基于虚拟仪器的水下发射器冲击波测试

针对水下发射器发射时冲击波的特点,组建了一种基于虚拟仪器技术的水下冲击波参数测量系统,阐明了系统工作原理、实现方法及系统的硬件和软件结构;利用该系统实现了水下冲击波特征参数的测量,并对冲击波的传播的特点及应力分布特性进行了研究.     

一种分布式原油储罐油水界面监测系统设计

针对采油厂原油储罐油水界面参数自动化测量的技术需求,在介绍电容法测量液位原理的基础上,给出了一种矩阵式分布的微电容串组结构的油水界面测量仪的设计方法,探讨了测量结果的阵列数据获取界面参数的数据分析方法,并借助RS485通信网络实现了原油储罐油水界面的分布式测量;详细阐述了该分布式测量系统的组成、通信协议和主要程序流程;实际应用结果表明,该系统测量精度可达到≤10cm,工作可靠,可以在生产过程中发挥积极作用。     

基于C8051F064的电脑抗张试验机的研制与开发

以C8051F064单片机为核心,研制了一种电脑抗张试验机,用来测量纸张的抗张力和抗张强度。系统主要由传感器、日历显示芯片、步进电机、液晶电路等构成。文章给出了试验机的设计思路和测量方法。测试结果表明,该试验机测量精度高,能够显示测量值的大小,并提供了一个友好的人机对话界面。     

深水储油装置油水界面监测系统的设计

针对水下储油设施尺寸大、液位测量量程范围大的特点,设计了一种水下大量程范围油水界面监测系统。该系统采用主测量方法和辅助测量方法两种方法实现监测。主测量方法采用分段测量法:采用导波雷达液位变送器来监测油水上界面位置;采用采样分析法来监测油水下界面位置。辅助测量法则通过测量储油装置内部固定两点的差压值来判断油水界面的位置。两种测量方法相互补充,实现了对水下大量程范围油水界面的准确监测,确保了对油水界面的适时控制,既保证了外输原油品质,也避免了对海洋环境的污染。该系统解决了现有油水界面测量方法无法实现水下大量程范围油水界面监测的技术难题,对深水储油技术的发展具有重要的意义。     

自检式冲击波参量检测系统设计

针对冲击波参量检测与系统可靠性问题,设计了一种带自检功能的冲击波参量检测系统。传感头采用自发光式光纤镀膜探针,光纤探针在冲击高压下发光,并通过高速光电转换与示波器记录冲击响应信号,实现对冲击波参量检测。将激光脉冲耦合入传感光路,通过检测激光脉冲在镀膜光纤探针端面镀膜层的反射脉冲信号实现系统自检。详细介绍了镀膜光纤探针、高速光电转换电路及半导体激光器脉冲驱动源的设计与实现。进行了TNT爆轰驱动条件下冲击波到达时间的测量,实验结果表明：整系统的冲击波响应信号前沿小于5ns,测量不确定度小于3ns,为爆轰物理和冲击波物理实验中冲击波参量检测提供了一种可靠有效的测试手段。     

基于平面阵列电极传感器的ECT系统设计

设计了基于平面阵列电极传感器的电容层析成像(ECT)系统.由平面阵列电极传感器ECT系统和计算机成像界面组成,采用电容的边缘效应测量原理,对复合材料的损伤、缺陷进行检测.结果表明:在介电常数ε=3.5的玻璃块材料为被测对象的条件下,得到的ECT图像分辨率高、伪影少.由此表明:该系统是一种简单有效、图像重建效果优良的无损检测(NDT)系统.     

微型化绝对辐射计前置锁相放大系统的设计

长春光机所研制的绝对辐射计根据光电等效原理,用可精确电功率实时定标未知的入射光辐射功率;辐射计采用金刚石片做衬底,利用MEMS技术在金刚石片上集成了加热丝、热敏电阻,金刚石片和热沉之间产生温差,该温差可通过电桥电路测量;文章介绍一种应用于微型化的新型绝对辐射计前置锁相放大系统,该系统采用锁相放大的方法,通过交流电压激励电路可以消除传统绝对辐射测量的直流误差和由于器件温度漂移引起的误差,同时抑制交流频率外的噪声,信噪比提高了10dB,使新型电替代辐射计的绝对定标精度得到很大的提升。     

热电堆型总辐射传感器设计与温漂误差修正

总辐射是气象探测、太阳能资源利用等领域中的一种重要测量参数。针对环境温度会影响总辐射测量准确度的问题,提出了一种基于热电效应的总辐射传感器设计,利用计算流体动力学方法对该传感器探头进行了流-固耦合传热分析。设计了一种高精度温度测量电路,搭建了测试平台,对-20℃~40℃范围的传感器温度特性进行了测试,并提出了一种利用BP神经网络算法消除环境温度引起的总辐射测量误差的方法。实验结果表明,该热电堆型总辐射传感器的读数精度可达2.79%,在气象探测、光伏电站等领域具有一定的应用潜力。     

无人驾驶飞机机载传感器数字化研究与应用

综述了几种不同型号的无人驾驶飞机机动数字式大气数据传感器测量系统的应用研究，着重介绍了一种小型数字式高度－空速测量系统的实现方法．该系统由小型硅压用传感器和微处理器组成，可以满足研制中的小型无人机机载数字式自动驾驶仪的要求．这种测量系统体积小、重量轻、性能价格比高，可望在其它低成本无人驾驶飞行器上得到广泛应用．     

发散式冲击波能流密度的测定

发散式冲击波作为一种新兴的医疗技术,在骨科、运动医学等领域具有独特优势,然而目前缺少统一的指标用于表征其临床治疗强度。在分析了发散式冲击波产生原理的基础上,提出将能流密度作为其临床治疗强度的评价指标。搭建高精度水下动态压力测量系统,对发散式冲击波的压力波形进行测定,再利用激光多普勒测振仪对波源的振动波形进行精准测量,对比两者,验证了实验系统所测压力波形的正确性。最后根据测得的压力波形计算能流密度,将其作为冲击波强度的表征指标,有效减少了同时调节多个参数的盲目性。该研究对其临床应用具有重要意义。     

编织复合材料预制件花节长度的自动化测量系统实现

花节长度是复合材料编织体的一种重要的参数,为了进一步研究三维编织复合材料的性质,提出了一种可行的、能够自动测量三维编织复合材料预制件花节长度的技术,实现了一套自动化的测量系统;系统的实现基于一种小波变换的多分辨率分析,整个过程完全自动化并且与图像象素点的灰度值信息、象素点的小波变换的模极大值密切相关,并通过在碳纤维和玻璃纤维预制件上进行实验,得出了编织花节长度的不均衡能够影响预制件及其复合材料的机械性能的结论.     

Numerical computation of a thermal shock wave in He II

The application of a direct numerical computation to superfluid phenomena was attempted. The propagation of a thermal shock wave was numerically simulated by applying a finite-difference method to the two-fluid equation for superfluid helium (He II). Typically, three types of thermal shock waves, namely a frontal shock, a back shock and a double shock, are well simulated, all of which grew from a finite-amplitude second sound wave. The result, however, suggested the necessity for introducing the effect of the interaction of a shock with a tangled mass of quantized vortices to the governing equation in the breakdown state, i.e. in the superfluid turbulent situation. The effect was taken into account on the basis of the Gorter-Mellink mutual friction formula, or on the basis of the equation of the vortex line density evolution proposed by Vinen. The computational results were found to agree qualitatively with experimental data.     

Nonequilibrium kinetics in oxygen dissociation behind a shock wave front

The processes of thermally nonequilibrium chemical kinetics in shock waves with no equilibrium between translational and vibrational degrees of molecular freedom are examined. Equations describing thermal nonequilibrium are presented. The calculations show considerable divergence from thermal equilibrium behind the shock wave front both in stationary and nonstationary conditions.     

C/SIC复合材料结构动态特性研究

针对C/SiC轻质复合材料结构,将三维编织C/SiC复合材料看作是组分材料的空间结构物,由有序的细观结构单胞叠合而成.采用细观结构单胞作为离散单元对三维编织复合材料结构进行宏观网格剖分,利用有限元方法研究复合材料悬臂板动态特性.计算结果与理论值符合较好.     

WLAN技术在静爆威力测试中的应用

冲击波测试中测点分布数量较多,难以集中管理以及监测各测点的状态存在困难,并且测试参数一旦设置好在现场难以更改。针对以上问题,设计了基于WLAN技术的冲击波测试系统。建立了能有效覆盖各测试节点的无线网络,实现了所有测点远程集中管理、运行状态监测以及测试数据无线传输,并且可现场设置节点测试参数,以适应测试环境的变化,提高了系统的灵活性。设计了硬件电路和软件时序相结合的方法智能管理节点无线模块,有效降低了系统功耗并实现了可循环进行多次不同的测试。采用多参数组合的负延迟分区存储数据的方法,有效获取了完整的冲击波信号并减少了随机触发前的冗余数据。系统参加了多次弹药测试实验,验证了系统的稳定性、可靠性。     

Shock response analysis on thermal stick–slip phenomenon in hard disk drive

We measured and calculated shock responses due to the thermal stick–slip phenomenon in hard disk drives. We first measured the stress wave propagation and found that a stress wave travels over the entire top cover of the drive in 30?μs at two velocities: 4.66 and 2.97?km/s. These are the velocities of longitudinal and distortional waves in a plate, respectively. The position error signal responded in 55?μs after the thermal stick–slip phenomenon happened. We then conducted a numerical analysis of wave propagation. The resultant stress wave propagation and the position error corresponded well to the measured ones. We found that the propagation path which leads overwriting on adjacent tracks is through the actuator to the head, not through the spindle motor to the disk. We concluded that stress waves can be detected with a shock sensor before they arrive at the head if the sensor is located at the pivot bearing or the actuator, which are on the propagation path.     

冷却器在瞬态工况下的温度场与热应力分析

针对冷却器在发电厂寿命期内频繁承受热冲击作用而导致设备出现疲劳破坏问题,用ANSYS建立设备管程结构温度场和应力场分析模型,计算瞬变热冲击工况下结构的热应力,并按ASME标准对设备的疲劳强度进行评定.数值仿真结果可明确冷却器裂纹产生的主要原因和部位,为结构的安全性改进提供参考.     

水下低功耗变频数据采集系统的设计

介绍了水下爆炸;中击波的概念特征和气泡脉动理论,根据此特征确定了水下冲击波超压测试系统的测试原理、采样参数等。系统将压力传感器、适配电路、A／D转换器、触发控制电路、通讯接口及电池紧凑封装在密闭、防水、坚固的钢壳内,构成一种可相对独立工作的便携式水下冲击波超压测试仪。该系统具有小体积、微功耗、采样频率高等特点,具有抗干扰性强和无需电缆引线的优点,特别适宜于大范围多测点的试验场合。     

Numerical study of an explosion in a non-homogeneous medium with and without magnetic fields

A version of the two step Lax-Wendroff difference method with second order accuracy is used to seek solutions of the unsteady magnetohydrodynamic (MHD) equationsfor the study of an explosion in a non-homogeneous medium with and without magnetic fields. The explosion is initiated by introducing a finite amount of energy in a small volume of gas which leads to an instantaneous increase of gas temperature. Two types of magnetic field configurations (i.e. open and closed) are considered to illustrate the dependence and differences of magnetic and a non-magnetic flow motion. Numerical results show the strong dependence of induced MHD flow field on the magnetic field configuration and strength. The development and decay of the fast and slow MHD shock waves, as well as the ordinary gasdynamic shock waves, are also represented well by the present computer simulations. In conclusion, we have demonstrated that the numerical scheme we have used is a reliable one for studying 2-dimensional MHD problems in non-homogeneous medium.