水泵吸入池内空气吸入的试验

水泵吸入池内流动恶化时,空气会被吸入泵体,引发振动、空化和效率降低等后果。本文开发设计了电容式空气含量测量仪,对模型水泵吸入池内空气的吸入量进行了测量。试验结果表明,当流速增加时吸入空气流量会增加;当水位增加时吸入空气流量也会增加;相同流动工况下,在所给三种角度挡水墙中,d=30°时吸入空气量最小,流动最平稳。所以选择适当的挡水墙角度可以改善吸入池内的流动,减少吸入空气流量。     

基于TDLAS技术的海水中溶存CO2原位测量实验研究

海洋与大气交换的CO₂通量是研究海-气之间碳循环过程及海洋酸化问题的重要指标,其估算方法主要依赖于海水中CO₂的测量。可调谐半导体激光吸收光谱（TDLAS）作为一种常用的气体浓度检测技术,因其具有较好的环境适应性、选择性和较高的灵敏度,亦可发挥出水中溶存气体原位测量的潜力。为验证将TDLAS技术应用到海洋中溶存CO₂原位探测的可行性,将渗透膜脱气技术与实验室研发的TDLAS气体探测样机相结合,实现了海水中溶存CO₂的原位探测。为适应水下的复杂环境,样机整体被设计为铝合金密封舱结构,具有良好的密封性、耐压性与耐腐蚀性。激光光源采用中心波数位于4 990 cm-1的DFB激光器,其波数扫描范围为4 992～4 994.5 cm-1,可覆盖CO₂在4 992.51和4 993.74 cm-1的相邻两条吸收谱线。渗透膜采用具有优秀耐压性与透气性的Teflon AF-2400 X,可满足样机在深水区长期探测的目的。为兼顾较高探测灵敏度与较快响应速率双重指标要求,样机采用了一种小型化多次反射式气体吸收池,有效吸收光程可达8 m,内部仅需气体量24 mL,具有良好的吸收特性。在实验室对样机进行校正实验,使用样机对5种不同浓度(202.8×10-6,503×10-6,802×10-6,1 006×10-6和2 019×10-6)的标准CO₂气体进行测量,测量值与实际值的线性相关度R2高达99.94%,最大相对误差小于8%,减小了样机误差对测量值的影响。为评估样机长时间工作的稳定性,使用样机对浓度为802×10-6的标准CO₂气体进行了30 min的连续测量,平均测量浓度为802.6×10-6,其波动范围仅为10×10-6,样机精度约为0.5%,可满足水中溶存气体探测的要求。选取水深3米的近海码头进行试验,成功获得了24 h水中CO₂的典型吸收光谱及浓度时间序列测量结果,验证了样机水下工作的能力与稳定性。通过在东海海域五处不同深度的区域进行现场试验,成功获取溶存CO₂的典型吸收光谱,证明了结合渗透膜脱气技术的TDLAS探测样机在30 m以浅水域的工作适应性。     

结合FBG-FP的变压器局部放电光纤全方向传感研究

为实现变压器局部放电的灵敏检测,避免漏检局部放电信号,基于光纤布拉格光栅(FBG)与法布里珀罗腔(Fabry-Perot cavity)传感原理提出了一种结合FBG-FP的变压器油中局部放电光纤全方向传感方法。介绍了FBG与FP腔的局部放电传感原理,局部放电产生的超声波会引起FBG反射光谱与FP腔干涉光谱的偏移,通过光谱边缘解调法进行光强解调可实现局放信号的检测。研制了局部放电光纤全方向传感器,通过3D打印技术制作了尺寸为25 mm×25 mm×25mm的长方体探头,探头中空结构用于插入单模光纤形成FP腔,四个侧面用于形成膜片式FBG传感结构,可接收不同方向的超声信号。基于变压器油中局部放电的频谱特性与液相环境中膜片的振动模型设计了超声传感膜片,选用镀有高反介质膜的康宁玻璃作为FP腔传感膜片,膜片半径为1.7 mm,厚度为0.165 mm,理论谐振频率为82 kHz;选用单晶硅作为FBG传感膜片,膜片半径为2.5 mm,厚度为0.1 mm,理论谐振频率为25.6 kHz。搭建了光纤局部放电传感系统并进行了局部放电光纤全方向传感器性能测试。通过断铅实验测得变压器油中传感器FBG传感膜片实...     

Antimony Selenide Thin Film Solar Cells with an Electron Transport Layer of Alq_3

We fabricated Sb₂ Se₃ thin film solar cells using tris(8-hydroxy-quinolinato) aluminum(Alq₃) as an electron transport layer by vacuum thermal evaporation.Another small organic molecule of N,N’-bis(naphthalen-1-yl)-N,N’-bis(phenyl)benzidine(NPB) was used as a hole transport layer.We took ITO/NPB/Sb₂Se₃/Alq₃/Al as the device architecture.An open circuit voltage(V_oc) of 0.37 V,a short circuit current density(J_sc...     

聚丙烯腈在锂金属电池电解质中的应用

随着便携式电子设备、电动汽车和智能电网等快速发展，人们对高能量密度锂金属电池的关注日益增多。锂金属表面不均匀的剥落或沉积会导致锂枝晶生长，锂枝晶容易刺穿隔膜，存在引发电池短路的风险，而且高反应活性的锂金属会与电解液不断反应被消耗，生成不稳定的固体电解质界面（SEI）膜，造成不可逆的容量损失，因此兼顾高能量密度与高安全性是锂金属电池发展应用中亟需解决的关键科学问题。具有强吸电子基团（C≡N）的聚丙烯腈（PAN）聚合物与碳酸酯溶剂中C=O的相互作用能形成更稳定的SEI膜，PAN作为锂负极涂层还能抑制锂枝晶的生长；另外，PAN具有较低的最低未占据分子轨道、较高的电化学稳定性和较宽的电化学窗口，能作为锂金属电池的聚合物电解质，并匹配高电压正极，兼具高能量密度和高安全性，故PAN聚合物在锂金属电池的电解质中有着很大的应用潜力。本文从电解质的不同状态（液态、凝胶、固态）介绍了PAN聚合物在液态电解质中作为隔膜、锂负极保护层以及在凝胶电解质、固态电解质的最新研究成果，并对PAN聚合物在锂金属电池电解质中的发展趋势进行展望。     

基于摩擦纳米发电机的水质检测

基于接触起电和静电感应耦合作用，提出了一种自供电水质检测技术。通过分析不同液相和固体壁面在摩擦感应过程中电信号的形成输运机理，明确不同待测水样通过聚四氟乙烯（PTFE）管道时与壁面形成的摩擦电信号输出特征，从而实时快速检测水中无机盐浓度和杂质成份。结果表明：在摩擦起电过程中，液柱与PTFE管壁之间主要通过电子和带电粒子形成双电层的方式在液固界面完成从水相向固相的定向跃迁；随着液相无机盐浓度和杂质成份的不同，电极检测到的感应电势和电荷密度也呈现不同规律；进一步以去离子水、自来水、矿泉水、红墨水溶液、聚苯乙烯溶液和不同浓度的无机盐溶液为例，验证了其作为液相在摩擦感应过程中形成电信号的差别及其内部组分和开路电压之间的关系。     

超痕量六价铬分析仪的校准

建立超痕量六价铬分析仪的校准方法。基于超痕量六价铬分析仪的结构、工作原理，参考仪器出厂指标及JJG 823—2014《离子色谱仪检定规程》，确定泵流量设定值误差和稳定性、基线噪声和漂移、最小检测浓度、定性和定量重复性作为校准项目。提出参考计量技术指标，泵流量设定值误差不超过±2%，泵流量稳定性不超过2%，基线噪声不超过0.025,30 min基线漂移不超过0.25，最小检测质量浓度不大于0.05μg/L，定性重复性不大于1.5%，定量重复性不大于3%。通过校准实例对校准方法进行验证，证明建立的校准方法合理可行，可为超痕量六价铬分析仪的计量校准提供参考。