点阵结构热交换器激光增材制造及换热性能测定

采用激光粉末床熔化成形增材制造技术制备了具有点阵结构的316L不锈钢、TC4钛合金和铜合金三种不同材料的热交换器。采用微纳计算机断层扫描(CT)技术对制备成形后的点阵结构热交换器进行三维图形的重构，获得热交换面积的数值；测量了激光粉末床熔化成形的点阵结构热交换芯体的尺寸及表面粗糙度；使用由加热单元、流动水和热电偶组成的试验装置(水流量为0.5 L/min，入水口温度恒定为22℃，环境温度为25℃，加热单元的加热功率维持在400 W)，对热交换器的换热性能进行了测定。测试结果如下：三种材料的热交换芯体尺寸均达到了150 mm×150 mm，尺寸精度控制在±0.1 mm，表面粗糙度(R_a)小于10μm，热交换效率>1000 m²/m³。相比传统的具有相同芯体尺寸的热交换效率为875 m²/m³的板翅式热交换结构，三种材料的点阵热交换结构(具有相同点阵结构、尺寸、结构表面积和结构表观体积，未考虑材料的热物性参数)在热交换效率提高10%的情况下，体积减小了24.9%，质量减少了6...     

基于DSP处理器的红外测温系统的设计

通过对传统的红外热像仪测温采用拟合曲线及单向查表的算法分析,针对测温精度低,并且在不同环境温度下温度整体偏移等缺点,提出了一种双向查找表的测温算法。依据普朗克定律,利用标准面源黑体对热像仪进行标定,定标出温度查找表和环境温度补偿表,并且将两个定标表格存入测温系统存储器中。对目标物体进行温度测量时,根据目标物体的热像图灰度值和热像仪热电偶反馈的当前环境温度值,计算出目标物体的温度值和环境温度补偿值,利用环境温度补偿值对目标物体进行测温误差补偿,能够准确地测量出当前环境下的目标物体实际温度。实测结果表明,该方法测温精度可达到0.5℃,并且在不同测温环境温度下温度测量值稳定性较好。     

镍铬箔电阻加热片

电子设备或精密仪器,往往需要在特定温度下工作。当环境温度太低时(例如-50℃)有些器件将不能正常工作。此时,需用加温办法,提高局部环境温度。电阻加热片是最简便,可靠的加温方法之一。过去我所空间电子设备所采用的加热片,是用硅橡胶—玻璃布—镍铬丝制造。这种方法制造加热片的优点是工艺流程短,但生产效率低,外形一致性差,在性能上热交换效率低。采用镍铬箔,用光化学法蚀刻所需要的图形(阻值),用玻璃布作主绝缘层,用硅凝胶     

基于光电振荡器的长度测量方法温度误差

基于光电振荡器的距离测量方法将包含待测长度的空间光路耦合入光学谐振腔,通过测量振荡频率得到被测距离,借助振荡频率对谐振腔长的高敏感特性,具有实现大尺度高精度距离测量的潜力。但是长光纤作为谐振腔中的高Q值器件,容易受环境温度影响,导致测量精度及稳定性严重恶化。文中理论分析了温度变化对距离测量的影响,建立并分析了温度误差与温度变化、光纤长度的关系。针对温度误差提出了系统参数优化方法,进行了不同长度光纤与温度误差的实验,实验结果与误差模型相符,为测量误差补偿奠定了基础。     

热温差型微流量传感器的温度补偿方法研究

热温差型微流量传感器的性能受多个因素的影响,如环境温度的变化、供电电源的波动、加热电阻的冷却和导线电阻的引入等。通过ANSYS软件对环境温度及加热电阻温度的改变进行了有限元仿真,发现当两者的温度差值为恒定值时,传感器的输出信号偏差较小。从环境温度与加热电阻温度差值恒定的思路出发,结合目前补偿方法存在的不足——导线引入误差、环境温度检测电阻的自热效应使其检测出错误的环境温度、加热电阻受被测流体冷却后使测量发生偏差以及供电电源波动的影响等,提出了一种可行的补偿方案,包括对前端信号采集电路的优化和后续单片机电路的设计,使影响流量传感器测量性能的诸多因素被削弱,且控制也更灵活。通过分析验证,在相同测试条件下,所提出的方法比常用补偿方法的测试精度高出约1.2%,误差为0.2%。     

微机械热对流倾角仪温度补偿技术研究

介绍了微机械热对流倾角仪的工作原理和结构设计,利用有限元分析软件,计算了在不同倾斜状态下二维密闭腔中点热源引起的对流场和温度场,提出了环境温度对热对流倾角仪影响的模型。根据仿真结果,在电路中增加了加热丝恒定温度控制电路,建立了基于软件的环境温度补偿算法,实现了对温度影响的补偿。经测试,环境温度从-40℃变化到60℃时,倾角仪0°输入的温度稳定性为0.07°,10°输入的温度稳定性为0.02°。     

基于PFC算法的纵向塞曼热稳频系统预热控制方法

针对传统纵向塞曼热稳频系统的恒值加热方法存在预热时间长、在不同环境预热效果存在差异的问题,提出了一种基于预测函数控制(PFC)算法的预热控制方法.该方法采用一阶加纯滞后模型作为PFC算法的预测模型,参考Smith预估思想对系统输出对象进行修正,可以有效克服被控系统热交换的时滞特性对预热效果的影响,缩短预热时间;控制参考温度与不同环境温度相差为固定值,并设定阈值跳模时间作为预热-稳频转换的判据,可以有效克服环境温度对同一时刻预热效果的影响.实验表明,在15～26 ℃环境温度下,激光器开机小于17 min即可完成预热-稳频转换,预热时间差异小于2 min,不同环境下热平衡温度与环境温度差值的差异小于1.5 ℃.     

基于光纤陀螺的有轨钢构桥梁形变检测方法

针对现有光纤陀螺桥梁形变检测方法无法消除检测小车偏航带来的路径偏差,提出了基于光纤陀螺的有轨钢构桥梁形变检测方法。首先,阐述了光纤陀螺测量桥梁线形的原理与系统架构;然后,通过有限元对有轨条件下的钢构进行分析,设置不同温度梯度,验证得到轨道受热力耦合作用产生的形变与温度之间呈线形关系,构建了轨道与温度的误差模型;最后,通过搭建试验环境,测试轨道线形与轨道在不同温度下的形变结果,验证了该方法的有效性。实验结果表明：有轨钢构桥梁形变与外界环境温度之间的关系为1～2 mm/10℃,为后续实际桥梁形变测量提供了温度误差校准模型;基于光纤陀螺的有轨钢构桥梁形变检测精度优于2 mm。     

一种新型的双模式红外传感器热电元件温度测量方法

传统的红外温度测量传感器由热电元件和热敏电阻两种传感器构成,其中热电元件用于测量待测物体的目标温度,热敏电阻用于测量环境温度。本论文提出了一种新型的温度测量方法,通过使用单一的热电元件及其AD(analog-digital)模块和PMOS(positive channel metal oxide semiconductor)电路实现双模式的切换,在一个测量周期内实现红外传感器测温和环境温度补偿的作用。采用TSMC (Taiwan Semiconductor Manufacturing Company)0.35μm CMOS(complementary metal oxide semiconductor)工艺制造红外传感器,对红外传感器进行温度校准后按照双模式切换方法进行测试和实验,经过温度补偿后温度测量平均误差小于0.01℃,极大地提高了测量精度和环境温度补偿精度,减小动态温度测量误差,同时简化了红外温度传感器的设计制造过程,具有很好的实用价值。     

基于CSAPSO-BP神经网络的光纤陀螺温度补偿研究

光纤陀螺是惯导系统的重要组成器件,环境温度变化会造成光纤陀螺的零偏发生漂移,从而降低测量精度。运用传统的BP神经网络进行预测易陷入局部极小值,导致补偿失败。该文采用混沌模拟退火粒子群BP神经网络的光纤陀螺零偏温度补偿模型,优化了网络参数。通过在-40～60℃的升降温实验对模型进行验证,实验结果表明,该温度补偿模型的零偏稳定性比补偿前约有70%的精度提升,与以往BP模型相比,其预测性能和补偿效果更好。     

633nm内腔式He-Ne激光器热-频率特性研究

研究了在-20～40℃环境温度下633nm内腔式He-Ne激光管的自由运转特性,设计了激光器系统的预热和稳频控制方案,实现了633nm内腔式He-Ne激光器的频率稳定。当室温约为24℃时,锁定后的热稳频激光器与高精度碘稳定激光器的拍频结果显示,3h内频率的相对标准不确定度为u=6.4×10^-9,阿伦方差为7.0×10^-11（采样时间τ=1s）,3个月内的频率复现性优于4.6×10^-9。研究了在-20～40℃范围内不同环境温度下锁定后输出激光的频率漂移规律,实验结果显示,稳频后激光输出频率随环境温度的漂移量约为293kHz/℃,与采用压力估算模型计算得到的漂移值268kHz/℃相一致。因此,当激光器工作在一个较大的温度范围内时,可以通过插值校准来获得更准确的参考输出频率。     

基于侧边抛磨与覆盖材料的光纤光栅温度补偿新方法

提出并演示验证了将负热光系数的聚合物材料覆盖在侧边抛磨光纤光栅的抛磨区实现光纤光栅温度补偿的新方法。实验结果表明,这种新方法的温度补偿效果良好,封装后的光纤光栅处在63～79℃的环境温度时,可使其温度敏感度降低为未补偿时的1/16;当处在58～101℃的环境温度时,其温度敏感度降低为未补偿时的1/4。温度补偿封装后的光纤光栅器件直径只有2mm,长度为20mm。     

140GHz回旋管谐振腔的冷腔计算

作为ITER计划的辅助加热系统的电子回旋共振加热系统(ECRH,Electron Cyclotron Resonance Heating)的核心是回旋管。本文基于回旋管线性理论,建立谐振腔物理模型,编写程序分析和计算了谐振频率和Q值,探讨了不同谐振腔长度和渐变角对谐振腔回旋频率和绕射Q值得影响,选择最优参数,得到140GHz谐振腔的设计。     

具有数字式温度补偿的16千兆赫介质谐振腔振荡器

本文讨论了一种用于改善介质谐振腔振荡器(DRO)温度稳定性的数字补偿技术。其结果表明,对一个16.1千兆赫的DRO,在16到52℃的范围内,其频率温度特性从309ppm降低为3.8ppm,几乎减小了两个数量级,相当于平均值只有0.1ppm/℃。(注:ppm即百万分之一)     

弹载红外光学系统被动消热技术

环境温度的变化对红外光学系统的影响很大,针对此类问题,分析了国内外典型的消热方法,比较其优缺点。根据弹载红外光学系统工作的特殊性,采用光学被动消热方法进行实例设计,得出了在-30℃～50℃范围内实现环境温度补偿的系统设计参数和评价结果。所设计的结果结构简单可行,在要求的温度范围内性能稳定。     

一种微波化学加热装置的设计与实验测试

叙述了两个普通中低功率磁控管实现大功率合成、可温度控制的大容积微波化学加热装置。实验测试表明:其微波泄漏低于0.5 mW/cm2,谐振腔内主工作区加热较均匀,两个磁控管功率合成效率较高,温控误差不大于±1℃。     

短相干长度长腔长全固态激光器

分析了激光器的相干长度与谐振腔腔长的关系,研究了全固态Nd:YVO4/KTP激光器,在谐振腔腔长超过1m时绿光的输出。在谐振腔内加入热补偿透镜对热效应进行了补偿,实现了长腔激光器的稳定运转。在腔长L=1350mm,泵浦功率为3W时,获得了输出功率为110mW的绿光,发散角为0.7mrad,稳定性小于2%。     

微波辐照消毒法

本专利介绍利用微波辐照对置于耐热和耐压支架上的微波可透密封包装中的物品进行消毒的一种方法。这种包装物品可在常压下贮存。这种耐热、耐压支架装在传送带上,传送带通过多个微波加热室,在微波加热室中,局部加热波导紧靠耐热和耐压支架设置,而紧挨微波加热室壁设置了总体加热波导。在传送带通过微波加热室时,由局部加热波导和总体加热波导轮番辐照带包装的耐热和耐压支架,以便起到真正均匀加热包装物的作用。为了调整包装物边缘部份的受热程度,可以调整局部加热波导至包装物的距离。为了进一步促进包装物真正均匀的受热,可在传送过程中将放置包装物的耐热和耐压支架翻转过来。     

介绍一种热电偶温度测量使用的冷端补偿电路

常用的热电偶温度测量电路,最需要注意的就是当热电偶的冷端不在零度的时候,得到的测量值会少掉一个当前环境温度。例如:在环境温度为20℃时,测量100℃的温度就只有80℃的读数。如何让这个少掉的温度值自动附加回去呢?采用的方法就是加入"冷端补偿"。过去工业环境下使用的冷端补偿电路以铜电阻的温度系数为依据来设计,体积大,附属电路比较麻烦。近年来,随着电子技术的发展,出     

多晶硅压力传感器灵敏温度系数自补偿技术研究

介绍了硅压力传感器的灵敏温度系数补偿原理,给出了一种在宽温度范围内采用二次补偿灵敏度温度系数的方法,实现了宽范围较高的补偿精度.具体方案是把压阻式惠斯登电桥与温度传感器、可微调多晶硅电阻集成在一个芯片上,通过优化多晶硅电阻的掺杂浓度和改变激励源的温度特性,从而实现对多晶硅压力传感器灵敏温度系数的二次补偿作用.经补偿,传感器的灵敏温度系数小于-1.5×10-4/℃,该方法的补偿温度范围为20℃～ 150℃,通用性强.