基于BP神经网络的液体复介电系数反演计算

实现了一种基于BP神经网络结合同轴探头计算液体复介电系数的方法。首先,应用时域有限差分法,设计了2.45 GHz频率下的同轴探头液体测量结构,通过该结构计算得到复介电系数和S₁₁参数一一对应的数据集;然后,构建了分别用于反演计算复介电系数实部和损耗角正切的两个BP神经网络模型。同时,将复介电系数和S₁₁参数的数据集用于两个BP神经网络的训练;最后,通过实验测量得到3种待测溶液的S₁₁参数,将测量得到的S₁₁参数代入训练好的BP神经网络,从而反演计算出待测溶液的复介电系数。实验结果表明,反演计算值与文献值具有较好的一致性。     

S波段矩形波导TE10-圆波导TM01模式转换器的研究

为满足S波段高功率微波在线测量时对圆波导耦合器进行标定的需求,本文研制了一种高转换效率的S波段矩形波导TE₁₀模式转圆波导TM₀₁模式的模式转换器。采用CST软件对模式转换器的结构进行了仿真和优化设计,并从频域和时域两方面对所研制的模式转换器的性能进行了测量。频域方面的仿真和测量结果表明,模式转换器的工作中心频点位于2.1 GHz处,在工作带宽60 MHz范围内,S₁₁<-20 dB,S₂₁>-0.1 dB。时域方面的仿真和测量表明,模式转换器具有较好的脉冲响应,可以应用于脉冲宽度为几十纳秒以上的工作场合。频域和时域两方面的测量都表明,在2.1GHz处,模式转换器的插损小于0.1 dB,表明该模式转换器的转换效率较高。以本文研制的模式转换器为核心,配以商品化的波导同轴转换器后,研制的圆波导TM₀₁模式激励器已经成功用于圆波导耦合器的性能标定之中。     

短稳标准高Q值超导腔的研究

针对频率标准用超导腔的设计,通过理论分析及编程计算得到了影响微波腔指标的参数,并对不同温度下微波腔的品质因数（Q值）进行计算得到了温度变化曲线,通过此曲线可以确定达到指标所需要的温度。所设计的微波腔参数为：工作模式为TM₀₁₀模式,直径D为60mm,高度l为50mm,频率为4.4GHz,Q值在液氦温度4.2K时达到3.9×10⁷,在减压降温到2K时达到1.9×10⁹,实验结果与计算结果吻合。     

用KI/KIO3化学曝光剂直接测量UV-LED紫外线输出量的方法

紫外线发光二极管(UV-LED)是新一代紫外线光源，紫外线输出量是最关键的特性参数。为了测量UV-LED的紫外线输出量，提出了用化学曝光剂捕捉UV-LED发射出的紫外线所有光子的测量方法。单位时间内捕捉到的所有光子的能量总和就是紫外线输出量。由于KI/KIO₃化学曝光剂是液体，通过旋转可形成漩涡，将UV-LED置于漩涡中，既不接触液体，又能捕捉所有从UV-LED发出的光子，从而准确测量UV-LED的紫外线输出量。测量过程中，UV-LED的热量被引到一个水箱，保持UV-LED的结温稳定。结果表明，通过仔细的操作，KI/KIO₃化学曝光剂的测量是可控的，实验数据显示，测量数据的离散系数在0.02～0.079范围内。     

微重力下低温液体质量测量技术进展

针对空间低温液体需要高精度质量测量技术的问题,提出了微重力下低温液体测量技术的几种方法,介绍了压缩质测法、光学质测法、压力-体积-温度法和射频质测法的测量原理及研究进展,并对上述4种测量方法进行了比较和评述,最后对微重力下低温液体测量技术进行了总结和展望.     

基于压浮原理的单晶硅球密度比较测量方法研究

为了克服单晶硅球密度测量静力称重法精度受液体表面张力的影响,研究了压浮法进行单晶硅球密度精密比较测量方法和测量系统。在一定的温度下,调节压力,利用液体压缩系数控制液体密度使标准单晶硅球和被测单晶硅球稳定悬浮于工作液体中,通过温度、压力和悬浮高度的测量,计算出二者之间的密度差值。通过双层控温系统保证了液体温度长期波动在±0.25 mK内,利用标准单晶硅球在不同温度-压力悬浮条件线性关系计算出液体压缩系数。试验证明,压浮法测量装置实现了单晶硅球密度差值的精密测量,标准测量相对不确定度为2×10^-7。     

温度测量技术的应用——流体温度的测量

在科研生产和社会生活中，经常会遇到流体温度测量的问题。由于流体的热物理性质、流动参数以及环境条件千差万别，需要根据测量的要求选择合适类型的温度传感器和测量方法。一般来讲与液体介质相比，对气体介质温度的测量需要考虑更多的问题，因此本文主要以气体介质为主进行介绍。     

一种新的复介电常数自由空间测量技术研究

提出了一种新的复介电常数的自由空间测量方法,该方法将介质周期结构引入到复介电常数的测量中。运用多模网络理论与严格的模匹配技术,系统分析了加损耗样品层的介质周期结构的散射特性,详细研究了样品复介电常数对反射峰幅度和中心频率的影响。该测量方法不仅克服了传统自由空间法的不稳定性和相位模糊性问题,而且具有谐振法可以对低损耗介质精确测量且测量过程简单的优点,为复介电常数的精确测量提供了一种新的测量方法和重要的理论指导。     

光电热电偶

介绍一种以黑体辐射理论为基础的HXW新型高温传感器，该传感器是由探测管和探测器两部分组成，兼有接触式和非接触式测温两类方法的长处。测量方法是用耐高温和耐侵蚀的材料制成人工黑体与被测对象接触，加热至被测温度，用光电探测器接收亮度信号，可用来测量各类高温炉和熔液内部的实际温度。     

谐振法测量圆管状样品复介电常数典型结构的解析模型

针对圆环形介质元件制作在线监测的需要,提出用谐振法直接测试圆管状绝缘介质复介电常数的思路。提出4种可能的谐振结构形式,其中推演介质加载圆柱腔TM010模式谐振的解析模型,深入分析国外文献关于介质加载圆柱腔TE011模式谐振问题的理论结果,并对介质加载圆形同轴腔的特性方程用于复介电常数测量的问题进行探讨。对各个解析模型进行计算,并相应地与文献的实验结果进行对照,吻合良好。结果表明:TM010模式的解析模型正确;谐振特性参数对加载介质复介电常数(εr=1~80,tanδ=10~(-5)~10~(-4))的敏感性随结构的不同而不同。最终得出:圆柱腔TM010模式可用在谐振法测试圆管状绝缘介质元件的复介电常数中。     

六端口反射计测量复介电常数的改进方法

提出了六端口反射计测量介质材料复介电常数的一种改进方法,新的算法使测量面与参考面分离,消除了传统测量方法中测量面与参考面无法完全重合引入的误差.给出超越方程的简单准确的数值解法,得到了相对介电常数多值间隔与测量频率和样品长度的关系.实际测量结果表明本文方法的有效性和实用性.     

食盐水标准溶液在组织模拟液介电特性测量中的应用

介绍了食盐水标准溶液在测量液体复介电常数接触探头法标定过程及其测量能力验证方面的应用。在探头标定中,以食盐水标准溶液替代短路块,作为二端口微波网络去嵌入所需参考负载。分别通过三种不同浓度食盐水标准被测液和900MHz头部组织模拟液对该方法测量能力进行了验证,测量数据与参考值一致性均优于5％,能够满足比吸收率测试用组织模拟液介电特性验证的需求。     

低温流体输送过程中采用贴壁式温度传感器测温时的传热分析

低温流体的输送广泛采用发泡绝热管道和真空绝热管道,采用贴壁式热电阻温度传感器测量管内流体温度时,影响测量精度的因素很多。运用一维稳态径向传热模型和热阻网络分析了发泡绝热结构和真空绝热结构下的热阻组成及热平衡关系,得到了温度传感器所测的温度与管道流体温度以及外界环境温度之间的计算关系式,并定量分析了接触热阻和真空度对输送液氮管道的温度传感器所测温度的影响。     

频域测量中的慢极化效应

对同一钛酸锶钡陶瓷样品作了频域和时域介电测量.在10^-3Hz至10⁴Hz范围可以测出复介电常数.但时域测量表明样品的慢介电常数甚大于快介电常数.实验观察到在正弦外电压作用下通过样品的电流主要是不遵从RLC电路方程的慢极化效应所提供.这时的复介电常数的意义成为存在争议的复杂问题.     

浅析火力发电厂超低排放中SO2的测量

在火力发电厂超低排放海水脱硫系统中,烟气中含湿量大、SO₂浓度低,由于SO₂易溶入水,因此导致其测量较为困难。而采样管内积水会造成SO₂测值偏低。该文针对异常原因分析并对采样管进行改善,以解决因积水问题造成的测值异常。稀释探头限流孔堵塞会导致SO₂测值异常,该文分析了造成限流孔易堵塞原因,改善了探头加热系统,保证了SO₂的准确测量。采用OPSIS公司稀释采样法和API公司T100型紫外荧光法SO₂分析仪能准确稳定地测量烟气中SO₂浓度,满足现行环保法规的要求。     

毫米波频段材料介电特性计量研究

系统地开展了毫米波频段材料复介电常数的测量方法研究。基于自由空间法采用两步校准方法和时域选通技术,实现了75～110 GHz宽频范围内材料介电特性的测量表征,并基于准光Fabry-Perot谐振原理,研制具有高品质因数的开放式谐振腔,利用高斯波束理论建立了材料介电特性的反演模型,尤其适用于低损耗介质材料的准确测量。通过对比聚氯乙烯(PVC)与熔融石英材料的测量结果,验证了两种测量方法的一致性。此外,针对多层材料提出了去嵌入测量算法,实现了液晶材料各向异性介电常数的表征。     

转向法测量口径

针对一种外形不规则工件的口径测量难问题，介绍一种新的测量方法——采用直角转向棱镜的光学转向原理，将被测口径成像到显微镜下，通过测量被测口径的像来实现被测口径的测量，并对此方法进行不确定度分析、实验验证。     

Al2O3填料对SiCf/BN/SiC复合材料弯曲强度和高温吸波性能的影响

用有机先驱体浸渍裂解(PIP)法制备SiC_f/BN/SiC复合材料,研究了微米Al₂O₃粉体对其弯曲强度、高温介电和高温吸波性能的影响。结果表明,随着Al₂O₃的含量从5%提高到20%,SiC_f/BN/SiC的弯曲强度呈现出先升高后降低的趋势,最大值达到295 MPa;随着温度的升高复合材料复介电常数的实部和虚部均逐渐增大,加入Al₂O₃填料能降低高温复介电常数及其随温度增大的幅度。无填料复合材料的室温和高温吸波性能均较差,而添加20% Al₂O₃的复合材料在8.2~12.4 GHz频段的室温反射损耗均低于-8 dB,且适用厚度为3.0~3.5 mm,700℃时厚度为3.0 mm的反射损耗为-5~-8 dB,在实际工程应用中具有较强的可设计性。     

稳态法导热系数测量实验及数据处理方法的研究

分析了目前在测量导热系数中两种测量散热速率方法的不足和存在的问题，提出了可有效减小测量误差的新方法，即“等温绝热法”;同时利用Excel图表对测量散热速率的数据进行二次曲线拟合，再对所得到的二次函数进行求导，得到稳态时的温度变化率dθ/dt的值。与原来取温度下降包含稳态温度θ₂时，Δt=30 s的温度平均变化率相比，温度变化率测量更准确。利用“等温绝热法”测量散热速率，得到的丁苯橡胶样品和PVC塑料样品的导热系数相对误差分别为-1.96%和0.95%,有效减少了测量误差。     

无机纳米流体的热物性及其测试新方法的研究

研究了一种能同时测量纳米流体导热系数λ、导温系数α和比热C_p的非稳态多功能测试新方法,它结合了单丝法准确测量导热系数和双丝法准确测量导温系数的优点.对几种液体的导热系数和导温系数的实测值与TPRC推荐值进行比较,最大偏差分别为-0.4％和-2.7％.导热系数和导温系数测试均方根误差分别<±0.5％和±3％.并用此法测量了纳米Al₂O₃流体和纳米TiO₂流体的热物性参数,结果表明在流体中加入无机纳米粉体后其入和α较分散介质均有明显提高,加和原理不完全适用于纳米流体比热计算.