基于FPGA的电容式编码器数据采集系统的设计与实现

电容式编码器是一种新型、耐用、可靠和准确的编码器。由于电容式编码器编码的原理不同于传统的光学式和电磁式编码器,其输出的位置信息是经过两路激励信号调制后的正弦波形,与传统的正余弦(和)和方波(PWM)输出方式差异较大,因此其信号检测技术也和传统的编码器有很大的差别。为了精确地获取电容式编码器输出信号中所携带的位置信息,本文设计了一套基于现场可编程门阵列(FPGA)的电容式编码器数据采集系统。文中介绍了带通滤波器、同步正交解调、低通滤波器和Cordic等算法,并详细分析了系统的稳定性和误差。实验结果表明,系统能够实时的获取转子的位置信息,同时具有较好的分辨率和精度。     

超声萃取-酶标仪-微量法测定污染土壤中的总石油烃

石油的开采、运输、泄漏及石油产品使用量的不断增加,导致了严重的土壤石油污染,改变了土壤的理化性质,引起土壤中的微生物大量死亡,影响植物的正常生长,并能通过皮肤、呼吸、饮食等方式进入人体,危害健康.因此,土壤石油污染的修复刻不容缓,但修复效果的评价离不开土壤中残留石油的提取和检测,建立快速高效的石油提取和分析测定方法是非常重要的.该研究讨论了检测波长、提取剂种类、提取剂用量以及超声萃取次数、萃取时间、超声萃取功率等影响污染土壤中总石油烃提取的参数和变量,最终建立了一种超声萃取-酶标仪-微量法提取检测污染土壤中总石油烃的方法.确定优化的提取和检测条件为:紫外检测波长为304 nm,用石油醚作提取剂,土液比为1:4,超声萃取2次,每次萃取时间为20 min,超声萃取功率为100 W.该优化条件下,土壤石油添加回收率是88.4％～101.6％,相对标准偏差均小于4.7％,提取测定结果符合环境分析化学检测要求.利用酶标仪代替紫外分光光度计进行检测,能更方便快速的得出结果,且测定溶液用量少,可以更好地推广应用于微量石油污染环境样品的定量检测.此外,该方法用石油醚和乙醇作为提取和定容试剂,克服了采用二氯甲烷、四氯化碳等有机试剂提取而造成溶剂消耗量大、易产生二次污染、不利于环境友好发展等缺点,是一种快速、高效、绿色的提取和测定污染土壤中总石油烃的方法.     

桥梁桩基防护用玄武岩复合纤维套筒的抗冲磨试验研究

介绍了用于解决桥梁水下桩基腐蚀及冲刷问题的玄武岩复合纤维套筒防护技术。为检验玄武岩复合纤维护筒的抗冲磨效果,重点开展了基于水下钢球法的玄武岩复合纤维板材的抗冲磨试验研究。试验结果表明,冲磨试验前后以及不同冲磨周期下试件板材的颜色均存在明显差异;与裸露混凝土试件相比,采用玄武岩复合纤维板防护试件的平均抗冲磨强度增加,同时平均磨损系数显著降低;随着冲磨周期的增加,材料抗冲磨强度逐渐增大,而磨损系数趋于稳定。本文试验验证了玄武岩复合纤维套筒具有较好的抗冲磨能力和长期抗冲磨稳定性,可用于桥梁水下桩基的工程防护。     

应用于氧还原反应的石墨烯-无定形碳核壳结构复合材料载铂催化剂(英文)

采用氯化法制备石墨烯-无定型碳复合材料(GNS@a-C),并用作质子交换膜燃料电池(PEMFC)氧还原反应Pt催化剂的载体.结果显示,所制Pt/GNS@a-C催化剂与传统商业催化剂Pt/C相比,有较好的活性和较高的稳定性:质量活性(0.121 A/mg)几乎是Pt/C(0.064 A/mg)的两倍.更重要的是,该新型催化剂加速4000圈后其电化学活性面积保留了最初的51%,与Pt/C的33%相比,前者有更好的电化学稳定性,显示它在PEMFC中将具有较好的应用潜力.     

ITER�۱�װ���лҳ������������յij�������

ITER聚变装置在运行过程中会产生大量的灰尘,当发生事故冷却水进入时,与热的灰尘发生反应产生氢气。氢气聚集后可能会燃烧甚至爆炸,对装置产生破坏。运用CFD的方法对“Wet Bypass”事故后反应产生的氢气风险进行了分析评价,得出在事故的初始阶段氢气达到了燃爆的风险,不同流量的冷却水泄漏进入真空室内会带来不同的氢气风险强度,在冷却水进入量十分大的情况下会惰化灰尘产生的氢气风险。并对注入二氧化碳惰化真空室气体空间的措施进行了分析,在事故发生的初期以较大速率充入二氧化碳能够降低氢气带来的风险。     

基于FPGA的电容式编码器数据采集系统设计与实现

为了精确地获取电容式编码器输出信号中所携带的位置信息,文章设计了一套基于现场可编程门阵列(FPGA)的电容式编码器数据采集系统;文中介绍了带通滤波器、同步正交解调、低通滤波器和Cordic等系统模块,并详细分析了系统的稳定性和误差;实验结果表明,在转速度为800 rpm时,角度分辨率可达到0.192度,在一个周期内最大误差0.002 8度,平均误差0.000 8度,静止抖动0.007 26度,统能够实时的获取转子的位置信息,同时具有较好的精度和稳定性。     

狭窄加热表面上核态沸腾中汽泡合并特性的实验研究

狭窄表面的沸腾可以减少沸腾汽泡在观测方向上的干扰,有利于更清晰地研究汽泡生长和合并特性。为探究沸腾过程中汽泡的合并,本文基于常规机械加工的狭窄加热表面,通过高速摄像机完整记录了加热表面上汽泡的生长,合并和脱离过程,并分析了汽化核心间距,汽泡脱离直径对汽泡合并的影响。通过对近壁面处沸腾动态图像的观察,观测到了汽泡合并的不同特性。当沸腾过程中热流密度较低时,近壁面处只发生汽泡水平和倾斜合并,并常常同时存在。而竖直方向上的汽泡合并仅发生在热流密度相对较高时,且常伴随着水平和倾斜方向的合并。相邻汽泡间的合并现象常通过汽泡中心距与合并汽泡脱离直径间的关系来衡量。本实验结果表明,相邻汽化核心上的汽泡发生合并时,汽泡中心距与汽泡脱离直径满足S/D1.5。同时,相较于粗糙表面,光滑表面的S/D变化范围较小,且平均值有减小趋势。这一结果有助于进一步研究表面结构对汽泡合并的影响。     

非晶金刚石薄膜的X射线反射研究

利用过滤阴极真空电弧系统制备了不同衬底偏压下非晶金刚石薄膜,分别采用X射线反射法测定了相应的非晶金刚石膜密度,分析了薄膜密度与沉积能量之间的变化规律．建立了薄膜密度随衬底偏压的变化曲线。研究发现在-80V时非晶金刚石膜密度存在最大值3．26g／cm^2,随着偏压的增大和减小,薄膜的密度都相应的下降;当衬底偏压加到-2000V时,密度减小到2．63g／cm^2,相对于密度的最大值变化较小。通过薄膜sp^3能态杂化含量与密度的简单比例关系,近似推算出非晶金刚石膜中sp^3能态的含量最高可达80％以上。     

基于改进遗传算法的集合覆盖问题

集合覆盖问题是组合优化中的典型问题,在日常生活中有着广泛的应用.提出了一种改进遗传算法来解决集合覆盖问题.算法对标准遗传算法的改进主要表现在:1)结合启发式算法和随机生成,设计了新的产生初始种群的方法;2)引入修补操作处理不可行解使其转换成可行解;3)对重复个体进行处理再利用;4)对多点交叉进行推广,提出了新的交叉算子;5)针对可行解和不可行解,采取两种自适应多位变异操作.数值实验结果表明该算法对于解决规模较大的集合覆盖问题是有效的.