反射率远场测试系统研究

搭建了基于矢量网络分析仪的反射率远场测试系统测量雷达吸波材料反射率。利用180 mm×180 mm×5 mm铝板作为标准体,检测了系统的性能指标;利用大头针测试了系统的位置精度;测试了高度300 mm的泡沫实心角锥吸波材料的反射率。实验结果表明,该反射率远场测试系统的幅度精度在1 d B内,位置误差优于5 mm,对反射率测试结果误差小于1 d B,系统测试精度小于2%。     

入射角和极化方式对吸波材料反射率的影响计算

分析了角锥型吸波材料在暗室中的应用特点,论述了现有的角锥材料仿真计算方法的原理及其应用局限性,介绍了一种根据垂直入射的反射率测试值所确立的角锥材料简化计算模型一平板近似法;根据该计算模型,文章给出了吸波材料在不同入射角、不同极化方式下的反射率计算公式。分析比较了平板近似法、均匀化模型法以及矩量法对角锥材料垂直入射反射率的计算结果;并以600mm高角锥材料为例,计算了不同入射角和极化方式对角锥材料反射率的影响。这种方法对于相关工程设计人员进行角锥型吸波材料和电波暗室的仿真计算具有参考意义。     

射频吸波材料拱形法测试系统的软件开发与应用

随着电磁兼容的不断发展和电磁波吸波材料的应用日益广泛,拱形法作为1 GHz以上频率测试射频吸波材料吸波性能的主要方法,对其研究有着重要意义.基于该测试方法的具体要求,针对该方法测试数据量庞大、数据处理和分析复杂等特点,在Lab VIEW开发环境下,编制了一套拱形法测试系统软件,包括:计算机与矢量网络分析仪通信模块;测试数据和信息写入ACCESS数据库模块;测试数据读取并显示模块.通过开发软件,不仅可以再现射频吸波材料反射系数的幅频特性曲线,而且可以显示出反射系数的幅度-高度曲线和幅度-角度曲线,还可同时显示仅某一测试参量不同的多条反射系数幅频特性曲线,以利于反映材料反射系数随各种测试参量的变化情况,另外程序也可将相同测试条件下不同吸波材料的反射系数幅频特性曲线显示在同一图形中,从而可以方便地对不同吸波材料的吸波性能进行对比分析.实验表明,测试软件可以应用于拱形法测试,并有效地提高了测试以及处理、分析测试数据的效率.     

多层级异质异构吸波超材料功能化设计及熔融沉积3D打印

针对吸波材料向工程应用方向发展需具备轻质和宽带吸波的关键需求,提出了一种有损谐振结构和功能化介质层调控的多层级复合异质异构吸波超材料,通过对介质层进行仿生结构化设计实现吸波超材料轻量化和宽带吸波性能。将热塑性聚合物材料和银铜合金复合制备了特定电导率的复合材料,通过优化银铜合金重量比和复合材料的打印工艺实现了谐振结构电导率的精确控制。基于此,设计了两层有损谐振结构层来调控宽带阻抗匹配和欧姆损耗,利用双材料熔融沉积3D打印工艺实现了多层级异质异构吸波超材料的可控制备。所制备的吸波超材料等效密度为0.3 g/cm3,电磁性能测试结果表明在垂直入射条件下,吸波超材料在3.8～19.24GHz频段实现了高效吸波性能。同时,电磁波在横电波(Transverseelectric,TE)和横磁波(Transversemagnetic,TM)模式下、入射角在50°范围内时,吸波超材料都具有良好的宽带吸波性能。这种多层级异质异构吸波超材料的设计和制造方法为推动吸波材料向工程应用化方向发展提供了技术支撑。     

一种熔融沉积3D打印的高性能超材料吸波结构

高性能超材料吸波结构是近年学术界和工程界研究的热点,它通过单元结构的周期阵列排布形成吸波超材料结构,实现超材料的吸波层与自由空间的阻抗匹配,大幅提高对电磁波的吸收率,在隐形技术、通信天线及微波成像等军事和民用领域具有广阔的应用前景。基于超材料阻抗匹配原理,提出了熔融沉积3D打印技术制备超材料吸波结构的方法,实现了一种由聚乳酸（Polylactic acid,PLA）单元空腔和具有优异电磁特性的蒸馏水复合组成的超材料结构的精确设计与制造,获得了在8.2~30.0 GHz电磁波频带内具有90%以上吸波率的高性能超材料吸波结构。研究表明该超材料结构还具有良好的极化无关和宽角度吸波特性。所设计制造的超材料吸波结构具有性能强、厚度薄、质量小等诸多优异的特性,为推动高性能吸波结构的深入研究提供了一种新的思路。     

基于表面金属结构的太赫兹超材料吸波器件研究

由于局限于微纳加工技术以及本身的响应特性,现有超材料吸波器件仅能实现对单一频率或窄频带的完美吸收,针对这一问题,提出了一种新型超材料太赫兹宽带吸波器件。利用将十字结构与谐振环结构两种不同的表面金属结构进行组合的方法,扩展了吸波频带宽度和提高了吸收率,并使其具备了极化模式和入射角度不敏感的优点;同时对吸波器件工作机理进行了剖析,并采用数值模拟的方法研究了电磁波极化模式、入射角度、结构尺寸等参数对于超材料吸波器件性能的影响。研究结果表明:该吸波器件在1.26 THz～1.33 THz的吸收率均超过99%,在1.23 THz～1.37 THz的吸收率均大于90%;相对于其他宽带吸波器件,该吸波器件吸收率和吸收频带的带宽均有所提升。     

多层复合泡棉吸波材料应用技术研究

针对泡棉吸波材料加工精度低,尺寸不稳定,在使用过程中易吸水、吸潮进而腐蚀基材的问题,文中对多层复合泡棉吸波材料进行了应用技术研究。介绍了材料多层结构组成、覆膜工艺流程和覆膜尺寸变化规律,提出了以聚氨酯膜层体系代替氯丁橡胶膜层体系的改进方法。采用光谱分析法对2种膜层材料的离子成分以及吸波特性进行了对比测试,并通过环境试验验证了聚氨酯膜层体系的环境适应性。结果表明,改善后的聚氨酯膜层体系的环境适应性明显优于氯丁橡胶体系。该改进方法提升了该类吸波材料的工程应用价值。     

Ni-SiC/铁氧体复合材料涂层的制备及其吸波性能

为了获得成本低、吸波性能良好、吸收带宽较大的电磁波吸收涂层,运用高压液相氢还原工艺对SiC粉体进行表面镀镍,并与铁氧体复合,制备了Ni-SiC/铁氧体复合材料吸波涂层,研究了单一材料与复合材料吸波涂层在8～18 GHz频段内的吸波性能,并研究了不同材料的电磁参数.结果表明:表面镀镍的SiC粉体与铁氧体复合后,可使该复合材料的复磁导率和复介电常数得到较合理的调整,使频散效应增强,从而使Ni-SiC/铁氧体复合材料吸波涂层的吸收峰值提高、吸收带宽增加,在15.2 GHz达到最小反射率-22.85 dB,且小于-10 dB的有效吸收带宽为7 GHz,吸波性能得到显著改善.     

基于返波管的葡萄糖太赫兹光谱研究

搭建了一套以返波振荡器(BWO)为辐射源的太赫兹透射式系统。通过高莱探测器、数字锁相放大器等完成测试信号的探测和存储,在LabVIEW编程环境下,完成配合系统硬件工作的软件平台的编写,利用VISA模块实现对下位机的参数设置以及数据采集工作。利用这套系统进行了单频和扫频实验,分别测试了不同葡萄糖溶液浓度的透过率。结果表明,葡萄糖溶液对太赫兹波有透过特征峰,不同浓度葡萄糖溶液对太赫兹波的吸收不一样。该研究为以后基于BWO的太赫兹生物传感器研究提供了参考。     

结构型吸波材料电磁特性的设计计算

结构型吸波材料兼具吸波与承载的双重功能,且具有可设计性,是一个重要的吸波材料的研究方向。夹芯结构吸波复合材料因其质轻、强度高,又能较好地吸收电磁波而广泛应用于飞机的机翼、尾翼和机身等部位。应用时域有限差分法(FDTD)建立正六边形蜂窝夹芯结构和波纹板型夹芯结构的电磁散射模型,通过数值仿真手段,计算了两种夹芯吸波结构和全金属结构的RCS值,对不同结构形状的夹芯结构的吸波性能进行了分析。     

基于单片机的高精度超声波液位检测系统

介绍一种使用超声波进行液位检测的微机控制系统及其硬件组成和相应软件流程图。为使测量具有较高的精度,系统在测量方式上采用在容器底部放置超声波探头的回波检测法,使超声波在液体中来回传播以稳定超声波传播速度。该系统由脉冲发射电路,变增益接收电路,温度补偿电路和相应的控制电路组成。     

闭式回路变量泵综合性能测试系统设计

闭式回路变量泵综合性能测试是保证产品质量和进行新产品开发的重要手段,在分析测试需求的基础上设计并实现了变量泵综合性能自动测试系统。采用闭式回路进行变量泵的综合性能测试,采用多种传感器自动采集测试过程中的动态性能数据,采用虚拟仪器技术实现数据处理、分析和管理以及测试流程的自动化。实际生产测试结果表明,综合性能测试系统提高了测试过程的测试效率和精度以及测试系统的智能化水平。     

AC880智能型半自动生化分析仪的研制

本文介绍了AC880半自动生化分析仪检测原理与系统构成，对各关键模块如光源系统、温控系统、液路系统等，做了详细的阐述，并描述了系统软件的设计思想和功能。检测证明，该仪器智能化程度高、操作方便、数据处理能力强。     

超声电机多参量高精度测控系统的研制

为了克服传统超声电机测控系统参数调控不灵活、特性测试分析不全面、控制算法效率低等问题,本文介绍了一种能对超声电机主要机电参数进行测量和控制的实验系统。依据超声电机参数特点与输入输出特性提出了测控系统总体方案。针对变预压力特性与温度特性难以快速获取的问题,设计了以电动缸为出力源的预压力施加装置和以薄膜热电阻为敏感源的界面温度采集装置;针对高频激励信号难以灵活产生和实时采集的困难,设计了多参数可调的驱动与采集电路;针对电机特性测控低效、过程不够规范的问题,形成了标准化测控流程,尤其是提出了能够精细化分析瞬态特性的同步采集和控制流程。测试结果表明,本系统覆盖了超声电机主要的8项控制参数与13项状态参数,能够实现控制参数的在线精确调控与状态参数的快速测量,测试效率较传统的超声电机测控系统提高了30%,为超声电机的动力学建模、特性评估及运动控制算法研究提供了较为完善的测控手段。     

管内流体换热性能测试系统

设计了一种测试流体(煤油)管内换热性能的实验系统.该实验系统包括了循环系统、加热系统、冷却系统、增压系统、测量系统(流量测量、压力测量、温度测量)和数据采集系统,各部分做了详细的说明,对其测试原理也作了说明.流体进、出口温度以及预热段流体进口温度都用铠装热偶测量.预热段和实验段都采用电加热方法加热(采用低电压、大电流加热).预热段和实验段都均匀布置20个热电偶测量管外壁温度,电加热管内壁温可通过龙格一库塔方法由外壁温和加热功率求得.该系统也可以用来测量其它流体管内换热性能,还可以用来测量流体的比热;还可以测量流动压降和摩擦阻力系数.     

禽蛋工业化腌制温度控制方法设计

为提高禽蛋腌制的工业化水平,确保腌制液温度稳定和产品品质,以禽蛋腌制温度控制为研究对象,设计了一种温度控制系统.该温度控制系统主要包括腌制箱、电加热炉、温度传感器和调压模块等.利用调压模块改变电加热管功率进而调整炉水温度,通过换热器调节腌制装置内部腌制液的温度.基于三阶滑模变结构设计了一种温度控制器,引入辅助变量项构建三阶微分动态方程,可消除传统滑模控制存在的抖振问题.仿真和试验结果表明,与常规 PID 控制相比,三阶滑模控制在稳定性、超调量和调节时间等方面均具有一定优势.腌制温度更加平稳,温度调节更加迅速,温差比较小,实际温度和设定温度之间的偏差小于 ０.５℃ .     

Hyperspectral photoacoustic spectroscopy of highly-absorbing samples for diagnostic ocular imaging applications

Photoacoustic spectroscopy has been used to measure optical absorption coefficient and the application of tens of wavelength bands in photoacoustic spectroscopy was reported. Using optical methods, absorption-related information is, generally, derived from reflectance or transmittance values. Hence measurement accuracy is limited for highly absorbing samples where the reflectance or transmittance is too low to give reasonable signal-to-noise ratio. In this context, this paper proposes and illustrates a hyperspectral photoacoustic spectroscopy system to measure the absorption-related properties of highly absorbing samples directly. The normalized optical absorption coefficient spectrum of the highly absorbing iris is acquired using an optical absorption coefficient standard. The proposed concepts and the feasibility of the developed diagnostic medical imaging system are demonstrated using fluorescent microsphere suspensions and porcine eyes as test samples.     

直流表面电阻测试系统软件开发与应用

用Visual Basic针对表面直流电阻测试系统进行软件开发,使系统各个部分组成一个可控的整体.该开发软件具有较好的人机界面,实现了表面接触电阻的自动测量和数据处理.测试结果较好地反应材料在不同压强下的表面电阻,符合材料的物理特性,对材料的屏蔽效能评估、工程中材料的选型和应用有较好的参考价值.     

高压环境下温度传感器矫正系统研制及应用

现有的热敏电阻温度传感器在高气压环境下使用时大都会出现温度测试值不准的问题,对同样温度的热源在常压与高压下进行温度测试的结果偏差较大,表明该类温度传感器在高压环境下使用存在较大的偏差。本研究设计了一套高压下使用的温度矫正系统来解决高压下温度测试不准的问题,通过加压舱内设置水银温度计与热敏电阻温度传感器的对比测试,得出测试温度与矫正温度的数据,并通过数据拟合的方式得出矫正公式,为常用温度传感器在高压下的矫正使用提供了合理的技术支持。