PCS亚微米及纳米颗粒粒度测量仪的研制

介绍一种利用光子相关光谱技术进行亚微米及纳米颗粒粒度测量的PCS粒度仪的工作原理和设计。     

颗粒动态散射光分形特征的提取及温度影响

颗粒的动态散射光信号具有分形特征,通过对其分析可获取颗粒粒径的信息.本文研究了颗粒动态散射光的波动及其分形特征的提取,并通过对颗粒平移扩散系数的分析,研究了温度对动态散射光分形维数的影响.采用粒径为60nm、90nm、200m、300nm、450m的标准聚苯乙烯颗粒进行了实测,分别求取了不同温度下颗粒动态散射光信号的分形维数.实验结果表明,当颗粒粒径相同时,温度越高,分形维数越大;当温度相同时,粒径越小,分形维数越大.     

MM74HC4046在高频感应加热电源中的应用

感应加热逆变电源已广泛用于金属熔炼和金属表面热处理.对于微小工件的表面淬火,要求频率高,功率也比较大.为了满足这些要求,介绍了采用高速场效应管组成的频率为1MHz、输出功率为5kW的感应加热逆变电源,利用高速锁相环MM74HC4046,实现频率跟踪与功率自动控制.实验结果表明,研制的样机已达到了设计要求.     

基于加权均值人脸的多姿态人脸识别

针对姿态变化人脸问题,本文提出一种加权均值人脸的概念。根据人脸姿态变化时左右摇摆角度的变化,首先定义了构建均值人脸时每幅姿态变化人脸权值的计算方法,并提出加权均值人脸的构建方法。然后,结合姿态人脸的俯仰角度变化,将姿态变化人脸划分为俯视、平视和仰视三个层次,针对每个层次构建加权均值人脸,形成加权均值人脸矩阵。最后,针对加权均值人脸矩阵存在数据冗余的问题,采用改进的局部保持投影算法进行深层特征提取,获取关键识别信息。实验结果表明,本文所提方法能有效提取俯仰变化和左右摇摆变化情况下人脸的关键信息,使识别效果得到较大改善。     

半导体位置敏感探测器新型结构研究

在分析半导体光电位置敏感探测器(PSD)二维枕形结构特性的基础上,采用光敏面与边缘区域分别注入不同离子剂量的方法,研究了一种PSD新型结构,这种结构的PSD边缘采用了带宽很窄的正方形状的离子注入电阻带形式,输出电极附加了一个较小的正方形框架作为阳极,通过在PSD边缘电阻带中注入较高离子剂量的元素,改变PSD边缘电阻带的电阻和有效感光面区域电阻的比值;实验模拟结果显示:新型结构的PSD可获得较高的位置分辨率、较大的有效光敏面积以及较小的非线性。     

基于双光纤布喇格光栅的液位传感器

设计了一种基于双光纤布喇格光栅的新型液位传感器,导出了双光纤布喇格光栅的波长漂移差与液位的关系.圆盘上受到的液体压力导致等腰三角形悬臂梁变形,从而导致安装在悬臂梁两边的光纤布喇格光栅的布喇格波长漂移.通过检测两个布喇格光栅的波长漂移差,得到被测液位.双光纤布喇格光栅通过补偿温度效应,解决了光纤布喇格光栅传感器的交叉敏感问题.该液位传感器的动态测量范围为2～3 000 mm.实验表明,双光纤布喇格光栅的中心波长随液位的增加分别向长波和短波方向漂移,而带宽几乎不变,实验和理论符合较好,该设计方案是切实可行的.     

多tau光子相关器中自相关函数的归一化方法

提出了采用每个线性相关通道组共享一个监视通道的简化对称归一化方法,并对标准归一化、对称归一化和简化对称归一化的估计偏差进行了理论分析.理论分析表明,对称归一化和简化对称归一化有相近的估计偏差,标准归一化方法的估计偏差较大.采用三种归一化方法,对90 nm,1000 nm及90 nm与1000 nm混合的标准聚苯乙烯乳胶颗粒进行了实验.实验结果表明,标准归一化自相关函数平均估计偏差和最大估计偏差分别是对称归一化和简化对称归一化的2.5～3.5倍和4.5～8.5倍;与对称归一化方法相比,简化对称归一化方法只需增加少量的附加通道资源,即可有效解决在多tau相关结构中存在的大延迟时间的归一化光强自相关函数偏差增大问题.     

基于啁啾光纤布拉格光栅的流速传感器

设计了一种基于啁啾光纤布拉格光栅(CFBG)的新型 流速传感器,包括CFBG压强传 感机构和文丘里管。压强传感机构中,密闭铝箔管横截面两边的压力差导致矩形悬臂梁变 形,从而引起粘贴在悬臂梁侧边的CFBG的反射光谱带宽发生变化。通过 检测其带宽,得到被测流体的速度。实验表明,CFBG反射光谱带宽对温度不敏 感,流速传感器的动态测量范围为8~100mm/s,设计方案是切实可行 的。     

一种光子相关器动态范围自适应调整方法与实现

目前广泛应用的光子相关光谱(PCS)颗粒测量系统中, 光子相关器动态范围的设置需要与实际待测颗粒的光强自相关函数曲线衰减区间相匹配, 这样, 相关器才能给出具有最佳分辨率的自相关函数曲线。然而, 在实际测量过程中, 待测颗粒体系的粒度分布范围通常是未知的, 因此需要对参数进行多次修正才能得到最佳的分辨率效果。对此, 提出一种可根据被测颗粒体系的粒度分布范围变化, 自适应修正测量参数进行光子相关器动态范围调整的方法。该方法通过初始采样时间的选择和相关通道采样时间的再分配, 实现测量过程中的相关器动态范围调整, 使其与待测颗粒体系的光强相关函数曲线衰减区间相匹配, 从而保证在任意颗粒系的测量中都能得到分辨率最佳的自相关函数曲线。     

低渗透煤岩体水力压裂的数值模拟

建立了模拟低渗透煤岩体水力压裂裂纹扩展以及固液耦合作用的数学模型，并推导了该模型的数值解法，通过潞安矿务局王庄煤矿低渗透性３号煤层注水的实例分析，结果表明：水力压裂过程中，裂缝的宽度不随水压升高的而无限增大，所需的扩缝压力随裂缝增长而降低，这对于提高低渗透性煤岩体水力压裂的效果有重要的指导意义。