光纤Bragg光栅在油气工业中的若干应用及进展

简要介绍光纤Bragg光栅的基本原理、传感检测系统的构成,以及利用光纤Bragg光栅进行温度、应变同时测量区分技术.光纤光栅作为新一代传感元器件,越来越受到广大油气工业用户的青睐.本文主要讨论光纤Bragg光栅在油气工业中的若干应用,并对存在问题和应用前景进行了展望.     

东昆仑断裂的震后粘弹性松弛效应对地壳变形的影响

通过构建粘弹变形模型,对东昆仑断裂带附近近百年来发生的6个M≥7地震的震后粘弹性松弛效应进行数值模拟,分析该效应对区域地壳变形的影响。结果表明： 1) 离逝时间较短的1997年玛尼7.5级地震和2001年昆仑山口西8.1级地震造成的震后松弛效应对现今地壳变形的影响最为显著,在2次地震发生10~20 a后(2010~2020年)仍能造成最大约7.6 mm/a的地壳变形,跨断层变形速率最大约8.4 mm/a; 2) 2021年玛多7.4级地震震后粘弹效应在未来10 a内(2021~2030年)预计能造成最大约3.9 mm/a的地壳变形,2025~2030年跨断层变形速率可达2.6 mm/a。模拟结果表明,强震的震后粘弹性松弛效应对长期地壳变形和相关断层参数反演的影响不容忽视; 3) 考虑震后粘弹性松弛效应,采用跨断层GPS速度剖面反演的东昆仑断裂中段的滑移速率与地质学研究结果具有更好的一致性,若不考虑震后粘弹性松弛效应,则会明显高估30%的断层滑移率。     

土壤样品中铜锌的测定

土壤样品中铜、锌具有很多的相同特性,因此其测定常常放在一起讨论。它们的样品分解方法大体可分为两类,一类是碱熔法,碱熔法分解样品完全,因添加了大量的可溶性盐,在原子吸收分光光度计的燃烧器上有时会有盐结晶生成及火焰的分子吸收,致使结果偏高,可能引起污染的危险性也较大。另一类为酸溶法,有较多的实验表明：用含有氢氟酸的酸溶法分解样品,测定结果与碱熔法相近,但分解液中残留的氢氟酸可能会腐蚀AAS或ICP光谱仪。本实验室采用酸溶法。     

海底观测站的两种发展模式

文章简要介绍了海底观测站的历史。阐述了这一发展过程中存在的两种模式及其基本要素,对两种模式的投入成本、功能与效率及其未来发展做了比较,以期对我国未来的海底观测站／系统的建设有所借鉴。     

光释光测年和孢粉分析揭示的晚冰期以来科尔沁沙地演化过程

利用光释光测年技术对科尔沁沙地的7个风成砂-砂质古土壤剖面进行年代测试,结合地层和孢粉分析得到晚冰期以来科尔沁沙地的演化过程如下:16~10 ka B.P.,风成砂出现,沙地活化;10~3 ka B.P.,砂质古土壤发育,沙地固定;约3 ka B.P.前后,风成砂出现,沙地活化;3 ka B.P.至今,多层弱发育砂质古土壤和风成砂的交替出现,指示晚全新世科尔沁沙地的多次固定与活化;从约4~2 ka B.P.,沙地环境由草甸草原逐渐退化为典型草原。分析表明,3 ka B.P.以前科尔沁沙地的演化完全受气候变化的控制,之后(尤其是辽代以后)人类活动的影响日益增强。     

二维孔隙介质中重非水相液体饱和度测定与分析

在二维均质饱和孔隙介质中利用光透法与高密度电阻率法定量监测重非水相液体(DNAPL)的运移过程与饱和度。 将光透法与高密度电阻率法相结合,进行高密度电阻率法对 DNAPL 在饱和多孔介质中渗流过程的定量监测。在二维砂箱 中进行 DNAPL 的入渗试验,应用光透法与高密度电阻率法进行动态监测,分别利用 CCD 相机、LCR 数字电桥采集数据。 光透法的数据处理采用“水-DNAPL”两相中 DNAPL 饱和度的计算公式。而高密度电阻率法的数据处理是将获得的电阻值 数据转化为电阻率值,然后利用 Archie 公式获得重非水相液体的饱和度空间分布。Archie 公式中参数β值本文采用与光透法 相结合的新方法来获取,克服了传统方法获取β值时存在的困难。根据不同时刻的饱和度空间分布可以估算注入砂箱内的 DNAPL 总量,并将其与实测的入渗量进行对比。结果表明,与光透法结合后的高密度电阻率成像法能定量监测饱和孔隙介 质中 DNAPL 的入渗过程,且估算的 DNAPL 入渗量与实测值比较吻合,提出的基于光透法计算β值的新方法是有效且可行的。     

Effects of nutrients and light intensity on the growth and biochemical composition of a marine microalga Odontella aurita

Algal biotechnology has advanced greatly in the past three decades. Many microalgae are now cultivated to produce bioactive substances. Odontella aurita is a marine diatom industrially cultured in outdoor open ponds and used for human nutrition. For the first time, we have systematically investigated the effects of culture conditions in cylindrical glass columns and fiat-plate photobioreactors, including nutrients （nitrogen, phosphorus, silicon, and sulfur）, light intensity and light path, on O. aurita cell growth and biochemical composition （protein, carbohydrate, β-1,3-glucan, lipids, and ash）. The optimal medium for photoautotrophic cultivation of O. aurita contained 17.65 mmol/L nitrogen, 1.09 mmol/L phosphorus, 0.42 mmol/L silicon, and 24.51 mmol/L sulfur, yielding a maximum biomass production of 6.1-6.8 g/L and 6.7-7.8 g/L under low and high light, respectively. Scale-up experiments were conducted with fiat-plate photobioreactors using different light-paths, indicating that a short light path was more suitable for biomass production of O. aurita. Analyses of biochemical composition showed that protein content decreased while carbohydrate （mainly composed of 15-1,3-glucan） increased remarkably to about 50% of dry weight during the entire culture period. The highest lipid content （19.7% of dry weight） was obtained under 0.11 mmol/L silicon and high light conditions at harvest time. Fatty acid profiles revealed that 80% were Cx4, C~6, and C20, while arachidonic acid and eicosapentaenoic acid （EPA） accounted for 1.6%-5.6% and 9%-20% of total fatty acids, respectively. High biomass production and characteristic biochemical composition profiles make O. aurita a promising microalga for the production ofbioactive components, such as EPA and D-1,3-glucan.     

双膜式光纤Bragg光栅土压力传感器的研究

采用双膜油腔结构研制了一种双膜式光纤Bragg光栅土压力传感器,偏压试验表明,此土压力传感器有效改善了与土压力传感器接触部分土压力分布不均的问题。在土压力的作用下,一次膜片变形产生的压力经传压油传递给二次膜片,传压杆与等强度悬臂梁刚性连接,二次膜片中心发生的挠度变化推动传压杆,使等强度悬臂梁的自由端发生同样大小的挠度变化。通过检测粘贴于等强度悬臂梁表面中心轴线上的光纤Bragg光栅的波长移位可获得土压力。载荷试验表明,传感器的灵敏度为 412.7 pm/MPa,非线性误差为1.97%FS,重复性误差为3.68%FS。     

光释光测年基本流程

光释光测年是对沉积物上一次曝光事件年代的测定.自20 世纪80 年代该方法提出以来,得到了越来越广泛的应用.相对于¹⁴C测年,光释光测年虽存在误差偏大的不足（一般5%~10%）,但是具有以下明显优势：① 其测年年限范围比前者大得多;② 测年物质（石英或长石）丰富,这在干旱半干旱区的沙漠和湖泊中尤其重要,因为在这些地区很难找到可用于¹⁴C测年的有机质;③ 是对沉积物的直接定年;④ 测年事件包括曝光、受热（400 ℃以上）、火山、地震和晶体（方解石等）形成等.本文介绍了光释光测年的整个实验过程,包括采样、前处理、等效剂量测定、年剂量测定等,以期让有需要的地学同行了解这一方法,尤其是了解从地层或岩芯等取样的过程中应注意的事项.重点介绍单片再生剂量法(SAR)与标准生长曲线法(SGC)相结合测定等效剂量的实验方法(我们命名为SAR-SGC法).该方法能大大提高仪器的使用效率,可节省仪器时间60%以上.通过氟硅酸溶蚀长石来提取石英的中颗粒(38~63 μm)的前处理过程简便易行,获得的石英纯度高,且可以避免使用危险的氢氟酸.中国科学院青海盐湖研究所释光测年实验室近几年应用SAR-SGC法对黄土、沙漠、湖泊、海洋、冰川、考古点等各种类型沉积物进行光释光测年,都获得了很好的结果.     

青藏高原东部当子沟末次冰期冰川演化光释光测年

青藏高原东部横断山脉沙鲁里山北支雀儿山北麓的当子沟, 保留了4 组末次冰期冰碛垄, 每组冰碛垄由若干道小冰碛垄组成, 是末次冰期多次冰川波动的理想地貌证据。为恢复该地末次冰期冰川演化历史, 从这4 组冰碛垄中采集了7 个光释光测年样品进行年代测定。等效剂量采用单片再生法(SAR)和标准生长曲线法(SGC)进行测试。年代结果显示:第1~3 组冰碛垄形成于22.4-16.5 ka BP, 属深海氧同位素2 阶段(MIS-2), 大致与全球末次盛冰期(LGM)相当。第4 组冰碛垄形成于MIS-3。MIS-3 冰川规模大于MIS-2。第1~3 组9 道次一级小冰碛垄表明, 约在22.4-16.5 ka BP期间当子沟冰川经历了9 次小波动。冰川在稍早于22.4 ka BP达到MIS-2 的最大范围, 此后规模在波动中逐渐萎缩, 可能是冰川对MIS-2 后期太阳辐射增强、气温回升的响应。最里侧冰碛垄形成于16.5 kaBP, 可能标志着该地冰消期的开始。此后, 当子沟冰川大幅快速退缩。冰川融水在最里侧冰碛垄里侧低洼谷地汇集并被阻塞形成当子错。