电势电容电路短路火花放电影响因素分析

现有针对容性电路电火花放电和大功率本安电源研究的模型和方法大多只考虑了储能元件在放电过程中的放电特性,没有考虑电源电势对容性电路放电特性的影响;在分析容性电路放电特性时都是在空载情况下进行的,没有考虑实际应用中带载的情况。针对上述问题,在分析容性电路短路火花放电特性的基础上,将本安电源等效为电势电容(EC)电路,引入电源电势与外部负载,建立其火花放电等效数学模型,推导在电路发生故障时火花放电电流、放电电压和放电功率的数学表达式,并结合数学模型和Matlab进行了仿真研究,分析了电源电势、滤波电容、短路回路电阻及短路前负载电流对短路故障时火花放电电流、放电电压及放电功率的影响。理论分析和仿真结果表明,EC电路短路时火花放电电流与火花放电功率在起始阶段迅速上升到最大值,后缓慢下降,火花放电电压迅速下降到最小值;EC电路短路时,不改变其他电路参数,随着电源电势增大,火花放电电流明显增大,火花放电功率也明显增大,对电路本质安全性能威胁较大;随着滤波电容增大,火花放电电流尖峰增大,火花放电功率增大,需要考虑输出电压纹波与本质安全性能,合理选择滤波电容的容值;随着短路时的回路电阻增大,火花放电电流明显减小,火花放电功率也明显减小,能够有效提升电路本质安全性能;随着短路前负载电流增大,火花放电电流与火花放电功率有所增大,但增大不明显,对电路的本质安全性能影响不大。     

原煤脱硫模型仿真与实验研究

搭建了介质阻挡放电脱硫模型,在此基础上,通过仿真分析了影响脱硫放电效果的介质种类、介质厚度、气隙间距、电源电压、电源频率等因素,确定了各因素的最佳配合方案。对介质阻挡放电原煤脱硫实验数据进行了处理分析,发现实验结果与仿真结果基本一致。通过对比分析放电电流频谱图和Lissajous波形,做出进一步推论:加煤能提高放电功率,介质阻挡放电对原煤的脱硫效果体现在低次谐波上。     

同轴介质阻挡放电功率和等效电容特性研究

以同轴—针放电结构为研究基础,采用Lissajous图像法,研究了介质阻挡放电管径、载气流速变化对放电功率和介质等效电容的影响关系;设计了正交实验,进一步研究载气流速和放电管径对周期传输电荷量显著性影响的大小.研究结果表明:随着载气速度的提升,放电功率和介质等效电容都呈减小趋势;随着放电管径的增大,介质等效电容减小.正交实验中,管径的F值为22.15,相比载气流速对传输电荷量的影响更加显著.     

静电梳齿结构横向间隙的边缘效应分析

提出静电驱动梳齿结构横向静电力的边缘效应问题.通过对传统平行板电容器的静电力分析,着重研究了横向梳齿间距和驱动电压对边缘效应与静电力的影响,并与Ansoft有限元仿真结果对比.结果表明:当大间隙时,梳齿受到的边缘效应不明显,但较大电压时会出现静电力与电压平方的非线性现象;当小间隙时,平行板电容器模型公式不再适用,间隙值越小,电压越大时,耦合作用越明显,梳齿横向静电力越大,受到边缘效应的影响越大,横向静电力不再为恒定值.     

不同接线方式下介质阻挡放电的电气特性

为了研究不同接线方式对介质阻挡放电(DBD)电气特性的影响,降低表面放电等离子体的能耗,设计了一种新型微等离子体发生器,并对其在3种不同接线方式下的放电特性(包括Lissajous图形,放电功率、放电传输电荷、气隙电压等参数)进行了测量和比较.结果表明:有一个正面电极悬浮时,放电传输电荷和功率是两极接线方式下的一半,有效减少了放电能耗,并且此方式不等同于增大电极间距;背面电极悬浮时,起始放电电压和放电气隙电压都较高,但是放电传输电荷和放电功率均较小.     

一种用于平板型FAIMS的电晕放电离化源

本文制备了一种适用于平板型FAIMS的电晕放电离化源,由电晕针、钼网、铜底座和聚四氟乙烯外筒等部件组成.其中电晕针使用直径为0.5 mm的钨丝通过电解加工方法制备,加工条件为:电解电压6 V;电解液为NaOH,1 mol/L;制备时间控制在160 s.观测了离化源在针-网距离为2 mm~8 mm时的伏安特性,针-网距离越远放电起始电压越高,放电电压(kV)与电流/电压(μA/kV)呈线性关系.测量了1 μA~40 μA放电电流下,FAIMS检测的甲基膦酸二甲酯DMMP(Dimethyl meth-ylphosphonate)样品的输出响应图谱,反应离子峰与DMMP离子峰都随放电电流增加而增大.     

不均匀电场下的暗电流法湿度测量

提出了一种新的湿度测量的方法,将常态大气条件下的普通空气作为研究对象,分析不同空气湿度对空气间隙电晕放电的性能影响.基于不均匀放电电场理论,推导了放电暗电流与湿度之间的函数关系.建立试验系统,采用10 kV的高压电源,利用针-针电极的极不均匀场结构,在空气中获得稳定的电晕放电,测量流过器件的暗电流.理论和试验均表明,暗电流对大气湿度有较强的灵敏度和较快的响应速度,并且相对湿度变化对暗电流影响较大,湿度越大空气越容易电离,暗电流就越大,且暗电流也会随着输入电压的升高而增加.在测量暗电流过程中随着时间的推移暗电流会逐渐降低,高湿度时,暗电流变化波动大,低湿度时,暗电流变化平缓.     

复合型本安电路放电特性影响因素分析

现有针对复合型本安电路放电特性的研究或缺少数学分析,或对放电特性影响因素考虑不全面。针对上述问题,分析了复合型本安电路放电原理,推导出复合型本安电路在非振荡状态下的放电电流、功率及能量数学模型,采用Matlab软件对电源电压、电感、电容、电阻等参数对复合型本安电路放电特性的影响进行了仿真研究。结果表明:随着电源电压增大,放电电流和功率稳定值增大,同一时刻的放电能量增大;随着电感增大,对电流的阻碍作用增大,放电功率和能量均逐渐减小;在初始阶段,放电电流、功率和能量不随电容变化而变化,之后均随电容增大而逐渐增大;电阻R越小,对放电电流、功率及能量的影响越大;放电电流、功率及能量均随电阻R1增大而减小。     

基于PCB钎焊工艺制作小型双PCB组合式气体FAIMS传感器及其实验研究

为解决FAIMS成本高、工艺复杂等问题,基于PCB钎焊技术,设计制作了一种小型双PCB组合式气体FAIMS传感器。该传感器在PCB极板上设计了U型气孔槽,利用低温焊锡膏将极板隔离并形成离子通道,使板间距控制在0.2 mm,并将针-环离子源、迁移区以及检测区进行了组合,组合尺寸为61 mm×57 mm×3.4 mm。针-环离子源中针尖曲率半径为28μm的不锈钢针为放电阴极,PCB极板上3 mm过孔敷铜的铜环作为放电阳极。研究表明,随着射频电压的升高,分辨率从0.3增加到3.9,增加载气湿度能提高谱峰的分辨率,增加载气流速能提高谱峰的灵敏度,加入一定比例的改性剂能够实现同分异构体的分离,且传感器对乙酸乙酯的检出限达到64μg/L,检测时间为6 s。所设计的FAIMS传感器具有造价低、气密性好、分辨率高等特点。     

阵列式多针-柱电极装置实现离子风的实验与分析

为了实现一定气体流速的离子风,设计了一种新型的阵列式三排3 ×3垂直放置的针-柱电极结构放电装置.在针-柱之间间距为3mm、排与排之间间距为8 mm、镇流电阻12 MΩ、放电电阻12 MΩ、测试电阻1 kΩ、大气压环境、室温、无外部通入气流时,阵列式针-柱电极实现了稳定的电晕放电,并通过示波器记录的放电波形、数码相机拍摄的发光图像以及放电伏安特性曲线进行了验证.同时,随着阵列式排数的增加,放电电流变大,离子风风速也随之增大.该针-柱结构易于用MEMS工艺加工制作,可应用于便携式分析仪器中.     

矿用局部风机应急电源变频控制系统的设计

为了保证在停电后应急电源为风机的运行提供尽可能长的供电时间,提出了一种应急电源变频控制方法.该方法在对蓄电池运用有源逆变方式对其进行恒流放电实验的基础上,分析其放电特性曲线,得到变频输出的条件;最后提出了将蓄电池在放电过程中直流电压变化量转化为输出信号频率的变化量,通过改变调制波频率并运用分段同步调制法来控制载波比和载波频率,得到期望的SPWM波形,从而控制电源具有频率可变的输出特性.     

Design, Fabrication, and Testing of a Microfabricated Corona Ionizer

A microfabricated corona ionizer is developed for miniaturized air particle monitoring instruments. Peek's breakdown criterion and Warburg's Law are used to calculate the required electrode geometries. Single mask electroplating is employed as the microfabrication technique. Devices with discharge pin radius of 20 mum and interelectrode spacing of 1.4, 1.8, 2.0, and 2.2 mm are fabricated and tested. The inception voltages in the range from 1.4 to 2 kV are achieved without substrate breakdown. It consumes relatively low power at 150 mW or less. Corona charging currents of more than 50 muA were achieved before streamers break down. The experimental results also demonstrated the nondependency of the inception voltage on the pin's radius of curvature so long as it is significantly smaller than the interelectrode spacing. There is only one value of inception voltage for each given interelectrode spacing (1.4 to 2.2 mm) with the pin's radius of curvature ranging from 10 to 200 mum. This implies that strict dimensional control is not required in the microfabrication process in order to ensure the same inception voltage for each device.     

基于FFT特征匹配在检测芯片管脚间距中的应用研究

文章介绍了基于FFT特征匹配在计算机视觉检测芯片管理间距中的具体应用的研究，在对芯片管脚间距进行检测时，将CCD所拍摄到的芯片图像转换为灰度图像，之后提取边缘特征，再利用芯片的一个标准管脚的边缘特征图像作为模板，经图像匹配，阈值检验后，得到与管脚数目相同的极大值点，各极值点之间的距离即得各管脚间距。通过此方法可以快速测出管脚间距，并判断是否合格，对于相近领域内的其它定量分析测量有一定的参考价值。     

微腔结构介质阻挡放电的仿真与实验研究

为了深入研究微腔结构介质阻挡放电(MDBD)的放电机理,搭建了基于介质板表面网格微结构电极装置的实验平台.在分析MDBD微放电过程的基础上,提出了基于电压控制电流源(VCCS)的等效电路来模拟MDBD微放电气隙的动态变化.利用Matlab建立动态仿真模型,并对MDBD的放电特性进行仿真,得到了MDBD放电时的电压电流波形和Lissajous图形.同时,对MDBD的放电特性进行实验研究,并将仿真与实验结果进行对比,验证了MDBD动态仿真模型的准确性.进而利用仿真模型分析计算了不同电压幅值下平均放电功率和放电通道传输电荷量,结果表明,通过仿真计算和实验测量得到的结果及其变化规律是一致的.     

液态电极发射光谱技术在金属离子检测中应用的研究

研究了采用液态电极等离子体光谱技术来实现金属离子检测的新方法。所建立的测试系统由如下部分组成:被测溶液构成的液态电极、固态对电极、高压发生装置和便携式光谱仪等。液态电极的优点是可以在常温常压下产生放电,并且也不需要复杂的液态样品进样系统,在现场检测等方面具有较大的应用前景。文中研究了放电的各种参数,如放电电压、放电电流、溶液pH值等对元素的光谱发射效率的影响。采用该测试系统,对Na 的检测限为0.1mg/L,而对Li ,K ,Mg2 ,Ca2 等离子的检测限为1mg/L。     

飞轮电池在离网型风力发电系统中的应用

针对目前风力发电系统中储能装置(蓄电池)寿命短、充放电效率低的问题,提出采用飞轮电池作为储能装置的方案,分析了飞轮电池的d-q模型及其充放电控制策略。在飞轮电池充电控制过程中,采用基于转子磁场定向的矢量控制策略;在放电控制过程中,采用以直流母线电压为控制对象的控制策略。仿真结果表明,采用飞轮电池作为离网型风力发电系统的能量缓冲装置,能够有效稳定离网型风力发电系统的直流母线电压,提高其电能质量和稳定性。     

Feasibility of driving PDPs with 1‐V data and 30‐V scan pulses by controlling the self‐erase‐discharge threshold

Abstract— In order to realize low‐voltage addressing of PDPs, an erase‐addressing scheme was adopted together with an accumulation of an appropriate amount of wall charge by using priming and bias pulses prior to addressing. The switching operation is performed by using sharp threshold characteristics of the self‐erase discharge. Cessation of the scan pulse ignites a weak self‐erase discharge, which, together with the data pulse, triggers an intense self‐erase discharge. By using the drive scheme, the data‐ and scan‐pulse voltages can be reduced to 1.1 and 29.6 V, respectively, provided that the panel has perfectly uniform voltage characteristics.