用于气象观测的阵列式温度传感器流体动力学分析与实验研究

传统百叶箱和防辐射罩内部的温度传感器受到太阳辐射会导致其温度高于大气真实温度, 升温量可达0.8 K甚至更高. 为提高大气温度观测精度, 本文设计了一种阵列式温度传感器. 利用计算流体动力学方法分析计算该传感器在不同环境条件下的辐射升温量, 采用遗传算法对计算结果进行拟合, 获得辐射升温量修正方程. 为验证阵列式温度传感器的实际性能, 研制了强制通风温度测量平台. 将阵列式温度传感器、配有传统防辐射罩的温度传感器和强制通风温度测量平台置于相同环境下, 进行大气温度观测比对实验. 配有传统防辐射罩的温度传感器辐射升温量平均值为0.409 K; 与前者相比, 阵列式温度传感器的辐射升温量仅为0.027 K. 这种阵列式温度传感器可将辐射升温引起的误差降低约93%. 辐射升温量实验测量值与修正方程修正值之间的平均偏移量为0.0174 K, 均方根误差为0.0215 K, 该结果验证了计算流体动力学方法与遗传算法的准确性. 如果配合计算流体动力学方法与遗传算法, 温度测量精度有进一步提高的潜力.     

用振动密耦合方法研究低能电子与N2分子碰撞的振动激发微分散射截面

采用振动密耦合方法,分别应用球高斯分布极化势和优于绝热极化势,及基于量子力学从头计算的静电、交换势,得到入射电子能量2.40eV时0→2和0→3的振动激发微分散射截面,与目前优秀的实验值比较,获得了满意的结果,并从理论上分析了整个计算过程中可能影响微分散射截面精度的主要物理因素.     

基于VC++的S7-300PLC高速采集系统设计

由于进行疏浚实验时,泥泵扬程、真空和管道流速、浓度等关键参数的变化较快,为了更为准确的研究泥泵性能和管道输送特性,需要进一步提高泥砂输送实验平台的数据采集和存储速度。下位机S7-300PLC控制系统选择了利用逐次逼近法进行采样的高速采集模块,使其AD转换速度缩短至us级,同时采用中断定时技术,保证了传感器数据每隔50ms更新、缓存一次,并通过OPC通讯协议将采样信号传送至上位机。上位机软件采用多线程技术保证采集的连续性和可靠性,同时采用顺序存储标志位确保Excel中存储的数据顺序与实际变化完全一致,解决了存储时易造成的数据重复、跳变等问题。通过对多个传感器的长时间采集、存储实验发现,在生成的Excel报表中数据的采集次数恒定为20 次/秒,且无重复、跳变现象,满足了疏浚泥沙实验对数据采集系统的要求。     

单轴双轮自平衡小车的设计研究

通过物理建模得到了单轴双轮自平衡系统的运动学特性,并结合传感器技术和自动控制理论提出了新的单轴双轮自平衡小车的设计方案.采用陀螺仪和加速度传感器分别对车体倾角进行检测,利用对称互补滤波算法对检测到的数据进行融合得到精确的车体倾角,再引入PID技术对车体姿态进行精确控制.设计的单轴双轮自平衡小车车体的倾角的获取不依赖于小车所处的环境,可在实验过程中调整参量,具有普遍的适用性.     

选择加氢催化剂结构与性能的研究进展

选择加氢催化剂是石油化工领域一类重要的催化剂,广泛应用于各类乙烯装置中C2、C3、C4等组分以及裂解汽油中炔烃和二烯烃的脱除等领域.本文从制备与处理方法、助剂、载体、活性中心结构形态、反应机理、非Pd催化剂6个方面,对近5年来选择加氢催化剂,特别是炔烃和二烯烃选择加氢催化剂结构与性能的研究进行了评述.     

探空温度传感器的计算流体动力学分析与实验研究

伴随着数值天气预报和气候变化研究精细化程度的不断提高, 希望探空温度传感器的观测精度达到0.1 K数量级. 为了实现此目标, 运用计算流体动力学方法对珠状热敏电阻从海平面上升至20 km高空的整个过程进行数值仿真分析. 并在此基础上, 针对影响测温精度的太阳辐射强度和传感器倾斜角度两个因素进行分析. 仿真结果表明, 太阳辐射强度和海拔高度是辐射误差的重要影响因子. 当传感器倾斜角度为90°时, 珠状热敏电阻的辐射误差最小. 通过麦夸特法和通用全局优化法对仿真数据进行拟合, 获得不同海拔高度和太阳辐射强度下的辐射误差修正方程; 为验证方程的准确性, 设计和搭建太阳辐射误差模拟系统. 实验结果表明, 辐射误差实验测量值与修正方程修正值之间的平均偏移量为0.017 K, 均方根值RMS误差为0.023 K, 验证了计算流体动力学方法、麦夸特法和通用全局优化法获得辐射误差数据的准确性.     

负载Pd基碳二选择加氢催化剂上乙炔加氢反应的原位红外光谱研究

以乙烯和乙炔为探针分子, 采用原位红外光谱技术研究了Pd-Ag/Al₂O₃和Pd/Al₂O₃催化剂上乙炔加氢反应, 通过乙炔吸附, 乙炔和氢的共吸附和交替吸附表征了催化剂表面吸附物种的变化. 结果表明, 在Pd-Ag/Al₂O₃催化体系中, 乙炔在Pd-Ag/Al₂O₃和Pd/Al₂O₃催化剂有着不同的吸附性能, 另外, 加氢反应会导致在催化剂表面形成由长分子链的烷烃组成的碳氢化合物层, 该吸附层与绿油有着相似的红外光谱特征, 最关键的是乙炔和氢的吸附顺序和碳氢化合物层的生成量之间存在着一定的关系, 这将直接影响催化剂的加氢性能.     

基于温和等离子体CVD的非晶硅薄膜的制备与钝化研究

采用容性放电模式(E-mode)的电感耦合等离子体化学气相沉积技术(ICPCVD),以硅烷( SiH4)和氢气(H2)作为气源,通过改变沉积气压来制备氢化非晶硅薄膜(a-Si:H).采用少子寿命测试仪(Sinton WCT-120)研究薄膜在n型单晶硅片表面的钝化效果.并通过傅里叶红外光谱仪(FTIR)和扫描电子显微镜(SEM)进一步表征薄膜的氢含量、微结构因子和表面形貌.结果表明,气压偏低或者偏高都会影响薄膜质量,生成多孔隙的薄膜,从而影响薄膜的钝化性能.最优沉积气压为65 Pa,并进一步优化少子寿命到445 μs,复合速度减小到48 cm/s,隐开路电压接近700 mV.     

基于无故障概率的多参数多工序工艺系统可靠性评估模型与方法

通过对工艺要素、工艺过程、工艺输出参数、性能参数和产品可靠性等的影响分析,建立了多参数多工序工艺系统可靠性影响关系模型;基于制造质量和生产效率两个维度,提出了多参数工艺系统故障判据与工作能力状态准则;分串联、并联和混联三种模式,建立了多工序工艺系统可靠性逻辑框图;考虑设置检验和不设置检验两种状态,研究了基于无故障概率的多参数多工序工艺系统可靠性评估方法、数学表述和算例.     

低能电子与N2分子碰撞的振动共振激发散射截面的密耦合研究

使用经孙卫国教授改进后的振动密耦合散射方法和基于量子力学从头计算得到的静电、交换与极化散射作用势,研究了低能电子与N2分子的振动激发散射截面.研究表明在振动密耦合计算中使用18个振动波函数和12个分波数目,可以得到收敛的0→5,1→5等高激发散射的积分和微分截面.