电容式液氢密度传感器校准技术研究北大核心

介绍了电容式液氢密度传感器(capacitive density sensor for liquid hydrogen,简称"CDSLH")的特点及测量原理,建立了一套电容式液氢密度传感器校准试验系统,通过试验系统分别将实验容器内液氢调节出低密度状态(约50kg/m^3)、常温常压状态(约71kg/m^3)和高密度状态(约80kg/m^3),测量各工况点液氢的温度和压力,查NASA的氢热物理性能手册(NASA SP-3089)来得到对应的密度,以此作为密度的标准值,同时通过电容式密度传感器测量传感器在各工况点液氢中的电容,再利用电容与液氢的密度之间的函数关系计算得到对应的密度,视为密度的测量值,将其与标准值进行比较,完成密度校准。结果满足电容式液氢密度传感器的校准使用要求。     

电容式液氢密度计冷冲击性能试验研究

建立了一套电容式液氢密度计冷冲击试验系统,对新研制的密度计传感器和变送器进行液氢工况下的联合调试,研究其在液氢冲击下的数据采集传输转换性能。从理论分析、系统设计、试验验证、数据分析四方面详细阐述了该试验过程。试验结果表明:密度计在液氢下的信号采集传输特性与理论分析特性基本吻合,输出信号正常,实现了该试验预期效果。     

多段电容式锅炉液位测量系统设计

由于传统的锅炉汽包水位测量多采用差压式水位计、云母水位计等方法,测量过程中存在汽水分界面不明显,需要温度、压力补偿及投入麻烦等缺陷,为解决上述问题,提出了一种基于电容数字转换技术专用芯片Pcap01的智能多段式液位测量系统,并且应用HART通讯单元访问传感器的测量过程参数、设备组态、校准等信息。对多段电容式液位测量系统的总体方案、传感器设计、电容测量电路、HART通讯电路的设计进行了详细论述,同时设计了HART通讯软件和液位测量采集软件。对所设计的多段电容式锅炉液位测量系统经过试验表明,该液位计精度高、操作简单方便,解决了传统液位测量的缺陷,可以满足实际现场要求。     

提拉法生长BGS(Bi_(12)Ge_xSi_(1-x)O_(20))系列低声速新单晶

用提拉法,生长了BGS(Bi_(12)Ge_xSi_(1-x)O_(20))系列中六种新的低声速单晶材料。晶体尺寸约为15×15×80mm~3。BGS系列单晶属等轴晶系,23点群,空间群是I23或I2_13二者之一,晶格常数为α≈10.11A。密度在9.20×10~3kg/m~3(BG)至9.30×10~3kg/m~3(BS)之间。(100)方向的纵波声速υ=3.7×10~3m/s,与BG单晶和BS单晶相近。     

快速流化床气固流动结构及其转变

本文建立了由内径100 mm、高3 m的上升管、两级下降管和两级旋风分离器构成的可视化快速流化床试验系统。采用平均粒径d_p=215μm,颗粒密度ρ_p=2600 kg/m~3,堆积密度ρ′_p=1700 kg/m~3,最小流化速度u_(mf)=0.04 m/s的石英砂,在表观气速U_g=0~5 m/s、静止床高与床径比H_0/D=1~4和循环通量G_s=0~120 kg/(m~2s)的操作范围内,研究了上升管中静止床高、表观气速和固体循环通量对快速流化床内气固流动结构及其转变的影响,并绘制了流动结构转变图。     

不同工质下热力学排气系统的压力控制及运行特性

以低温贮箱压力控制为目标,建立了热力学排气系统(TVS)和贮箱内流体流动及气液相变过程的数学模型。以18.09m~3低温贮箱在地面工况充注率75%、漏热量0.76W/m~2为例,计算了不同贮存工质(液氢、液氮、液氧)下贮箱自增压过程及开启TVS后对贮箱压力控制的效果。结果表明,相同漏热率下液氢贮箱的气枕升压速率远大于相同充注率下的液氮和液氧贮箱升压速率;TVS运行后三种工质贮箱压力均可有效地控制在165.5~172.4kPa范围内。对比了不同工质热力学排气系统的运行周期、运行时间及排气量等关键参数,同时还分析了贮箱内液体的温度变化规律。     

除湿换热器系统冬季采暖加湿性能研究

本文在上海典型冬季工况下,测试了太阳能驱动的除湿换热器系统的采暖加湿性能。同时针对再生热水温度、再生热水流量和再生风量等三个影响再生过程的重要因素进行了实验研究。结果表明,除湿换热器系统在冬季工况下可以有效实现采暖加湿,并在热水温度为40℃,流量为0.4 kg/s,再生风量为400 m~3/h的工况下达到最佳送风状态。此时送风含湿量为5.15kg/s,系统热力学性能系数(COP_(th))达到1.78。同时,针对冬季环境含湿量的变化提出了不同的风量控制策略,实现送风温湿度和系统性能的最优化。     

充水阻抗管中测量材料声学性能的校准方法研究

提出了一种在充水阻抗管中,应用传递函数测量材料声学性能的三参数校准方法。在双传感器传递函数法的基础上,考虑充水阻抗管中水听器间不一致性和管内结构对声场局部扰动等因素的校准,导出了三个综合的无量纲校准参数。通过改变充水阻抗管中测量面的三个已知反射系数,测量出对应的三个传递函数,可以求出这三个校准参数。在充水阻抗管中分别对水/空气界面和一种水声材料进行了测量试验,应用该方法对测量结果的进行了校准,并对校准前后的结果进行了分析比较。      

测量熔融金属密度的浮子式光纤Bragg光栅传感器

密度可以解释熔融金属的性质和行为,密度的变化特征反映了熔融金属内部原子距离和配位数等的基本变化。研制了一种测量熔融金属密度的浮子式光纤Bragg光栅传感器,浸没在熔融金属中的浮子受浮力作用,通过传递杆、等臂杠杆及连杆,拉动等强度悬臂梁产生扰度变化,根据检测粘贴在等强度悬臂梁表面的光纤Bragg光栅中心波长移位值,测出浮力值,进而检测熔融金属密度。该传感器的理论灵敏度为0.115pm/(kg/m3),4次实验得到熔融金属的平均密度为7.574×103 kg/m3,略小于理论密度7.621×103kg/m3,相对误差为0.62,均方根误差为117.371kg/m3。     

复合除湿剂导热系数及动态除湿性能研究

为提高硅胶除湿剂的传热性能,并且不影响其吸湿性能,本文选择高热导率的硫化石墨作为传热基质,制作不同密度的硅胶/硫化石墨固化复合除湿剂。通过激光闪光法和动态称重法对样品进行导热系数和动态除湿性能测试。结果表明复合除湿剂导热性能随着固化密度的增大先增加后减小,导热系数最高可达16.2 W·m~(-1)·K~(-1),约为纯硅胶除湿剂的230多倍。复合除湿剂的吸湿性能随着固化密度的升高而下降,密度为300 kg·m~(-3)。复合吸附剂的动态吸湿速率约为纯硅胶的2倍以上。     

离子推力器束流引出状态对栅极刻蚀的影响

为了研究30 cm离子推力器束流引出状态对栅极刻蚀的影响,建立了束流引出模型,并采用PIC-MCC方法对CEX离子造成的栅极腐蚀速率进行了计算,最后将计算结果与1500 h寿命试验结果进行比对分析。结果显示:束流正常聚焦时,在3 kW和5 kW两种工作模式下,加速栅和减速栅的质量刻蚀速率分别为(1.11～1.72)×10?15 kg/s及(1.22～1.26)×10?17 kg/s。在5 kW工况下,当屏栅上游等离子体密度达到4.03×1017 m?3时,束流出现欠聚焦现象,此时加速栅和减速栅的最大离子刻蚀速率分别为4.33×10?15 kg/s和4.02×10?15 kg/s;在3 kW工况下,当屏栅上游等离子体密度达到0.22×1017 m?3时,束流出现过聚焦现象,此时加速栅和减速栅的最大离子刻蚀速率分别为3.24×10?15 kg/s和5.01×10?15 kg/s。寿命试验结果表明,加速栅孔质量刻蚀速率的计算值与试验值比对误差较小,而由于束流离子对减速栅孔的直接轰击,导致减速栅孔刻蚀速率的计算值和试验值差异极大。经研究认为,对屏栅小孔采用变孔径设计,是降低当束流处于欠聚焦或过聚焦状态下,CEX离子造成加速栅孔和减速栅孔刻蚀速率,并提升推力器工作寿命的有效措施。     

基于GPRS的内河船舶油耗监测装置研制

为实现内河船舶的节能减排,提高能耗统计监测水平,改进数据采集和生产模式,研制了一种基于电容测量和GPRS相结合的油耗测量装置。对用于船舶的电容式传感器进行了结构设计,并搭建了传感器、GPRS通信模块以及微处理器LM3S1968为核心的检测处理系统,利用软件抗干扰和温度补偿技术对油量信号进行处理,实现对内河船舶耗油量的远程实时监测。实船测试结果表明,装置测量油耗量能较好地反映实际用油量,实现了监测模式的智能化,为内河船舶能耗统计工作带来便捷性、可靠性。     

同基准16路电流型测温电路设计与应用

在许多实际的应用系统中,需要同时测量多点温度,为了解决多支路测温需要相同参考标准的问题,保证各路参数具有可比性;巧妙地设计同基准A/D转换电路,运用低导通电阻模拟开关构建矩阵开关进行分时切换各支路,有效地解决了多支路同基准测量问题;结合实际应用确定A/D转换器输入电路滤波电容大小与开关切换延时的关系;利用台阶电阻使A/D转换器的输入端的“零”电平得到抬升,偏离A/D转换器非线性段,解决了微小信号输入的测量精度;对于温度测量普遍使用的铂电阻传感器,利用模拟开关实现了铂电阻传感器静态下预热电流与测量状态下工作电流的电路转换,保证电路的信号稳定起到很好作用;在实际的应用系统中,检定数据和使用效果表明,同基准16路电流型测温电路具有高稳定度、高精度特点,适用于各种相参测量系统中使用。     

GJB151B CS115的电路仿真分析(一)--校准设备指标需求分析北大核心CSCD

GJB151B CS115给出了开展脉冲传导敏感度试验的校准平台构成和校准波形标准,但未明确校准平台各设备(脉冲源、电流注入环、校准夹具等)的具体指标需求。为解决这一问题,本文在前期脉冲电流注入电路仿真研究工作的基础上,构建了校准平台的时域电路模型,通过逐一改变模型参数的方法,仿真分析了脉冲源内部回路电感、电流注入环等效电感/电阻/电容等对校准波形前沿、半宽以及平顶降的影响,得出了平台各设备应达到的技术指标。该工作是对GJB151B CS115的有益补充,为搭建CS115试验平台,开展电子设备脉冲传导敏感度试验提供了技术支撑。     

低环境温度空气源热泵机组IPLV(H)测量不确定度的理论分析与试验研究

一切测量结果均有不确定度。本文通过探讨低环境温度空气源热泵机组IPLV(H)的测量原理,建立其测量不确定度的数学模型。通过理论分析与试验研究发现,各负荷测量的A类不确定度远小于对应负荷测量的B类不确定度,按照对B类不确定度的影响,各测量分量从大到小进行排序为流量、进出水温度、功率。因此,可通过提高相应仪表的精度,定期检定与校准来提高测量系统的精度,进而降低测量不确定。     

采用三色传感器校正多台计算机显示器色彩效果一致性

介绍了一种采用三色传感器测量计算机阴极射线管(CRT)显示器色度信息的方法,并以此对显示器进行校准,从而实现多台显示器上同一图像显示色度一致。三色传感器得到的信号,经过A/D板采样进入计算机以实现图像信息的数字化,并用软件的方法对数据修正,简化了卢瑟条件对硬件系统的要求。实验证明,这样的系统满足多台显示器颜色一致性的校准要求。     

一种基于电容传感器的液体密度测量电路的设计

设计了一种基于电容传感器的液体密度测量电路,介绍了设计思想和各部分的工作原理,给出了总的测量电路图.利用本电路测量相对误差在0.5%以内,具有测量准确度高、测量速度快、数字显示直读、使用简单的特点.     

基于光纤M-Z干涉的高灵敏度液体折射率传感器的实验研究

提出并制备了一种基于Mach-Zehnder干涉效应的高灵敏度光纤液体折射率传感器.分别利用NaCl溶液和甘油溶液,研究了传感器的透射光谱和外界介质折射率的关系.实验结果表明,随着周围介质折射率的增大,传感器干涉谱的极小值点对应的波长向长波方向漂移,在1.333～1.356的折射率变化范围内,极小值点对应的波长的漂移量和折射率的变化具有较好的线性关系,对应的灵敏度约为4 086nm/refractive-index.该传感器制作简单、结构紧凑,在生物和化学测量中具有较好的应用前景.     

基于光纤M-Z干涉的高灵敏度液体折射率传感器的实验研究

提出并制备了一种基于Mach-Zehnder干涉效应的高灵敏度光纤液体折射率传感器.分别利用NaCl溶液和甘油溶液,研究了传感器的透射光谱和外界介质折射率的关系.实验结果表明,随着周围介质折射率的增大,传感器干涉谱的极小值点对应的波长向长波方向漂移,在1.333~1.356的折射率变化范围内,极小值点对应的波长的漂移量和折射率的变化具有较好的线性关系,对应的灵敏度约为4 086 nm/refractive-index.该传感器制作简单、结构紧凑,在生物和化学测量中具有较好的应用前景.     

快速流化床颗粒团絮的识别和表征研究

本文针对内径D=0.1m、高H=3 m的三维可视快速流化床上升管,建立了图像采集及处理系统,对平均粒径d_s=0.25 mm的石英砂(颗粒密度ρ_p=2650 kg/m~3,堆积密度ρ_(pa)=1590 kg/m~3)在颗粒循环量G_s=40～70 kg/(m~2s),流化风速U_g=4.35 m/s下形成的颗粒团絮进行了研究,提出了一套针对三维快速流化床近壁面颗粒团絮的识别和表征方法并优化了计算参数。结果表明,该方法能够准确识别不同类型("U"形、倒"U"形、条形)的颗粒团絮;颗粒团絮的尺寸随上升管高度增加和固体循环通过减小而增大,颗粒团絮数量随上升管高度增加和固体循环通量减小而减少;随固体循环通量变化,"U"形和倒"U"形的颗粒团絮下落速度的平均值均为1 m/s左右。