单磁耦合式压电振动俘能器的建模与试验

为实现高可靠性及宽频带振动能量的回收,提出了一种单磁耦合式压电振动俘能器。建立了俘能器的动力学方程,采用COMSOL仿真分析了磁铁水平耦合距离d、竖直耦合距离h及耦合角α对势能的影响;设计制作了样机,并进行了试验测试。试验结果表明,俘能器的势能曲线随水平耦合距离d减小由单势阱变为双势阱,且存在较佳的磁铁水平耦合距离（d=11 mm）,使双势阱的阱深适中、俘能器的固有频率减小、有效频带变宽;竖直耦合距离h增大对有效频带的影响较小,h≤2 mm时,相较于无磁耦合（NMC）降低了固有频率;仅改变耦合角α时,存在最佳参数组合（d=14 mm、h=6 mm、α=67.5°）使俘能器获得较低的固有频率（16 Hz）和较宽的有效带宽（19.6 Hz）,较无磁耦合时的有效带宽拓宽了6 Hz,进而提高了俘能器的发电性能。     

多振子压电发电机的输出特性

为提高多振子压电发电机的输出能力及有效频带宽度,从理论及试验两方面研究了各压电振子直接串/并联及经整流桥串/并联时的输出电压特性.结果表明,压电振子结构及数量相同时,经整流桥串/并联输出的电压及频带宽度均优于直接串/并联输出的电压及频带宽度,且压电振子经整流桥串联输出方式优于并联输出方式,其电压波动也较小.最后,制作了...     

飞秒激光沉积红外窗口类金刚石增透保护膜

脉冲激光沉积法是一种制备类金刚石膜(DLC膜)的新技术.总结了脉冲激光法制备DLC膜在激光源、脉宽、沉积气氛及薄膜掺杂等方面的发展趋势.建立了飞秒脉冲激光沉积DLC膜系统,在不同的沉积条件下(如:真空、氧气氛、掺硅等)开展了实验研究,阐明了不同沉积条件对DLC膜性能的影响规律.在硅、锗红外窗口上镀制了工程实用的DLC增...     

水平动载作用下桶基周围砂层液化特性的数值模拟

针对水平动载作用下桶基周围饱和砂层中液化度的变化和液化后的残余强度进行了数值模拟,分析了动栽特性和土性参数对砂层中液化度的影响,以及动载作用下砂层中孔压的累积和轴向应变的变化特性。获得了砂层在不同轴向应变破坏标准下的液化强度曲线,以及桶基周围砂层不出现液化的临界动载振幅值、液化出现的应变门槛值等数据。通过与饱和砂层动三轴试验结果的比较,文中计算结果与试验结果接近。     

基于TMS320F2000系列的空间矢量死区补偿算法实验研究

分析了三相逆变电路死区生成机理及造成的电压畸变,提出一种基于空间矢量脉宽调制(SVPWM)的预测电流死区补偿方法,并结合TMS320F2000系列内部可编程死区发生器的工作机理解决DSP因插入死区而导致有效脉冲丢失的问题.实验结果证明了理论分析的正确性和该方法的可行性及有效性.实验表明,软件控制简单、运算量小,适合用于三相逆变电路的死区补偿.     

基于MC13213的油田远程智能监控系统

分析了MC13213芯片的特性,即集单片机及射频于一身,也称“射频SoC（片上系统）”。论述了基于该芯片构建油田远程智能监控系统的原理及实际电路设计,包括终端监控部分以及基站部分设计;在温度采集电路中采用带有调平电阻的单电桥,提高了采样精度;在数据传输后采用了数字滤波的方法,提高了系统的抗干扰能力;该系统提高了油田系统数据采集与控制的速度和灵活方便性。应用结果表明：该系统运行稳定可靠,数据传送稳定可靠,具有一定的实用性和推广价值。     

基于压电简支梁拉伸调频的旋磁发电机

为提高旋转式压电发电机的可靠性以及拓宽其有效转速带宽,提出了一种基于压电简支梁拉伸调频的旋磁发电机。介绍了所提发电机的结构原理,研究了动磁铁数量、压电振子预压量等因素对发电机发电性能及固有频率的影响规律。试验结果表明：发电机在转速范围内存在多个使电压出现峰值的最佳转速,各个最佳转速的数值随预压量的增大而增大,且最佳转速的数量随动磁铁数的增加而减少;调节预压量可拓宽发电机的有效转速范围,如动磁铁数为8时,当预压量为0时,发电机仅在几个谐振点达到电压要求,当预压量为1 mm、3 mm、5 mm时,有效转速范围分别扩大至321~768 r/min、160~1 000 r/min、123~1 000 r/min;该发电机固有频率可在37.33~89.60 Hz范围内进行调整,对应的转速调节范围为280~2 632 r/min。     

金刚石膜及类金刚石膜的光学应用研究进展

金刚石膜及类金刚石(DLC)膜由于具有宽光谱透过率高、硬度高、摩擦系数小、化学稳定性好等优点,可以作为多种光学材料如硅、锗、玻璃、硫化锌、MgF2,HgCdTe,KCl等的增透/保护膜,起到抗磨损、抗腐蚀、抗潮解和抗氧化的作用.金刚石膜及类金刚石膜已被应用于太阳能硅电池、高功率CO2激光器窗口、潜望镜红外(IR)窗口、飞机前视红外窗口、导弹头罩窗口和宇航探测器等.总结了这一方面的应用和研究进展,展示了金刚石膜及类金刚石膜巨大的优越性与广阔的应用前景.     

可调频旋磁激励式压电发电机的设计与试验

为提高旋转式压电发电机的安全性与有效带宽,提出一种可调频旋磁激励式压电发电机,并从理论、仿真与试验三个方面对发电机的工作特性进行了研究。建立了压电梁在端部外载荷作用下的刚度/频率偏移模型,并通过仿真获得了刚度、动磁铁数量对发电机响应特性的影响规律。结果表明,压电梁刚度随端部拉/压力的增大而线性增大/减小,固有频率相应地提高且趋于平缓/降低且速率增大,而动磁铁数量将影响发电机的谐振峰数量与放大比。在此基础上进行了相关试验,试验表明,压电梁受拉伸/压缩都将提高发电机的固有频率并降低输出电压幅值,且受压时减幅更大;此外,动磁铁数量除仿真中影响因素外对发电机的固有频率也具有一定影响;通过改变动磁铁数量与调节量,实现了发电机固有频率在39.2～112Hz内的调整,最大频率偏移为185.7%。     

间接激励式压电风力俘能器

为提高环境监测自供电系统的可靠性及风速适应性,提出一种间接激励式压电风力俘能器,通过圆柱型壳体与风场耦合作用产生的涡激振动间接激励壳体内的压电梁振动发电,具有可靠性高、动态特性调节范围宽等优点。介绍了其结构及原理,并进行了理论和试验研究。结果表明:壳体质量、压电梁质量对风力俘能器输出性能都有较大影响;当俘能器总质量确定时,试验范围内通过增加压电梁质量,减小壳体质量可以有效提高压电俘能器的输出性能;此外,不同风速下存在最佳负载使输出功率最大,且本文试验范围内输出功率及最佳负载均随风速增加而增大,风速为28m/s、电阻600kΩ时所获得的最大输出功率为0.4mW。因此,应根据实际风速范围确定合理的压电梁质量/壳体质量以提高俘能器输出能力。