输电线路交叉跨越三维模型算法的研究与应用

为准确定位交叉跨越点、计算交叉跨越距离,基于悬链线方程,建立了输电线路交叉跨越三维计算模型。通过实际测量,验证了模型的准确性和实用性,为交叉跨越距离测量和在线监测系统提供了可靠的算法支持。     

基于金属亚波长光学结构窄带滤色片的研究进展

窄带滤色片是一种在可见光波段选择性地反射或者透射特定波长的可见光而呈现不同颜色的常用光学元件,在液晶显示、光通信、传感探测和成像等多个领域得到广泛应用。综述了金属亚波长光学结构窄带滤色片的研究进展。根据结构形式的不同,将金属亚波长窄带滤色片进行了划分,主要包含了平直金属亚波长薄膜结构、金属-介质-金属腔结构、金属孔或颗粒阵列结构、金属光栅与其他结构组成的复合结构等类型。依次总结出了这些不同类别金属亚波长窄带滤色片器件的工作原理及近些年来所取得的研究进展。此外,还介绍了基于Fano共振原理的金属亚波长窄带滤色片,这类器件可以实现半峰全宽小于10 nm的超窄带滤色效果。     

基于金属介质交替膜超材料窄带滤色片的性能优化

超材料窄带滤色片由于结构紧凑、体积小、制备工艺简单和成本较低等优点,其常被用于光电探测和成像系统等领域。利用银和二氧化硅交替膜制备的周期性超材料狭缝阵列,实现了在可见光范围中心波长可调的窄带过滤颜色性能。研究了狭缝宽度、狭缝周期、金属银膜厚度与介质层厚度之间的比值和超材料厚度对该滤色片透射性能的调控规律,得到了具有较高透射效率且中心波长可调的窄带滤色片。最终实现半峰全宽17～30 nm、透射率约50%、在可见光500～760 nm波段实现中心波长可调且色纯度较好的滤色片。该结果为新型窄带滤色片的设计提供了崭新的思路。     

温度对全钒液流电池性能的影响

全钒电池的传热参数优化和电堆温度分布的研究,对提高全钒电池的性能和可靠性起着重要的推进作用。基于对流传热的原理,提出了一个关于全钒液流电池系统的热模型,通过对不同流量和传热系数下全钒液流电池温度分布的研究,得到全钒电池电解液罐温度和电堆温度之间的关系。利用Fluent模拟仿真不同流量下电堆中电解液的温度分布。仿真结果表明,系统的对流换热参数和电解液流量是影响温度分布的重要因素,在该电池配置下电解液流量为90 cm3·s–1时,电堆的温度分布均匀,此时的电池性能较好。     

激光功率对Fe-Si-B激光熔覆涂层微观组织与性能的影响

选取工业化生产的Fe-Si-B粉末为原料,采用激光熔化沉积技术分别在800、1000和1200 W的激光功率下在45钢基体表面制备了致密的Fe-Si-B熔覆层。采用X射线衍射分析仪、差示扫描量热仪、光学显微镜、扫描电镜、显微硬度仪研究了激光功率对熔覆层微观组织与性能的影响。结果表明:制备的Fe-Si-B熔覆层均由(Fe,Si)树枝晶以及Fe2B与(Fe,Si)的片状共晶组织构成,其中(Fe,Si)树枝晶数量与尺寸均随熔覆功率的增加而增加;熔覆层硬度随熔覆功率的下降而提高,最高可达(726±10)HV0.5,为基体的3.7倍,取得了良好的表面强化效果。     

基于光散射法对烟尘浓度的在线监测研究

通过分析粉尘颗粒对激光的散射特性,结合粉尘排放实时测量技术,基于光散射法建立了一套激光粉尘自动测定系统用以测量工业生产烟道中粉尘的浓度。运用该系统对山西铝厂回转窑烟道中不同浓度的Al2O3粉尘进行实时监测,实验数据与等速抽滤采样法标定结果比较误差不超过15%,结果表明,所设计的装置能用于工业生产作业场所粉尘浓度的监测。     

基于无线网络的井下人员快速定位系统研究

为了可以实时获取井下工作人员位置、环境状态等信息,设计了基于无线通信网络的井下人员快速定位系统。将RSSI算法应用于井下特殊环境,同时设计了三边测量校正方法。推导了人员定位数学模型,仿真分析了影响测距精度的两个重要参数。实验采用不同距离条件下的3个信标点测试移动点(人员)随距离变化入网后的具体位置,结果显示,直线巷道300 m内掉包率为0,弯道巷道200 m内掉包率为0,50 m内人员随机入网人员定位精度满足1 m的设计要求。     

形状各向异性对垂直磁隧道结磁化动态的影响

纳米磁性结构内磁矩翻转动态特性对于磁存储以及自旋电子学的研究具有十分重要的意义。基于Landau-Lifshitz-Gilbert(LLG)方程,研究了垂直磁各向异性(PMA)磁隧道结(MTJ)的自由层尺寸及磁矩倾角对磁矩翻转动力学特性的影响。具体讨论了宏自旋(Macrospin)模型中自由层的形状和尺寸对磁矩翻转特性的影响,给出了自由层磁矩翻转时间与阈值电流密度随自由层长度、厚度变化的特征。同时也分析了自由层磁矩倾角对磁矩翻转时间及阈值电流密度的影响。结果表明,在垂直MTJ结构中,小的磁矩倾角及合适的自由层长厚比可以大幅度地缩短磁矩翻转时间及减小所需阈值电流密度。     

硅谐振式压力传感器双频合成与误差补偿研究

由于新型双"H"型硅谐振式压力传感器与传统振动筒式和单梁硅谐振式等压力传感器在新旧替代方面存在冲突,基于GD32单片机定时器计数和中断定时技术,研制了一种双频率采集合成系统。该系统搭建了基于GD32F405RGT6单片机多个定时器同步计数电路,实现双频20 ms同步采集。在此基础上,提出了一种单片机定时器定时中断控制I/O口翻转电平从而输出方波的数频转换方法,并设计了一种双频率合成误差补偿方案,使双频合成最大理论误差从51.15 Pa减小为0.127 9 Pa。实验结果表明,在大气环境-45℃~+85℃、大气压力2~266 kPa条件下该系统可正常工作,输出单频范围为4~10 kHz,双频采集合成误差均小于传感器测量量程的0.005%。该系统数字电路板体积小,可以集成到新型双"H"型硅谐振式压力传感器电路中,很好地满足了大气压力检测监控用硅谐振式压力传感器双频率采集合成输出的要求。