频率调制连续波(FMCW)的产生(即FMCW信号源)是声表面波射频识别系统频域采样阅读器的重要组成部分。为了满足扫频速度、带宽和线性度等要求, 采用直接数字频率合成器(DDS)与锁相环(PLL)混频,并结合IQ调制的方式设计了超高频FMCW信号源。实际制作了信号源电路, DDS芯片输出I、Q两路正交信号, 并分别以差分形式传输至IQ调制芯片进行上变频。测试了DDS输出信号的差分、正交特性, 分别对信号源产生的单频信号和扫频信号进行了测试。最后搭建系统对声表面波标签进行测试。测试结果表明信号源设计的有效性。

蒙特卡罗法(MC)广泛用于模拟光在皮肤组织中的传播。发展了基于四面体网格的蒙特卡罗(TMC)方法，提出了距离阈值的概念避免数值耗散导致的错误能量沉积。通过计算带有单根血管的两层皮肤模型比较了几何蒙特卡罗(GMC)、基于结构化网格的蒙特卡罗(VMC)和TMC。GMC 通过数学定义组织界面，避免了离散，精度最高，但不适用于复杂的界面。VMC 实施简单，但是对曲折表面的离散会导致显著的误差。TMC 使用边界适应性较好的四面体单元在计算的精度和灵活性上找到了平衡。计算结果表明，TMC 法对几何形状的空间适应性远强于VMC，在复杂界面区域的误差仅为VMC 法的10%~25%，是一种理想的边界区域离散化的方法。

水分是煤质经济价值的基本指标, 会造成煤质利用率下降和能源浪费。 因此, 近红外光谱法实现煤质水分快速、 无损、 低成本检测具有重要意义。 针对目前近红外煤质水分检测精度普遍在1%, 且鲜有关于精度提高系统性研究的现状, 从光谱预处理及波长选择进行比较, 提出了提高煤质水分检测精度的可行性方法。 实验结果表明, 采用小波分解重建算法对1 300～2 400 nm光谱区间进行降噪及去基线预处理, 对重建光谱进行偏最小二乘建模, 其建模结果明显优于其他方法, RMSEC达到0.06%, RMSEP达到0.27%, 相关性系数R-square达到0.995, 且证明模型稳定性较好, 显著提高了近红外煤质水分的检测精度。

介绍了可调谐半导体激光吸收光谱技术(TDLAS)原理和实验系统, 并对系统噪声进行了分析; 以体积比浓度为90×10-6和30×10-6的NH3为例, 利用TDLAS系统采集了该浓度气体的二次谐波原始光谱。 为改善光谱信号, 分别用五种数字滤波方法对原始光谱进行了滤波处理比较, 做了NH3的浓度梯度实验并对浓度为20×10-6 NH3进行了长时间监测实验。 实验结果表明, 算术平均-小波变换滤波相比其他方法更有效地对原始光谱信号进行了改善, 提高了系统信噪比和信号平滑度, 使系统浓度检测限由原来的10×10-6降低到1.25×10-6, 信噪比提高了约14倍, 为逃逸氨极低浓度检测提供了一种较为有效的数据预处理方法。