具有井下自发电及自传感功能的随钻测量新方法研究——以用于振动测量的井下摩擦纳米发电机为例

现有随钻测量系统的供电方式均有各自的适用条件,因此有必要探索新型的井下供电方式作为对现有方式的补充,或联合现有供电方式共同使用。摩擦纳米发电机源于接触起电及静电感应现象(即生活中常见的静电),具有发电机和传感器的双重功能。基于此,本文将摩擦纳米发电机原理引入地质勘探领域,提出了一种可用于井下自供电(也叫自发电)及自传感的随钻测量新方法,并以自供电式井下振动传感器的研制为例对该方法进行阐述,同时通过大量的试验验证了传感器的高信噪比及良好的发电特性,且进一步通过280℃范围内的高温测试表明了基于该方法具有研制超高温井下传感器及超高温井下实时发电机的优势。还指出了下一步的重点研究方向及其解决途径。     

渤海区域海上船载压裂输砂方式分析

随着近年来国内压裂技术迅速发展和压裂防砂设备能力逐渐提高,海上压裂施工也向着大液量大砂量的规模化发展。自2021年以来渤海湾中石油大港油田、冀东油田、辽河油田均加大了海上探勘开发的力度,低孔渗储层压裂越来越多,这些储层都需要通过压裂改造来落实产能,压裂规模大小制约着改造效果。影响压裂施工规模的各种因素之一就是支撑剂存储和供应问题。本文通过对渤海区域海上压裂输砂方式现状进行分析,研究海上大体量砂罐供砂、垂直螺旋供砂、管链式输送供砂、柔性绞龙螺旋供砂的优缺点,为改善当前海上压力支撑剂存储和供应情况提供借鉴参考。     

棉纺筒纱自动打包系统设计

为解决当前我国新疆地区棉纺织产业自动化程度低、生产效率低、人工成本高的问题，设计了一种棉纺筒纱自动打包系统。棉纺筒纱自动打包系统利用模块化设计思想，将整个系统分为筒纱包装模块、自动缝包模块和码垛储存模块，3个模块既相互独立又环环相扣，既便于日常维护与检修又能使系统整体平稳运转。对棉纺筒纱打包的工艺流程进行了说明，对3个模块的设计思想、具体功能、主要组成、电路设计等进行了具体阐述，对系统的性能指标进行了定义，并通过具体试验检验了系统性能，验证了系统方案的可行性。经试验模拟验证，筒纱包装模块包装的筒纱个数大于15个/min,工作效率可以达到75袋/h,码垛储存模块可完成至少75袋/h筒纱的码放储存工作。     

延展表面高分辨率形貌测量方法综述

当前，以高密度点云为目标的三维形貌测量正在取代传统离散坐标测量成为几何量测量的新发展方向。除了狭义制造环境，高密度点云提供的多空间分辨率特性在以高铁、飞机、隧道为代表的机械装备、大型工程运行状态监控领域同样显现出广泛的应用前景。但与制造场景中静态条件下的点云形貌测量问题不同，对于处于服役状态的被测量对象，相关测量需求表现出点云需要伴随运动高速连续延展、高分辨率获取等新特点，所形成的延展表面测量新问题对传统测量方法提出了严重挑战。以线阵CCD、CMOS为代表的一维图像传感器可在运动状态下快速连续成像，为三维形貌测量系统提供满足高速、连续、高密度等测量要求的硬件潜力，近年来得到了持续发展和广泛关注。对基于一维图像的延展表面高分辨率形貌测量方法及涉及的参数标定、一维图像匹配、多传感器布局与同步、运动误差补偿等关键技术进行综述，并探讨它们未来可能的发展方向。     

基于时域可区分特征的双飞秒激光多目标绝对距离测量

伴随当前航空、航天、大型科学仪器智能制造场景下多环节、多过程、多装备制造工艺与制造信息不断融合优化，正推动长度测量需求从传统局部、单参数、离线、分时测量快速转变为全局、多目标的在线、实时、同步测量，现有激光测距方法受到原理限制，在精度、实时性与并行能力等方面面临瓶颈。本文提出了一种基于飞行时间法的双飞秒激光多目标绝对距离测量系统，设计特定的光纤分束方案，使飞秒激光光源同时到达多个目标，并构造时域可区分特征匹配多组脉冲，携带距离信息的脉冲经强度互相关模块后进入FPGA数据处理单元，实现多路绝对距离的实时解算，并完成系统的集成化设计。实验表明系统在2 kHz的更新速度下阿伦偏差评定的测量精度优于10^-5 m,与干涉仪对比的测距偏差小于4μm,在此基础上，搭建平行光路结构实现多自由度的同时测量，测量偏差优于5″。     

高灵敏度网状石墨烯微弱压力传感器的研究北大核心

为了改善微弱压力传感器的灵敏度，利用微结构来产生压阻效应的方法，制备出一种性能优异的压力传感器。研究了三种不同结构的石墨烯压力传感器，并设计和研究了石墨烯压力传感器的版图结构、工艺制备流程和材料表征。最后，对三种不同结构的石墨烯压力传感器进行了灵敏度测试。实验结果表明，网状结构的石墨烯压力传感器具有较高的灵敏度，在低压强下(0～200 Pa)的灵敏度可达到0.303 kPa-1,最低可检测到24.5 Pa的压强。该网状结构的石墨烯压力传感器是一种可以感知微弱压力变化的高性能压力传感器。