竖直平板上电容法测量水膜厚度方法评价

本文指出了电容探针测量动态水膜厚度的若干影响冈素,并针对其中主要因素水膜表面波形态对测量的影响进行了定量分析.同时,定性分析了影响测量的诸如电容探针有效截面、平板表面水膜覆盖情况和水膜波动速度及采样频率等其它因素对于测量的影响.误差分析表明,电容探针的测量误差与探针有效截面面积、探针截面与波动表面夹角成正比,与测量值的...     

基于ECT的航空复合材料缺陷检测研究

针对航空复合材料制件在生产和服役过程中产生的缺陷损伤,提出了一种基于电容敏感原理的同面多电极阵列传感器无损检测方法。基于电容边缘效应,设计了一套同面电极阵列的胶粘缺陷检测系统,模拟航空复合材料缺陷的真实分布。电容层析成像(ECT)系统以单电极激励方式工作,根据缺陷材料介电特性变化引起的电容测量值的变化,采用共轭梯度成像算法复现缺陷位置和形状。实验结果表明,所述方法能够准确地判断出胶粘缺陷的位置和大小,能够对2mm厚度碳纤维复合材料内侧的8mm胶粘结构缺陷进行可视化检测,ECT检测系统重建图像质量较高、边缘伪影较少,为航空复合材料缺陷检测提供了一种新的研究方向。     

玻璃瓶瓶壁厚度测量仪

最近国外有一种玻璃瓶瓶壁厚度测量仪,这种测量仪利用频率──电压转换对瓶壁厚度进行测量。仪器配有振荡器,振荡器的频率输出可转化为电压信号。电压信号通过数字式刻度盘读出并可显示微小变化。具体测量方法是,在瓶壁和以10MHz操作的电容调节石英晶体振荡器输入端放置一个合适的探头。以瓶壁厚度最小值为基准,在此基础上发生的任何变化都会使探针顶部的电容改变其通常值。改变幅度取决于瓶壁厚薄的偏差。电容的改变,使振荡器输出频率发生变化,变化值最高可达IKHz。当输至频率——电压转换器输入信号为IOMHZ时,输出电压显示为零…     

一种提高薄膜厚度测量灵敏度的方法

针对薄膜材料厚度无损测试技术,提出一种三电极平行板电容传感器薄膜测厚方法。具体采用了三电极平行板电容器结构,该电容传感器含有三个相同的几何尺寸是毫米级的平板电极探头,电极之间的间距可变。依据电容原理和保角变换方法建立理论模型。通过Fortran语言编写算法,将得出的计算结果与传统方法进行比较。结果表明用此方法检测薄膜厚度变化,不仅继承了传统电容测厚技术具有的结构简单,操作快捷,便于控制,低功耗,低成本等优点,还大大提高了薄膜厚度检测的灵敏度。     

抹灰与饰面工程材料用量的简易计算

1抹灰工程材料用量计算抹灰工程分为一般抹灰（如石灰砂浆、水泥砂浆、水泥混台砂浆、聚合物水泥砂浆和麻刀石灰、纸筋石灰、石啻灰等抹荻）和装饰抹灰（如水#0石、斩假石、干粘石、假面砖等抹灰）。一般抹灰搜质量要求不同,分普通抹灰和高级抹灰两个级别．普通抹灰的抹灰层诜为一遍底层、一遍面层;高级抹灰的抹灰层谈为一遍底层,二遍中层,一遍面层。底层主要起与基层粘结的作用,厚度一般为5～7mm;中层主要起找平作用,使用材料同底层,厚度为5-9mm;面层起装饰作用,厚度由面层使用的材料不同而异,水泥砂浆面层和装饰面层箕厚度不大于10mm;麻刀石啻萋面,翼厚度不大于8mm;纸筋石灰营或石富灰量面,其厚度不大于2mm。     

5000m^3立式拱顶储罐应力分析与弱顶性能评价

根据国内外相关设计标准与规范,石油天然气等易燃易爆气体的储罐必须设计成弱顶结构,以最大限度地降低因内部超压而发生事故的危害程度。为了得到合适的弱顶结构设计方法,以常见的5 000 m^3立式拱顶储罐为对象展开分析。首先,根据GB 50341-2014《立式圆筒形钢制焊接油罐设计规范》,对储罐结构参数进行设计并对其弱顶性能进行初步评价;然后,利用有限元分析方法对储罐结构进行分析,获得储罐在空罐、半罐、满罐工况下的提离高度、提离半径、最大等效应力和薄膜应力等关键参数,并在此基础上对储罐强度、稳定性、破坏形式和弱顶性能进行综合评价;最后,分析了顶壁连接焊角高度、罐顶曲率半径、边缘板厚度和罐体高径比等关键参数对储罐弱顶性能的影响。结果表明:基于GB 50341-2014设计的5 000 m^3立式拱顶储罐并不具备弱顶性能,顶壁连接焊角高度减小到3.75 mm,或罐顶曲率半径增大到3.0D(D为储罐直径),或边缘板厚度增大到15 mm,或罐体高径比增大到2.0都能使该储罐满足弱顶结构的设计要求。研究结果可为储罐弱顶结构的改进提供参考。     

平面电容传感器热障涂层缺陷检测系统

为有效检测热障涂层的缺陷,研究基于平面电容传感器的缺陷检测系统。该文对用于热障涂层缺陷检测的平面电容传感器的工作原理进行分析,结合热障涂层的结构,利用COMSOL有限元仿真软件对传感器结构进行优化设计,设计微小电容检测电路,并通过复导纳的方法提取检测信息,搭建热障涂层缺陷检测系统,并对系统的性能进行测试。实验测试中对3种不同厚度的氧化铝陶瓷片进行复导纳的检测,通过对检测结果进行数据分析更易区分不同厚度的陶瓷片,即基于平面电容传感器的缺陷检测系统可以有效检测出热障涂层的厚度变化缺陷。     

一种适用于原位纳米力学测试的AFM测头

设计并制作了一种适用于原位纳米力学测试的原子力显微镜(AFM)测头.测头由光学检测系统和Z向压电陶瓷微位移机构组成.其中光学检测系统采用光杠杆与显微镜同轴光路检测探针形变,压电位移机构内置电容传感器可实现探针进给量的闭环控制.标定实验表明该测头闭环位移分辨力优于10 nm,在标定范围内具有很好的线性.利用该测头对某型微悬臂梁法向弹性常数进行了测量,测得值与采用具有溯源性的标定方法所得结果一致.     

钛合金扩散焊微小缺陷弱磁检测试验研究

针对60 mm厚钛合金扩散焊中未焊合和紧贴型微小缺陷,提出一种新的钛合金扩散焊弱磁检测方法。利用基于弱磁原理的固相焊缝检测系统采集试件表面弱磁信号,分析扩散焊不同缺陷的磁信号特征。结果表明:弱磁方法可检测出埋深60 mm,厚度0.02 mm未焊合缺陷和直径0.01 mm紧贴型缺陷,可根据表面磁感应强度和磁感应强度梯度信号判断缺陷位置。磁异常幅值、磁异常宽度和基于拉依达准则的磁梯度阈值可作为识别缺陷类型的磁信号特征量,可有效判别出钛合金扩散焊中的未焊合和紧贴型微小缺陷。弱磁检测技术在大厚度钛合金扩散焊微小缺陷的无损评估中具有可行性。     

套管对水三相点的影响研究

为了研究套管对水三相点的影响,研制了计阱内径分别为16 mm和18 mm的水三相点容器以及直径为15.5 mm的套管。通过在计阱内加套管和不加套管,并利用准确度为0.02×10^-6的交流比较仪电桥测量标准铂电阻温度计在计阱内的电阻值,比较不同直径水三相点容器内套管对水三相点的影响。实验结果表明:实验中套管对水三相点值的影响小于30 μK,且在相同的测量条件下,套管的直径与水三相点容器温度计阱的内径越接近,套管对水三相点值的影响越小。     

大型LNG储罐罐底保冷层结构优化研究

针对大型LNG储罐罐底漏热量大及基础保冷性能差等问题,对储罐底部保冷结构进行了优化,并对不同储罐底部基础的温度场分布和漏热量进行了数值模拟和现场对比分析。结果表明:储罐冷损失与泡沫玻璃砖厚度呈双曲线函数关系,在内外壁温差为185 K时泡沫玻璃砖保冷层厚度设置为600 mm保冷效果显著,再增加厚度时保冷损失减小缓慢;储罐基础采用夯土基础时保冷性能优于柱桩基础,而夯土基础需在罐底设置加热系统,因此工程上大型LNG储罐需根据实际情况进行选择。     

铁氧体/碳化硅/石墨三层涂层复合材料介电性能

选用柔性涤纶针织物为基材,以铁氧体、碳化硅和石墨分别作为底层、中层和表层吸波剂,在基材上进行三层复合涂层整理,制备不同厚度的复合材料。探讨了底层、中层、表层厚度对介电常数实部、虚部和损耗角正切的影响。结果表明:该复合材料在低频段具备良好的介电性能,涂层厚度对介电常数实部、虚部和损耗角正切影响较大;底层铁氧体涂层厚度为0.5mm,中层碳化硅涂层厚度为0.3mm,表层石墨涂层厚度为0.3mm时,铁氧体/碳化硅/石墨三层涂层复合材料的介电常数实部、虚部、损耗角正切最大。     

基于峰值检测的MEMS器件微弱电容检测电路

针对MEMS器件研制中微弱信号的检测问题,提出了一种适用于电容式MEMS器件的微弱电容检测电路.此电路采用峰值检测技术,原理及结构简单;只检测待测电容的变化量,既可用于差分式检测,也可应用于单一待测电容的情况.首先利用正弦载波信号和微分电路对电容量进行载波调制,再通过减法电路得到幅值与电容变化量成比例的正弦信号,最后采用峰值检测方法解调信号,得到直流量输出.利用微小可调电容进行标定,结果表明检测电路的线性度良好,灵敏度约为3.631V/pF,精度达到0.2%.利用该检测电路检测MEMS陀螺上振动频率为2.85kHz的梳齿驱动器的电容量变化,输出信号频率为（2.85±0.02）kHz,误差低于0.7%,说明该电路能够应用于MEMS器件的微弱电容检测.     

超高层筏板基础大体积混凝土温度场分布现场试验研究

通过对某超高层筏板基础大体积混凝土浇筑养护过程进行温度实时监控试验,研究了混凝土水化热温度场在竖向、横向以及不同厚度处的实际分布规律。在基础不同厚度区域9 350 mm、4 500 mm和2 700 mm采取了“下密上疏”和“中密边疏”的监测层位布置方案,利用全自动温度巡检仪实时记录温度变化。结果表明,大体积混凝土最高温出现于竖向方向距离底层向上2 000 mm处左右,横向方向位于散热方式较少的中心处,随着混凝土厚度的增加,混凝土的最高温度也升高。当混凝土开始降温时,混凝土温度下降速率由快到慢依次是顶层、中心层、底层。该结果可为超高层筏板基础大体积混凝土的温度控制及施工养护提供理论参考。     

新型多纤维陶瓷电容器的设计

提出了一种新型多纤维陶瓷电容器(MFC)。MFC由众多纤维电容器并联而成，而每根纤维电容器由内电极(导电纤维)、介电层和外电极构成。理论分析表明，当纤维直径与介电层厚度相匹配时，MFC的电容比多层电容器(MLC)的电容大，而且MFC也具有更优异的抗击穿性能。     

液化天然气(LNG)储存容器中的分层与翻滚

针对储罐中液化天然气（LNG）在温度差和密度差下的分层行为，建立LNG分层的异重流模型。并利用Lorenz方程描述异重流下层的热对流状态。采用耦合映象格子模型求解Lorenz方程，并引入对流强度量判断系统分层涡旋的产生和发展。对系统的数值模拟研究，确定了系统处于独立循环、分层翻滚及对流循环状态时对应的瑞利数Ra临界值。证明了系统在密度差趋于相等时，分界面被打破，LNG大量蒸发出现分层翻滚现象；并得到了系统随主要控制参数Ra的发展过程及分层翻滚发生的时间、高峰蒸发量等。计算表明：对于给定的密度差和温度差，底层的LNG厚度越大，则出现翻滚现象的时间越迟；底层厚度越大，高峰蒸发速度也越大，较易引发储罐超压；对于给定温度差，底层LNG密度较大时，出现翻滚的时间会相对提前。     

基于COMSOL的纸浆模塑干燥模拟及验证

目的 研究采用COMSOL Multiphysics模拟纸浆模塑干燥效率及厚度变化的可行性。方法 基于多孔介质理论,应用有限元仿真软件COMSOL Multiphysics建立纸浆模塑干基含水率随时间变化的热湿、水分流动、非等温流动多物理场耦合模型,考虑干燥中含湿多孔介质的湿空气热对流及多孔基体的热传导,模拟在热板加热条件下纸浆模塑的干燥效率和厚度的变化,并与实验结果进行比较。结果 模型内域探针所得模拟结果与实验结果具有良好的一致性,在干燥后期厚度预测误差范围为0.4%～7.7%,干燥效率预测差异值最低为4.3%。结论 采用COMSOL Multiphysics模拟纸浆模塑干燥过程可行。     

复合构件粘合质量超声多次脉冲反射检测方法

本文介绍了复合构件粘合质量的超声多次脉冲反射检测方法,该方法可以无损地检测出复合构件内部的脱粘或灌胶不到位等缺陷。所能检测的最小缺陷是:面积大小为探头直径的1/2、间隙厚度的量级为10~(-2)mm。在实际检测中所术用设备为CIS-36型全数字式超声波探伤仪和Φ10mm的2.5MHz直探头。     

电容传感器在薄板在线测厚中的应用

运算型电容传感器用于测厚的原理，以及应用于薄型带材厚度检测的实现方法。     

介电谱法监测贴壁细胞生长的研究

使用介电谱方法监测了贴壁细胞培养过程中细胞数目的变化。贴壁细胞在经修饰过的培养皿底面生长,连续5天每隔12小时取样测量其在0．1-10MHz范围内的介电谱,同时检测培养液中谷氨酰胺、葡萄糖和乳酸的浓度变化。对测得的介电谱值进行了误差修正,以消除杂散电容和电极极化的影响。经修正的细胞电容与细胞数间存在明显的线性相关性,而代谢产物及消耗物则与电容没有明显的关联。此实验为贴壁细胞的培养提供了一种可行的在线监测方法。