一种消除AFM中悬臂梁横向扭转串扰误差的修正技术

串扰效应始终存在于原子力显微镜(AFM)的测量过程中,并影响其测量精度.在对串扰效应的产生机理进行分析,并建立了悬臂梁形变与光斑位置检测器(PSPD)输出信号之间的数学关系的基础上,提出了一种可消除横向扭转串扰影响的修正方法.在该方法中AFM系统可由输出信号直接获得悬臂梁的实际形变量,进而获得原子间作用力的实际值,并通过保持作用力的恒定对样品进行测量.该方法可有效地将悬臂梁扭转导致的纵向信号的变化从系统测得的纵向信号中剔除出去.仿真结果表明,在恒力接触模式下,串扰效应严重影响测量结果,导致测量误差,且针尖.样品夹角导致的串扰效应比摩擦力导致的串扰效应更严重.为验证本文方法消除串扰效应的效果,在应用该修正方法前后分别对标准梯形样品进行测量.实验对比结果表明,在普通恒力接触模式下的样品表面最大测量误差范围为21.2 nm～32.0 nm;对串扰效应进行修正后,最大测量误差范围降低至5.5 nm～10.2 nm.这表明该方法可有效降低AFM中串扰效应导致的测量误差,提高其测量精度.     

基于物元模型的电力变压器故障的可拓诊断方法

为了提高传统的油中溶解气体分析的诊断能力,提出了一种定性与定量相结合的电力变压器故障的可拓诊断方法。首先基于可拓学中的物元理论,建立了定性地描述电力变压器故障诊断问题的物元模型;其次引入可拓集合中的关联函数,根据故障特征定量地计算故障发生的程度;最后以195台次电力变压器为例验证了该方法的有效性。结果表明该方法能够克服IEC三比值法中无法诊断多重故障和无匹配的故障编码的不足,且具有更高的诊断准确率。     

恒流堵塞器的建模和参数分析

恒流堵塞器是油田分层注水系统中的重要部件,在注水压力和地层压力变化时,它可以保证注水流量基本不变,从而达到恒流注水的目的。文中利用物理系统建模的通用方法—键合图法建立了恒流堵塞器的模型,通过仿真软件20-SIM进行了仿真,并且分析了物理参数对性能的影响。     

基于膜分离的变压器在线DGA结果准确性的提高

研究了油气分离膜对变压器油中溶解气体分离的过程,分析了气体渗透过程中渗透时间及温度变化对DGA(溶解气体分析)测量结果的影响.提出了提高测量结果准确性的算法,同时给出温度对测量结果影响的表达式.构建了基于Teflon膜与电化学气体传感器的实验系统,利用提出的算法对测量结果进行修正,在与离线实验室气相色谱(GC)的测量结果对比表明采用该算法及进行温度补偿后的DGA结果的准确性得到提高.     

基于欠膨胀射流的SiO2/环氧树脂纳米复合材料制备方法研究

为实现在不添加分散剂的情况下将纳米粒子均匀分散在液相物料中,提出了一种基于欠膨胀射流的液相物料纳米粉添加分散方法.该方法利用欠膨胀射流将纳米粒子以气-粉微气泡的形式分散到液相物料内部,并利用微气泡受高频挤压爆破释放的能量,以及气泡膨胀过程产生的超声波效应和高拉伸场效应来实现纳米粉在液相物料中以纳米尺度粒子分散.设计了相应的分散系统,进行了无分散剂下纳米SiO2/环氧树脂添加分散实验.通过TEM和Tg测试对实验样品进行了表征,结果表明,分散相粒径在15～30nm之间,SiO2纳米颗粒均匀地分散在环氧树脂中.Tg温度比只经过一般高速机械搅拌得到的复合材料提高了约18℃.该方法解决了SiO2纳米粉颗粒在环氧树脂中的团聚问题.     

使用原子力显微镜测量刻线边缘粗糙度的影响因素

为了满足微电子制造技术中不断提高的刻线边缘粗糙度测量与控制精度的要求,对使用原子力显微镜(AFM)测量刻线边缘粗糙度的影响因素进行了研究.基于图像处理技术从单晶硅刻线样本的AFM测量图像中提取出线边缘粗糙度,并确定出其量化表征的参数.然后,根据线边缘粗糙度测量与表征的特点,对各种影响因素,包括探针针尖尺寸与形状的非理想性、AFM扫描图像的噪声、扫描采样问隔、压电晶体驱动精度、悬臂梁振动以及线边缘检测算法中的自由参数等进行了理论和实验分析,并分别提出了抑制及修正的方法.研究表明,在分析各种可能导致测量误差的影响因素的基础上,消除或减小其影响,可以提高刻线边缘粗糙度测量的准确度,为实现纳米尺度刻线形貌测量的精度要求提供理论与方法上的支持.     

AFM轻敲模式中微悬臂振动的研究

针对原子力显微镜AFM（Atomic torce microscope）在轻敲工作模式下微悬臂在谐振频率附近振动的问题，依据振动学理论和仿真分析的方法，建立了微悬臂的振动模型，仿真出了微悬臂前几阶的振动模态。得到了在保证振幅不变的情况下微悬臂各参数与其自由端偏转角的关系，指出了轻敲模式下减小AFM测量误差的方法。     

一种能跨变压器台区的电力远程抄表系统

采用过零调制技术,利用数字差分、匹配滤波、纠错编码方法处理接收数据。系统具有较强的抗干扰能力,可实现跨配电变压器台区的远距离抄表,适合中国电网特点。     

基于光声光谱的变压器油中溶解气体监测系统

油中溶解气体分析技术可有效发现变压器的潜在故障,设计的基于气体光声光谱检测原理的变压器油中溶解气体检测系统,可对溶解于变压器绝缘油中的CO和CO2的体积分数进行检测.系统采用红外光源,窄带滤光片,小体积非共振式光声池与驻极体麦克风进行测量,其中斩波器的调制频率为15Hz,其对CO体积分数测量的极限灵敏度为3 ×10-6,对CO2的体积分数测量的极限灵敏度为10×10-6.该系统在满足变压器油中溶解气体分析与判断导则的同时,拓展了变压器油中溶解气体的测量手段,对维护变压器安全运行具有积极意义.