Noncontact laser ultrasonic inspection of Ceramic Matrix Composites (CMCs)

Ceramic matrix composites (CMCs) are poised to revolutionize jet engine technology by enabling operation temperatures well beyond those possible with current superalloys, while reducing active cooling requirements and engine weight. Manufacturing of parts formed by silicon-carbide (SiC) fibers in a SiC matrix is now well advanced, with the first non-structural static components entering service in 2017 with the CFM Leap^® engine that uses SiC/SiC turbine shrouds. In order to expand the scope of application of CMCs to rotating parts, such as turbine blades, much work is being conducted to understand and characterize the modes of failure of these materials at temperatures beyond $\sim 1100°\mathrm{C}$. In this context, the ability of nondestructively monitoring the formation and progression of damage in CMCs specimens during high-temperature mechanical testing is critical. However, the elevated temperature precludes the possibility of using sensors placed in direct contact with the specimen and therefore severely restricts the range of available NDE techniques. This paper provides the first experimental assessment of the feasibility of noncontact laser ultrasonic inspection of SiC/SiC flat coupons. An Nd: Yag laser is used to excite ultrasonic waves on one side of the specimen while a Michelson interferometer detects the signals emerging on the other side at the epicenter position. The lasers are mounted on synchronized linear stages to form C-scans as in conventional immersion ultrasonics while ablation damage to the surface of the specimen is prevented by operating the lasers at low power density. Despite the complex microstructure of the SiC/SiC material it is found that the measured waveforms are remarkably similar to those observed when conducting the same tests in aluminum specimens. Moreover, it is shown that it is possible to image interlaminar defects caused by impacts, and monitor crack opening under tensile load. Finally, very good signal stability is observed when temperature is increased from 25 to 1250 °C which confirms the feasibility of laser monitoring at high temperature and is consistent with the good thermal stability of ceramic materials.     

超声多普勒谱修正的油水两相流流速测量

针对水平管道油水两相流流速的无扰动测量问题,提出一种基于超声/电学双模态传感器的流速测量方法。测量系统由连续波超声多普勒传感器和基于电容与电导的电学传感器构成,分别用于获取两相流流速和分相含率。由于连续波多普勒的测量区域集中于管道中心,受流速剖面、含率分布影响,所测得流速并非流体的总表观流速。在假设含率分布满足高斯分布的前提下,建立相含率加权的多普勒能量谱模型,将含率分布的影响因素引入总表观流速的测量,并建立总表管流速和分相表观流速的计算模型。在试验基础上,分别确定水连续和油连续时总表观流速计算模型的参数。试验表明,通过模型计算出的表观流速与实际测量的流速能够较好吻合,总表观流速的相对误差小于6.32%,分相表观流速的方均根误差小于5.64%。     

超声波辅助水酶法提取大豆油的研究

以全脂大豆粉为原料,采用超声波辅助水酶法提取大豆油,并对其中的超声波处理条件和酶解条件进行研究,经单因素实验与正交实验,确定水酶法提取大豆油的适宜酶解条件为:料液比1∶ 6,酶用量2.0%,pH 9.0,酶解温度55 ℃,酶解时间4 h.在此条件下大豆油提取率为73.56%.水酶法提油前对全脂大豆粉进行超声波预处理,可有效提高大豆油提取率.在超声波温度50 ℃,超声波功率400 W下处理15 min可将大豆油提取率提高至86.13%,比未经超声波预处理的高出12.57%.     

基于无线技术的齿轮箱温度在线监测系统

针对复杂环境下温度在线监测的要求,提出了基于无线技术的监测系统的基本框架,简要论述了系统的硬件组成和软件设计,重点讨论了编码和解码流程及分址传输的方法．实践表明该系统运行稳定,为解决齿轮箱的温度在线监测提供了可行的方案。     

基于RTL8139D（L）控制器的工业以太网接口设计

对工业以太网接口进行了研究,利用Reahek公司的网络控制器RTL8139D（L）,从初始化、发送和接收等几个步骤进行了工业以太网接口的软件设计。形成了控制系统与外界数据进行实时、方便、可靠的信息交互的通路。从实际应用分析情况来看,硬件功能完全能达到工业以太网络的通信标准。     

超声波处理对结缔组织胶原蛋白和肉嫩度的影响

近年来,有许多研究报道了超声波在肉嫩化中的应用.超声波处理对肉质构的影响主要是由于超声波直接或间接的"空化效应".本文综述了超声波技术在肉类工业中的应用,主要阐述了不同频率和强度超声处理对肉"背景硬度"-肌内结缔组织及胶原蛋白特性的影响;同时,预测了超声波技术在肉类工业中的应用.     

高强度超声作用下鲢鱼肌球蛋白的结构及流变学特性变化

以鲢鱼为原料提取纯化肌球蛋白,研究不同高强度超声处理条件（100、150、200、250 W分别超声3、6、9、12 min）下肌球蛋白链构象、二级结构及流变学特性的变化。结果表明：超声处理会降低肌球蛋白的低温自组装程度,使样品的零剪切黏度逐渐降低、流动性增大,并诱导肌球蛋白α-螺旋向较为松散的β-折叠和无规卷曲结构转变,促使包埋在分子内部的活性基团暴露出来。该结构变化有利于升温过程中分子间的交联,并降低凝胶化温度,适当的超声条件（100、150 W处理12 min）可提高肌球蛋白的凝胶形成能力,而超声功率过大（200、250 W处理12 min）则会降低其凝胶形成能力,选择适当的超声条件对鱼糜凝胶加工十分重要。     

超声制浆工艺对冷冻干燥豆腐制备及品质的影响

研究不同超声功率（0、100、200、300、400、500 W）对冷冻干燥豆腐制备及品质的影响。豆浆的粒径分布测定结果表明：当超声功率为0～300 W时,豆浆的平均粒径随超声功率的增强而逐渐降低,当超声功率大于300 W时,豆浆的平均粒径逐渐升高,这表明适宜的超声处理可以使豆浆中的聚集物减少,超声功率过高会使豆浆内蛋白质发生聚合;质地剖面分析测定结果表明冷冻干燥豆腐复水后其硬度、弹性、黏聚性、咀嚼性均较鲜豆腐显著增大（P＜0.05）,说明冷冻过程使蛋白质发生变性;扫描电子显微镜和复水率测定结果表明适宜的超声处理可使冷冻干燥豆腐内部孔洞分布均一、孔径变小。因此,采用超声功率为300 W、超声时间为10 min的制浆工艺可以制备出质构特性好、复水率高的冷冻干燥豆腐。     

超声辐射碳酸钾催化Knoevenagel反应及4H-色烯的合成

在超声辐射下,无溶剂K_2CO_3催化芳醛与氰基乙酸酯发生Knoevenagel反应合成4种2-氰基肉桂酸酯和6种4H-色烯衍生物。实验结果表明:当苯甲醛与氰基乙酸甲酯用量各为10 mmol,无水碳酸钾用量为1 mmol,超声功率为150 W,室温下反应30 min以94.6%高产率得到2-氰基肉桂酸甲酯;推电子基的4-取代苯甲醛与氰基乙酸酯的缩合产率明显下降。当水杨醛用量为10 mmol,氰基乙酸乙酯用量为22.5 mmol,无水碳酸钾用量为0.1 mmol,超声功率为250 W,30℃下反应20 min以91%产率得到4H-色烯衍生物;推电子基的5-取代水杨醛则不能反应。产物结构通过熔点测定、IR和1H NMR进行表征。