高热负荷激光介质热应力场的分析与优化研究

研究了高热负荷板状激光介质在抽运面采用常规冷却技术时,换热面积较小的上下侧面的换热强度对激光介质最高温度及最大应力的影响情况,并对热应力场进行了优化研究。结果表明,任意抽运功率下,介质的最高温度及最大应力均随侧面换热系数的变化而变化,并存在最优换热系数。与侧面采用常规冷却手段时相比,采用最优换热系数时介质的最大应力降幅高达36%。另外,对介质上下侧面进行温度控制,也可达到与控制换热系数相同的效果。     

傅里叶变换红外光谱(FTIR)测量热气体温度

利用HITRAN数据库计算出了一氧化碳分子的转动常数B,并对分子转振光谱测温法的数据处理做了改进;用FTIR光谱仪测量两个不同参考温度下一氧化碳气体辐射光谱,获取其转振光谱带的精细结构(波数为2000cm-1～2250cm-1),通过每条谱线对应的转动量子数J,和相对强度Ir计算出了温度T,并与参考温度做了比较.结果表明该方法能够对热气体温度进行快捷实时的遥感测量,并且具有较高的测量精度.     

飞机蒙皮红外辐射的瞬态温度场分析

飞机蒙皮温度场是形成飞机红外图像的基本因素,掌握其瞬态分布特性与控制机制对于飞机相关的红外技术有重要帮助.通过分析控制蒙皮温度场的传热过程,建立了包括飞机内部换热、蒙皮外气动对流与辐射换热的瞬态耦合传热数理模型.引入壁面热流函数,将蒙皮外部热环境与飞机内部换热进行解耦计算,采用热网络法与蒙特卡罗法进行飞机内部传热分析,利用FLUENT软件进行蒙皮外气动对流换热模拟,建立了飞机蒙皮瞬态温度场的数值方法.通过模拟计算,获得了不同飞行状况下飞机蒙皮的瞬态温度场,分析了相关因素的影响.     

高温环境下油田测井信息光纤传输方案的设计

针对传统测井传输方案的不足,设计了一种高温测井信息光纤传输方案。采用TI公司MSP系列低功耗单片机作为井下测控芯片,高温光模块为信号收发器,耐高温光纤为传输介质。上位机不仅能向下发送命令来控制井下钻机和传感器,也可将该链路回传的测井信息(比如温度、压力、电阻值等)显示出来。实验结果表明,该方案不仅能够长时间在高温工作环境下(110℃)实现测井信息的远距离宽带传输(可达2Mbit/s),而且能够提供灵活的扩展方式,使占用空间更少、重量更轻。     

薄膜均匀性的分析研究

目前,薄膜在现代科学技术中的重要性与日俱增,基本上各种技术都离不开薄膜。薄膜均匀性在光学、光电及微机电系统(MEMS)等器件的加工工艺中起着不可估量的作用。首先,对点源小面积薄膜均匀性的公式进行理论推导;其次,分析了平面和球面夹具的基片薄膜均匀性公式,并根据这些理论公式着重分析影响薄膜均匀性的各种因素以及改进措施;最后,通过对实验数据的分析研究来不断地改进薄膜均匀性的夹具,改善器件的膜厚均匀性、一致性,从而达到提高器件的稳定性和可靠性,降低生产成本的目的。     

热温差型微流量传感器的温度补偿方法研究

热温差型微流量传感器的性能受多个因素的影响,如环境温度的变化、供电电源的波动、加热电阻的冷却和导线电阻的引入等。通过ANSYS软件对环境温度及加热电阻温度的改变进行了有限元仿真,发现当两者的温度差值为恒定值时,传感器的输出信号偏差较小。从环境温度与加热电阻温度差值恒定的思路出发,结合目前补偿方法存在的不足——导线引入误差、环境温度检测电阻的自热效应使其检测出错误的环境温度、加热电阻受被测流体冷却后使测量发生偏差以及供电电源波动的影响等,提出了一种可行的补偿方案,包括对前端信号采集电路的优化和后续单片机电路的设计,使影响流量传感器测量性能的诸多因素被削弱,且控制也更灵活。通过分析验证,在相同测试条件下,所提出的方法比常用补偿方法的测试精度高出约1.2%,误差为0.2%。     

South Pole温度风速廓线的统计分析

利用2008年South Pole的探空资料,通过大气温度和风速廓线,确定了South Pole地区冬季（6,7,8月）和夏季（12,1,2月）的大气边界层结构,边界层和对流层顶的高度。对近地面的温度、水汽压、风速和风向进行了统计分析。结果表明,South Pole大气边界层大多时候为稳定型,但在夏季也存在不稳定的情况,尤其在1月份较多;夏季夜晚的边界层平均高度为389米,比白天的304米大,冬季夜晚的边界层平均高度为591米,大于夏季夜晚;夏季白天对流层顶平均高度比夜晚略大,分别为6172米和5770米。South Pole高层大气理查森数的倒数基本都小于4,发生湍流的可能性很小。     

有源阵列天线的系统噪声

有源阵列天线系统的噪声是有源相控阵雷达、通讯等系统噪声的主要成分,本文从微波网络理论入手,结合统计理论对有源阵列天线的噪声温度进行理论分析,为有源阵列天线系统噪声的分析、设计和测试提供了完整的数学模型和方法.     

高温AlN为模板的AlGaN基p-i-n背照式日光盲探测器

第一次报道了以高温AlN为模板层的AlGaN基p-i-n背照式日光盲探测器的制作和器件特性.利用MOCVD方法在(0001)面的蓝宝石衬底上生长了探测器的AlxGa1-xN多层外延材料.在无需核化层的高温AlN模板上生长了p-i-n背照式日光盲探测器的无裂纹高Al组分(0.7)AlGaN多层外延结构.利用在线反射监测仪、三轴X射线衍射及原子力显微镜表征了外延材料的晶体质量.在1.8V的反向偏压下,制作的探测器表现出了日光盲响应特性,在270nm处最大响应度为0.0864A/W.具有约3.5V的正向开启电压,大于20V的反向击穿电压,在2V的反向偏压下暗电流小于20pA.     

AD7416在低功耗系统中的应用

介绍了具有I2C总线接口功能的10位低功耗数字温度传感器AD7416的引脚特性、内部结构;给出了在基于PIC单片机的低功耗温度测量系统中硬件设计和软件编程。