小型综合环境模拟试验箱控制系统设计

基于工控机、PLC、触摸屏和PID控制器技术,设计开发了温度、湿度、压力三综合环境模拟试验箱用电气控制系统。该控制系统通过OPC和Modbus通讯完成数据交互,实现远程和本地两种控制模式,试验数据能够实时采集、显示和存储,历史数据通过图表和曲线形式查看。通过PID运算,实现温度、湿度和压力的精确控制。     

基于KingView的激光平台精密测量系统

针对全息图拍摄中的防震需求,设计了精密微力测量系统,采用压力传感器实时监测玻璃干板与被摄物的相对稳定状态,利用组态软件KingView监控和采集压力传感器数据连接PCL、板卡等外部设备,实现了激光全息拍摄中精密测量的实时监测.     

PCI总线锅炉水位系统的多样化控制及其组态仿真实现

针对现有锅炉水位实验系统存在控制装置交互性差、控制算法单一等缺点和不足,作者提出采用基于PCI总线数据卡构建锅炉水位控制系统的控制方案,给出了PCI总线锅炉水位控制系统的设计方案。在此基础上,详细阐述了锅炉水位实验系统的模糊控制方案,给出了模糊控制器的设计过程和设计步骤。最后,使用组态软件将锅炉水位控制过程进行可视化,生动直观地展示锅炉水位的控制全过程。运行结果表明：采用模糊控制和组态软件的PCI总线锅炉水位控制系统具有控制算法灵活、控制过程可视、控制效果理想等特点。     

Co2+离子在MgF2和ZnF2晶体中的各向异性g因子的理论研究

利用基于基团模型的3d⁷离子在斜方对称中的高阶微扰公式计算了MgF₂和ZnF₂晶体中Co²⁺杂质中心的各向异性g因子g_x，g_y和g_z. 在计算中，考虑了共价效应， 组态相互作用和斜方晶体场的贡献；而且与此相关的参量可由所研究的晶体的光谱和结构数据得到. 计算结果与实验符合较好.     

基于STM32的嵌入式煤层压力监测系统设计

为了能够对煤层开采时的压力进行实时监测和数据保存,设计了一种基于STM32F103ZET6的嵌入式高精度多路压力采集系统;利用压力传感器和18位模数转换器FS511完成煤层压力的采集并转换为数字信号,通过数字开关CD4051实现通道转换,以实时操作系统μC/OS-II作为软件平台,处理压力数据,借助图形用户接口μC/GUI实现压力数据和曲线的显示,借助文件系统FATfs实现以文件的形式将数据保存在SD卡中,便于PC读取;利用CAN总线将数据传输至上位机,进行更为复杂的处理;测试结果表明:煤层压力监测系统精度达到0.01%;本系统精度高,实时性好,满足了矿山压力实验室的需求。     

基于FBG的液压系统中流量/压力/温度同时测量技术

针对传统液压系统检测中存在的传感器功能单一、体积较大、测量精度不高等问题,提出一种光纤光栅复合传感器.该传感器以一体化的靶片式流量传感结构为基础,融合光纤光栅压力和温度传感器,可以实现对液压系统流量、压力和温度的同时测量.在对各参数传感模型理论分析的基础上,对传感器的结构进行设计,并制作了传感器实物.利用液压综合试验系统等设备对传感器进行了性能测试和参数标定,得到其流量灵敏度为0.049L/s,压力灵敏度为28.4pm/Mpa,温度灵敏度为14.9pm/℃,验证了传感器设计的合理性.同时,传感器的温度测量功能可在流量和压力测量中作为参考,克服温度的交叉敏感效应,提高传感器的环境适应能力.     

HL-2A装置与HL-2M装置控制处理研究与发展

2006年，围绕HL-2A装置实验控制、数据采集与处理，开展了高性能计算系统建设，基于EFIT代码的HL-2A等离子体位形重建以及若干大型代码的引进移植；实施了水平场电源部分有环流控制；设计制作了新型抗干扰采集器；开展了基于模拟信号脉冲识别的计数研究，在此基础上通过SDD诊断数据计算获得了等离子体电子温度；对HL-2A数据存储系统与实验网进行了全面升级，围绕HL-2M项目，开展了HL-2M位形和极向场线圈设计，HL-2M等离子体控制系统的预研．     

冲击压缩下铝、铜、钨的剪切模量和屈服强度与压力和温度的相关性

对铝、铜和钨在冲击压缩状态下的剪切模量和屈服强度的实验数据进行了综合分析，并与St einberg-Cochran-Guinan(SCG)模型的计算结果进行了比较，结果表明，铝在50 GPa、铜在1 00 GPa、钨在200 GPa冲击压力以内，三种材料的剪切模量和屈服强度随温度和压力的变化 趋势基本相似，即SCG模型的假设Y′_pY₀=G′_pG ₀,Y′_TY₀=G′_TG₀对这三种材料在上述冲击压力范围内近似成立，利用该模型可以较好地描述材料在冲击压缩 下的本构行为. 关键词： 剪切模量 屈服强度 压力 温度     

工程学科研究进展

1 工程设计技术 利用有限元软件和采用CAD设计方法，对复杂结构进行了优化设计，达到了提高产品可靠性的目的。开展了五层阻尼圆板的优化设计，达到了阻尼板具有更佳的减振效果；整机三维立体布线设计，实现了整机布线可视化装配；控制系统的集成化设计，提高了产品的可靠性和降低了电源能耗；Kα波段短脉冲检波器设计，为毫米波短脉冲的检测技术提供了重要的设计经验。     

利用直接核反应研究轻丰中子核的奇特结构

直接核反应(包括弹性散射、非弹性散射、转移反应等)是研究丰中子核奇特结构的常用实验手段之一。以6,8He、11Li、11,12Be、14,15B、15,16C等N=8附近核的结构研究为例，综述了如何利用这几种反应从实验上研究丰中子核的奇特结构。利用6,8He，11Be等晕核在质子和氘靶上的弹性散射数据，拟合得到了这些反应体系的有效相互作用(光学势)。利用16C在质子和氘靶上的非弹性散射数据，抽取了16C 的形变参数，结果表明16C的形变不可忽略。利用单核子转移反应，定量研究了8He, 11,12Be等丰中子核基态及低占据态中的p-，s-，以及d-波成分的强度。结果表明:8He基态中的4个价中子，除了可以构成正常的 (0p_3/2)4 组态外，还有一定的几率构成($ 0 p_{3/2} $)2(0p_1/2)2组态；12Be的基态以d波闯入为主，而其临近的11Be的基态以s波闯入为主。     

Pressure dependence of melting temperature and shear modulus of hcp-iron

The pressure effects on melting temperature and shear modulus of hcp-iron have been studied based on the semi-empirical approach in the Debye model. The recent well-established pressure-dependent Grüneisen parameter has been applied to derive the analytical expressions of the Debye frequency, the Debye temperature, melting temperature and shear modulus which are of importance to geophysical implications. Numerical calculations have been performed for hcp-iron as functions of pressure up to the pressure of Earth's inner core. Our calculations are compared with those of previous experimental and theoretical data showing the good and reasonable agreements. The present results contribute to the database of high pressure melting, especially Earth's inner core boundary temperature, and could also be used to verify as well as analyze the future high pressure diamond-anvil cell experiments.     

CsBr高压X光研究

 采用同步辐射X光源和能散法，对CsBr粉末样品进行高压原位X光衍射实验。由金刚石对顶压砧高压装置（DAC）产生高压，用已知状态方程的Pt粉末作内标，由Pt的衍射数据确定样品压力，最高压力达64.4 GPa。实验结果表明：室温常压下原始CsBr样品是具有简单立方结构的晶体，其晶格常数α＝0.428 5 nm。高压下CsBr的结构有所变化，在51.3~58.4 GPa的压力范围内，(110)线和(211)线发生劈裂，从而形成了四方相。     

高温高压条件下液态氧的声速及弹性系数研究

 采用布里渊散射技术和金刚石对顶砧高压装置,对液态氧进行了高温高压实验研究。入射光采用波长为532 nm的单纵模二极管泵浦固体激光源,布里渊光谱由3+3通道法布里-珀罗干涉仪收集。采用电阻丝外加热方法产生高温,用四柱型金刚石对顶砧压机产生高压。分别在背向散射和60°对称散射配置下,研究了温度在298、367和423 K下液态氧的声速及弹性系数随压力的变化关系,实验的最高温度和压力为423 K、8.9 GPa。结果表明,通过实验测量所得到的声速值与理论计算值较接近,并发现在2.3~4.9 GPa的压力范围内,温度由298 K升高到367 K时,弹性系数并没有明显的减小,认为在这个压力范围内,当温度升高时,液氧的体积不膨胀,即基本保持不变。     

叶蜡石高温高压相变的荧光光谱研究

 对合成金刚石过程中，叶蜡石经高温高压淬火后的不同部位进行了研究。发现叶蜡石的两条荧光线14 428 cm^-1和14 398 cm^-1在高温和高压作用下均发生蓝移，温度压力共同作用比温度压力分别作用时两峰的蓝移明显减小。通过合成金刚石的温度、压力条件的共同作用，仅在靠近合成样品位置的叶蜡石发生了相变。本文认为造成蓝移的原因是温度压力的作用使电子能级或成键电子能级发生改变。     

用超声方法研究掺丙氨酸氘化TGS晶体的相变

 采用超声脉冲重合技术，观察LADTGS在压力升至0.8 GPa，温度在20~90 ℃范围内，超声波在晶体中传播的速度及声衰减系数随温度变化的规律，发现在常压下，在64 ℃处声速随温度变化曲线的斜率有明显变化，对应的声衰减也有一明显吸收峰。随压力升高，T_c以约12 ℃/GPa的速率向高温方向移动。这一现象与介电常数的研究结果大致相同。     

高温高压条件下三氧化二硼相变过程的研究

 详细考察了三氧化二硼在高温高压条件下的相变过程。研究结果表明，在高温高压条件下，三氧化二硼经历了从立方晶系向六方晶系、正交晶系和非晶相的相变。文中还比较详细地讨论了高温、高压两种因素对结构相变的影响，以及静高压熔态淬火方法在非晶态材料制备方面所具有的独到之处。     

高温高压下纳米金刚石粉的特性研究

 研究了炸药爆轰合成的纳米金刚石粉在高温（约1 600 K）、高压（5.2 GPa）条件下的行为。将纳米金刚石粉与粉末合金（Ni₇₀Mn₂₅Co₅、100^#）混合、压制成圆片,与合金片 （Ni₇₀Mn₂₅Co₅）和人造石墨片一起交替放入高温高压合成腔体内,进行高温高压实验。实验结果表明：在高温高压条件下,纳米金刚石粉不能长大,反而石墨化了;在相同的高压和保温时间条件下,随着温度的降低,纳米金刚石粉的石墨化程度减弱,纳米金刚石粉的纳米颗粒长大,可长成0.1 mm尺寸的金刚石颗粒（温度为1 070 K左右）。而在此条件下,人造石墨不能合成金刚石,一般金刚石晶体要变成石墨相。这进一步表明,纳米金刚石颗粒表面的活性使得它可以在较低的温度下长成较大颗粒的金刚石。     

白云石内衬材料在合成金刚石传压密封介质中的作用

 通过合成金刚石实验以及对经历高温高压作用前后传压密封材料中白云石内衬的薄片显微镜观测、X射线粉末衍射和化学分析等研究,发现白云石在合成金刚石的高温高压下基本稳定,但透入性劈理发育。说明高温高压下白云石易发生破碎而变形,其等静压流变特性是以透入性劈理形式表现出来的。其中的杂质SiO₂等形成科石英、普通辉石,有无定形碳质产生,没有游离CaO、MgO物相形成。依据研究结果提出白云石内衬材料在金刚石合成中起多种作用,能够提高传压密封介质材料的综合性能。     

Distortion of spores of moss Venturiella under ultra high pressure

In our previous studies on the tolerance of living organisms such as planktons and spores of mosses to the high hydrostatic pressure of 7.5 GPa, we showed that all the samples could be borne at this high pressure. These studies have been extended to the extreme high pressure of 20 GPa by using a Kawai-type octahedral anvil press. It was found that the average diameter of the spores of Venturiella exposed to 20 GPa for 30 min was 25.5 μm, which is 16.5% smaller (40.0% smaller in volume) than that of the control group which was not exposed to high pressure. The inner organisms showed a further extent of plastic deformation. As a result, a gap appeared between the outer cover and the cytoplasm. A relationship has been obtained between the survival ratio and plastic deformation of spores of moss Venturiella caused by the application of ultra high pressure.     

高温高压下β相硼的电导率测量

 硼在高压下具有复杂的结构和多样的物理性质,对其结构和性质的深入研究具有很重要的意义,一直引起理论和实验研究领域的关注。高压下进行电学性质测量是获得物质物理性质的有效手段,利用集成在金刚石对顶砧上的微电路,在高压下和两个不同温度范围内对β相硼进行了电导率测量,分析了导电机制随压力的变化规律。在0～28.1 GPa范围内,β相硼的电导率随着压力的增大是逐渐增大的,卸压后样品的电导率不能回到最初的状态,是一个不可逆的变化过程;由室温到423 K的范围内,β硼的电导率随着温度的不断增加有明显的上升趋势,并且随着压力的升高,电导率变化逐渐加快。此外,对样品在14.5 GPa和18.6 GPa压力下,用溅射到金刚石对顶砧上的氧化铝薄膜做绝热层,对样品进行了激光加热实验,最高温度达到2 224 K,电导率随着温度的上升而增大,结果显示,β相硼的电学特征仍然属于半导体的特征范围内。