SF6气体泄漏红外成像检测的技术分析和应用探讨

本文阐述了SF₆气体泄漏红外成像技术原理,总结了检测工作相关的技术标准,结合技术原理对检测工作中的影响因素进行了重点分析,并提出了相应对策,通过技术比较分析了SF₆气体泄漏红外成像的技术特点,据此提出了技术应用的策略,以更好地开展SF₆气体泄漏红外成像检测,提高开关、互感器、套管、变压器等SF₆气体绝缘设备缺陷巡检质量。     

基于可调谐CO2激光器的SF6差分光声检测研究

为了对电力场所SF₆气体浓度进行有效监测,采用光声光谱气体检测技术,基于波长可调谐CO₂激光器,设计了一套大气环境下的SF₆痕量气体检测系统,并提出一种差分光声光谱技术以提升光声系统的检测灵敏度。结果表明,所设计的SF₆气体检测光声系统的共振中心频率为1066Hz,品质因数为32.04,光声池常数为89.74Pa·m·W-1;利用单谱线光声法,在激光谱线10P12处检测SF₆气体的灵敏度为0.06×10-6（体积分数）;采用差分光声光谱气体技术后,在激光谱线10P12和10P16处3W强度调制光的照射下,光声系统的灵敏度提升到0.02×10-6（体积分数）。差分光声光谱技术能有效降低噪声影响,提升光声检测系统的灵敏度,具有一定的实用价值。     

4H-SiC材料干法刻蚀工艺的研究

鉴于SiC材料具有很强的稳定性以及湿法刻蚀的种种缺点,目前主要使用干法刻蚀来刻蚀SiC材料。但是干法刻蚀后样品表面的粗糙度对器件的性能有一定的影响。针对这一问题,采用电感耦合等离子体-反应离子刻蚀技术,对SiC材料进行SF₆/O₂混合气体和SF₆/CF₄/O₂混合气体的刻蚀,并且探究了压强、ICP功率和混合气体比例对样品表面粗糙度的影响。实验结果表明使用SF₆/O₂混合气体刻蚀后,样品的表面平整度较好。在一定RIE功率条件下,当ICP功率为700 W、压强为20 mT和SF₆/O₂为50/40 sccm时,样品表面的粗糙度最小。     

基于红外复合光学原理的SF6气体分解产物现场检测方法

为最大化屏蔽光学信号对气体浓度的影响，获得高浓度的SF₆气体分解产物，提出基于红外复合光学原理的SF₆气体分解产物现场检测方法。选择适宜的复合性光学材料，在初始应用结构的作用下，求取具体的红外成像参数，完成对红外复合光学原理作用方法的初步分析。按需设置微流红外气体传感器，根据SF₆分子谱线的分布形式实施对异常峰值的剔除处理，实现基于红外复合光学原理的SF₆气体分解产物现场检测方法的设计。对比实验结果表明，在满足红外复合光学原理作用条件的情况下，光学信号不会对气体浓度产生明显影响，这对于获取高浓度的SF₆气体分解产物能够起到促进性影响作用。     

基于CFD技术的GIS设备中SO2扩散效应

通过检测SF₆分解物可发现GIS设备故障,但设备内部分解物扩散效应会影响检测的故障特征组分气体含量,从而导致判断设备故障存在不足,因此文中针对典型SF₆分解物SO₂在GIS设备内部的扩散效应和影响因素进行研究。文中基于CFD技术,仿真模拟SO₂在设备内部的扩散效应,在压力为0.4 MPa条件下,研究了10种初始浓度对SO₂扩散的影响,拟合得到了初始浓度与扩散均匀时浓度的函数关系式,为判断故障的严重性提供理论依据。保持初始浓度不变,在压力分别为0.4 MPa、0.5 MPa、0.6 MPa、0.7 MPa和0.8 MPa的条件下,得到SO₂扩散达到均匀的时间分别为3 940 s、3 850 s、3 740 s、3 630 s和3 550 s,结果表明SF₆气体的压力环境对SO₂扩散有一定的影响,压力越大,SO₂扩散均匀所需要的时间越短。文中综合讨论了压力和初始浓度共同作用对SO₂     

110kV SF6封闭式组合电器的设计与实现

阐述新建一套标准式110k V SF₆封闭式组合电器的设计及实现方案，有针对性设计技术参数及配置，融入安全运行维护等措施手段，采集GIS运营状态，提前预知设备故障告警信息。     

钛扩散铌酸锂平面波导的反应离子刻蚀

Reactive ion etching（RIE） of LiNbO₃（LN） in SF₆ plasma atmosphere was studied for optimizing the preparation conditions for LN ridge waveguides.The samples to be etched are Ti-diffused LN slab waveguides overlaid with a chromium film mask that has a Mach-Zehnder interferometer（MZI） array pattern.The experimental results indicate that the LN-etching rate(R_LN) and the Cr-etching rate(R_Cr) as well as the rate ratio R_LN/R_Cr increase with either increasing the radio-frequency（RF） power at a given SF₆ flow rate or increasing the SF₆ flow rate at a fixed RF power.The maximum values of R_LN = 43.2 nm/min and R_LN/R_Cr = 3.27 were achieved with 300 W RF power and 40 sccm SF₆ flow.When the SF₆ flow rate exceeds 40 sccm,an increase in the flow rate causes the etching rates and the rate ratio to decrease.The scanning electron microscope images of the LN ridge prepared after～20 min etching show that the ridge height is 680 nm and the sidewall slope angle is about 60°.     

基于CMOS的新型人工表面等离激元滤波器设计

本文基于0.18μm CMOS工艺提出了一种新型微波人工表面等离激元(Spoof Surface Plasmon Polariton,SSPP)耦合式滤波器结构并进行加工和测量，同时设计了一种太赫兹SSPP四边形滤波器并进行了全波仿真.新型微波SSPP耦合式滤波器通带为11～12.3 GHz(S₁₁<-10 d B,S₂₁>-3.5 d B)，结构紧凑，电尺寸仅为0.018 4λ_g×0.008 4λ_g，远小于其他基于集成电路工艺设计的无源滤波器.通过优化与调整，可以将新型微波SSPP耦合式滤波器的性能进一步优化到要求范围内.太赫兹SSPP四边形滤波器通带为210.8～241.3 GHz(S₁₁<-10 d B,S₂₁>-4.7 d B)，带内插入损耗仅为2.7 d B，带外抑制良好.两种SSPP滤波器均采用非接触式电磁耦合的新型能量传递方式，结构设计新颖，并且微波段SSPP耦合式滤波器小型化优势明显，电尺寸仅为0.019λ_...     

双/三模基片集成波导和共面波导混合结构滤波器设计

针对微波带通滤波器小型化、高性能的应用需求,提出使用双/三模方形基片集成波导和共面波导混合结构设计带通滤波器.通过改变双模基片集成波导中TE₁₀₂和TE₂₀₁的谐振频率和外部耦合的强弱,可实现具有近似椭圆、非对称和无传输零点响应的双模滤波器;两个相同尺寸的共面波导作为谐振器蚀刻在基片集成波导表面,与TE₁₀₂和TE₂₀₁共同形成一个通带,设计具有多样性响应的四阶滤波器.在具有非对称响应四阶滤波器的基础上,使主模TE₁₀₁频率移动到该通带附近,设计更宽带宽的五阶滤波器.并对设计的滤波器进行加工和测试.测试结果与仿真结果吻合,表明了该混合结构设计高性能滤波器方法的可行性.     

基于三直方图均衡的SF6红外图像对比度增强方法

电力设备SF₆泄漏气体红外图像容易淹没在背景中，肉眼难以辨识低对比度图像中泄漏气体情况，给电力设备检修带来了困扰。提出了基于三直方图均衡的SF₆红外图像对比度增强方法。首先，利用三样条插值拟合图像直方图得到二阶连续曲线，计算每个灰度级对应的一阶导数绝对值。其次，根据一阶导数绝对值和直方图分布划分直方图为两个波峰和一个相对平坦的波谷区域；最后，根据波峰和波谷将直方图分为3个子图，对3个子图分别进行直方图均衡后合并为增强图像。为了验证算法有效性，对现场拍摄的电力设备SF₆泄漏低对比度红外视频流进行增强，并与CLAHE和双直方图均衡算法进行对比。实验结果表明：本文方法在提升图像的整体对比度同时增强了泄漏气体与周围图像的对比度，提升泄漏气体红外图像视觉效果，相比于CLAHE和双直方图均衡方法，本文获得的峰值信噪比和均方根对比度值更高，增强后的图像质量更好。     

MAXIM公司部分IC芯片应用简介

1 节省空间和功耗的5阶滤波器芯片——MAX7409/MAX7410/MAX7413/MAX7414 新型5阶贝塞尔、巴特沃斯低通开关电容滤波器系列产品,采用8脚uMAX和DIP封装。美国MAXIM公司专有的,比8脚DIP封装尺寸小80％的uMAX封装使其成为业界最小的5阶开关电容滤波器。其中     

基于组合激光光源的双组分微量气体检测系统

CH₄和C₂H₂是变压器发生故障时两种重要的特征气体。为了实现对变压器中溶解的微量CH₄和C₂H₂气体含量检测的需求, 采用激光光声光谱气体检测技术, 通过分析CH₄和C₂H₂气体的近红外吸收谱线, 选取合适的激光光源并确定激光调制参数; 设计并搭建了一套以双激光光源和非共振光声池为核心的光声光谱微量CH₄和C₂H₂气体检测系统, 获得了系统对CH₄和C₂H₂气体检测灵敏度和低含量检测误差。结果表明, CH₄和C₂H₂气体分别在体积分数为0~1000×10-6和0~500×10-6的范围内具有良好的线性响应, 每10-6体积分数的检测响应度分别为5.8969μV和16.1831μV; 在低含量CH₄/C₂H₂混合气体对系统的重复性和精度测试中, CH₄气体体积分数为3.00×10-6时的检测最大绝对误差为0.30×10-6, C₂H₂气体体积分数为0.50×10-6时的检测最大绝对误差为0.20×10-6。此研究结果满足测量误差的技术指标要求, 实现了对微量CH₄和C₂H₂气体的高灵敏度检测。     

基于掺TiO2光纤的拉曼放大器特性研究

为探索能够应用于集总式拉曼放大的新型光纤材料,采用掺TiO₂光纤作为增益介质分别设计了一阶、二阶拉曼放大器。给出了高功率转换效率且增益平坦的泵浦参数配置方案,在总泵浦光功率不变的情况下对比了掺TiO₂光纤的一阶、二阶拉曼放大器与掺GeO₂光纤的二阶拉曼放大器的增益特性。仿真结果表明,在L波段60nm的谱宽范围内,32dBm的泵浦光前向注入长达6 km的掺TiO₂光纤对3 dBm的信号光进行二阶拉曼放大,其功率转换效率可达41.57%,增益平坦度仅为1.14 dB,对比掺GeO₂光纤的二阶拉曼放大器具有更平稳的输出增益。     

基于FrFT域滤波的灵巧噪声干扰抑制方法

基于数字射频存储器(DRFM)的灵巧噪声干扰兼具压制式干扰效果和欺骗式干扰效果,难以被传统抗干扰方法有效抑制。针对这一问题,本文结合分数阶傅里叶变换(FrFT)与分数阶域滤波方法,提出了一种线性调频脉冲压缩雷达体制下的灵巧噪声干扰抑制方法。首先对接收信号进行分数阶傅里叶变换,随后根据发射信号在分数阶域的特征参数,设计分数阶域滤波器,对接收信号进行分数阶域滤波以滤除干扰,最后进行分数阶反变换还原目标信号。仿真结果表明,该方法能够对卷积噪声干扰与乘积噪声干扰两种典型的灵巧噪声干扰进行有效抑制,准确检测目标的位置。      

基于机内通话器模拟滤波电路设计与分析

机内通话器模拟输出是输出给电台或记录设备等外部交联设备的模拟信号。为满足机内通话器模拟输出设计功能及指标要求,采用巴特沃斯滤波器系数,使用Sallen-Key结构设计了一个8阶滤波电路,并运用orCAD/Pspice软件对该电路中的元件参数进行优化设计,得到最优带通滤波器的电路参数,并对优化后的电路进行了情况分析,最后通过实验验证了该电路的可行性。     

ECG系统中低功耗高线性Gm-C滤波器

采用SMIC 0.18 μm CMOS工艺,设计了一种应用于无线心电图检测系统的5阶Gm-C巴特沃斯低通滤波器,滤波器的综合采用流图法模拟无源LC梯形网络结构。基于MOS晶体管的亚阈值导电性以及源级负反馈的线性化技术,设计了一种低功耗、高线性的OTA。仿真结果显示,滤波器-3 dB截止频率为256 Hz,当输入频率为100 Hz,Vpp为100 mV的正弦信号时,滤波器3阶谐波失真为-56.91 dB,阻带衰减率达到99.77 dB/dec,静态功耗为0.8 mW。     

基于MOCCII的多环反馈电流模式滤波器的系统设计

本文提出一种n阶多环反馈(multiple-loop feedback)MOCCII(多端输出第二代电流传输器)电流模式滤波器的系统设计方法。用该方法可产生出多种不同结构的n阶多环反馈滤波器,所有n阶滤波器均由n个MOCCII及2n个RC无源元件组成。所产生滤波器的所有RC元件均接地,便于集成。文中还给出了四阶巴特沃斯滤波器的设计举例及PSPICE计算机模拟结果。     

一种分数阶微分IIR滤波器的设计方法和改进

提出一种在不增加分数阶微分滤波器复杂度的前提下,能有效提高分数阶微分滤波器性能的方法.该方法利用几种基于典型微分算子的分数阶微分滤波器之间的互补性,通过相互内插结合的方式,用于提高IIR分数阶数字滤波器的性能.改进后的分数阶微分滤波器频率响应更接近理想分数阶微分滤波器,表明所提方法的有效性.     

分数阶Unscented卡尔曼滤波器研究

分数阶微积分在控制系统中的应用日益广泛,随着分数阶动态系统模型的引入,需要求解分数阶状态估计问题的方法。该文从分数阶非线性动态系统模型出发,以概率论为基础,导出分数阶的Unscented卡尔曼滤波器,得到其递推模型并应用于典型的非线性系统,UNGM(Univariate Nonstationary Growth Model)模型和再入飞行器跟踪模型。实验结果证明在合理设置分数阶Unscented 卡尔曼滤波器阶次的情况下,能够取得优于Unscented 卡尔曼滤波器的效果。     

低介电常数LaYSi2O7陶瓷的结构与微波性能研究

采用固相反应法制备了一种新型低介电常数LaYSi₂O₇(LYSO)微波介电陶瓷。1300～1450℃烧结的LYSO陶瓷为单斜晶系结构(空间群：P2₁/a)。当烧结温度为1450℃时，陶瓷的相对密度达到最大值(93.40%),这与介电常数变化趋势一致。陶瓷的Q×f值与其填充分数密切相关。1400℃烧结的LYSO陶瓷具有最高的填充分数(55.84%)和最佳的微波介电性能：ε_r=8.98,Q×f=17411 GHz,τ_?=-70.77×10^-6/℃。通过结构参数量化了LYSO的晶格畸变，从而揭示了τ_?与结构的内在关系。LYSO陶瓷具有良好的微波介电性能，表明该类材料在移动通信基站领域具有良好的应用前景。