主波和回波的时间间隔，模数转换技术提高测量精度、减小计时误差。本文设计的时间测量电路由光电探测电路、放大电路、阈值电路、门电路、LED显示电路、单片机主控制电路构成。各模块电路采用集成芯片，LED动态扫描显示，测时精度为1us。 关键词:单片机；脉冲激光测距；脉冲飞行时间；计数器；LED动态扫描
ABSTRACT Pulse flight time measurement method was the key technique that the pulse laser measured the distance, which was made use of in laser to measure to be apart from extensively. The pulse laser measuring the distance that passed to measure time interval between transmiting (main wave) and then receiving (reflection) , so the distance of the space object could be known. Both of main wave and reflecting wave were received by the photoelectric detector, then passed an electric circuit after enlarging again orthopedics to open and close to a count-machine , and a count-machine to count to the basis pulse, which was accounted of the pulse number which was the flight time. The key of the flight time measurement was the right processing of the reflecting wave, and its time measurement technique mainly lay in:Adopting time distinguishing judged to time point, time interval measurement measure between main wave and reflecting wave's interval, analog signals and digital signals conversion technique improved measuring accuracy and reduced the error of the measuring time. Time measurement circuit include the the photoelectric detecting circuit,enlarging circuit, the doorsill circuit,Logic circuit,LED circuit,Microcontroller active control circuit.Each mold circuit adopted integration chip, and the LED dynamic scan and manifestation, while measuring accuracy is 1us. Keyword:Microcontroller;The pulse laser measuring distance;the pulse flight time; the count-machine; the LED dynamic scan