氢敏传感器的开发研究

半导体氢敏传感器是一种新型气敏元件。它是以金属钯作为栅极，由Ｐｄ－Ｓｉｏ２－Ｓｉ构成的钯栅场效应管。本文研究了它的结构及性能，它可用于氢气的探漏与检测，也可间接地实现对其他气体如变压器油、煤气等含氢气体的检测与预报。     

钢渣混凝土的Seebeck效应研究

试验研究了钢渣混凝土的Seebeck效应,并探讨了钢渣掺量和养护龄期对其Seebeck效应的影响。研究结果表明,钢渣混凝土具有很好的Seebeck效应,试块上下表面温差与温差电动势呈线性关系;随着钢渣掺量的增加,温差电动势与温差关系的线性规律先增强后减弱;随着养护龄期的延长,钢渣混凝土的Seebeck效应越好,TEP越趋于稳定。     

载体催化元件恒温检测甲烷浓度的研究

基于载体催化元件检测甲烷浓度的基本原理,提出了采用载体催化元件和参比元件组成惠斯登测量电桥,运用温度自动控制系统达到恒定甲烷无焰燃烧温度,实现甲烷浓度的测量。扩展了采用载体催化元件测量甲烷浓度时的测量范围,减轻了催化剂的高温烧结和挥发现象,延长了载体催化元件的使用寿命。并建立了相应的温度自动控制和甲烷浓度测量的数学模型。     

高塞贝克系数的氧化物热电材料(英文)

热电材料是一种直接将热能和电能进行相互转换的能源材料,在废热(余热)发电、太阳能热源发电等方面有广阔的应用前景.氧化物热电材料具有性能稳定、可在高温环境下长期工作、无污染及成本低廉等优点,已成为高温热电转换材料领域研究的热点之一.系统阐述了氧化物热电材料的研究现状,讨论了结构调控技术提高材料热电性能的原因,并提出了氧化物热电材料的发展方向.     

定压低温式甲烷检测方法的研究

提出了一种定压低温式甲烷检测方法，并分析了其工作原理和特点。该方法综合了传统电桥检测法和恒温检测法的优点，是一种先进而实用的甲烷检测方法。     

甲烷催化裂解制氢气的研究

甲烷制氢有很多种方法,而其中甲烷催化裂解制氢因其耗能少、不产生COx而成为一种较有前景的方法。文章从提高甲烷制氢转化率着手,介绍了操作条件如反应器形式、反应时间、温度、流速等及催化荆活性碳尺寸对反应的影响。另外,介绍了副产品碳的可能应用领域。     

基于气液相转变效应的SAW气体传感器

针对传统涂敷敏感膜的声表面波（SAW）气敏传感器存在成膜困难、选择性差、重复性差以及再生性差等问题，提出了一种基于气体气液相转变效应来检测痕量挥发性有机气体(VOCs)的SAW气体传感器.建立了气液相转换效应模型，推导出传感器灵敏度与温度、有机蒸气质量分数之间的函数关系，并建立了VOCs液相凝聚层负载下的SAW波传模型，仿真计算了波传频散和波传衰减，从理论上阐释了传感器具有高灵敏度.同时引入气相色谱（GC）分离柱作为无敏感膜涂敷SAW气体传感器的选择性虚拟列阵，以解决这种高灵敏度气体传感器用于混合VOCs测量时的选择性问题.初步的实验结果表明，该传感器系统具有灵敏度高（可检测质量分数为10^-9的VOCs）、分析时间短、选择性好、微型化、成本低等优势.     

甲烷检测系统的数据处理算法研究

当前煤矿普遍使用催化燃烧型甲烷检测仪,但载体催化元件长时间工作后存在零点漂移、线性变差等问题.本文设计了以单片机为控制核心的催化燃烧型甲烷检测系统,阐述了系统基本组成和工作原理.针对载体催化元件存在的问题,重点开展了数据处理算法研究;采用算术平均和滑动平均组成的复合滤波算法解决载体催化元件输出信号存在的漂移及随机噪声问题;采用分段线性插值法解决载体催化元件的输出非线性问题;给出了基于单片机的数据处理算法实现流程.实测结果表明,本系统的测量误差小于2%,验证了数据处理算法的有效性.     

光纤气敏传感器的气敏材料及其固定条件研究

考查了不同荧光物质作为基于荧光猝灭原理的光纤气敏传感器气敏材料的可能性,结果表明,钌（ＩＩ）－联吡啶的气敏性能较好。研究了用溶胶－凝胶法将气敏材料固定在传感器探头端面的条件     

新型CO2气敏元件的研究

利用纳米技术和半导化技术,制备了ＣｕＯ－ＢａＴｉＯ３复合氧化物电子陶瓷电容型ＣＯ２气敏元件,该元件可用于环境中ＣＯ２气体的监测。该元件在１２７－４７７℃范围,对ＣＯ２气体呈现较好的敏感特性;可测气体浓度范围０－９５％,在低浓度范围内,电容与浓度呈线性关系;能经受高浓度ＣＯ２气流的冲击,有较快的响应恢复速度;重现性和选择性较好,是一种很有发展前途的ＣＯ２气敏元件。     

A simple method for solving unidirectional methane gas flow in coal seam based on similarity solution

The equation used to model the unidirectional flow of methane gas in coal seams is usually formulated as a nonlinear partial differential equation, which needs to be solved numerically with a computer program.Nevertheless, for people without access to the computer program, the conventional numerical method may be inconvenient. Thus, the objective here is to seek some method simpler than the conventional one for solving the flow problem. A commonly used model of the unidirectional methane gas flow is considered, where the methane adsorption is described by the Langmuir isotherm and the free gas is treated as real gas. By introducing the similarity solution, a simple method for solving the flow model is proposed, which can be done on a hand calculator. It is shown by two examples that the gas pressure profile obtained by the proposed method agrees well with the direct numerical solution of the flow model.     

Research on the Seebeck effect in efficient turning process and improving tool life

In this paper, for the tool wear problem of the cutting process, the study on improving tool life has been done through the analysis of the Seebeck effect in the efficient turning process. The generation principle of the self-excited electric current in the cutting process is studied, and also its effect on the life of the turning cutter is studied, so as to reveal the mechanism of the self-excited electric current accelerating the wear of cutting tools. The study results show that the self-excited electric current which is generated during the cutting process is one of the main reasons that cause both the accelerated hardening and the low life of cutting tools to happen. Thus, if the generation of self-excited current is avoided and reduced, the cutting performance of cutting tools can be effectively improved, so to improve the tool life. The study can provide the anti-friction and anti-wear theory basis for the design of the efficient cutting tools.     

A forecasting and forewarning model for methane hazard in working face of coal mine based on LS-SVM

To improve the precision and reliability in predicting methane hazard in working face of coal mine, we have proposed a forecasting and forewarning model for methane hazard based on the least square support vector (LS-SVM) multi-classifier and regression machine. For the forecasting model, the methane concentration can be considered as a nonlinear time series and the time series analysis method is adopted to predict the change in methane concentration using LS-SVM regression. For the forewarning model, which is based on the forecasting results, by the multi-classification method of LS-SVM, the methane hazard was identified to four grades: normal, attention, warning and danger. According to the forewarning results, corresponding measures are taken. The model was used to forecast and forewarn the K9 working face. The results obtained by LS-SVM regression show that the forecast- ing have a high precision and forewarning results based on a LS-SVM multi-classifier are credible. Therefore, it is an effective model building method for continuous prediction of methane concentration and hazard forewarning in working face.     

基于主成分分析法的流域水循环效应

针对主成分分析法能解决多因素影响的优点,分别介绍了主成分分析法的原理和算法,并将其运用到流域水循环效应综合评价中.在年尺度下,选择降雨、输沙和径流作为析因变量,借助SPSS软件包进行析因研究,以黄河清涧河流域为例,确定各因素在水循环效应中的贡献率.结果表明:人类活动对流域“二元水循环”的驱动力活跃,对于减水、减沙的贡献率分别达到97.7%和92.0%,且时间尺度越大这种水循环效应表现得越明显.可以认为,在全球气候变化背景下,人类活动因子是清涧河流域水循环的主要驱动因子,降雨因子的作用不显著.     

一种提高光纤脉冲磁场传感器稳定性的新方法

采用琼斯矩阵法推导了基于法拉第磁光效应的光纤脉冲磁场传感器的信号输出表达式,分析了磁光晶体中线性双折射和圆双折射对测量准确度的影响,提出了消除线性双折射对测量影响的新方法,并讨论了减小温度对圆双折射影响的方法．实验表明,这种方法在-20℃～60℃的温度范围内测量误差小于0.15％．     

环形光纤电流传感器研究

研究环形磁旋光光纤电流传感器,提出了避免光纤双折射影响的整拍长方法和引线计算方法．     

基于球孔扩张理论的软黏土中载体桩桩端挤密加固效应

载体桩是近年来出现的一种新桩型,其主要利用柱锤对深层土体进行填料夯实,形成桩端扩大载体,从而大大提高桩体竖向承载力。虽然载体桩在实际工程中广泛应用,但目前仍缺乏较为严格的理论分析,特别在关于评价载体的加固范围和载体对土体的挤密效应方面,仍然研究较少,这大大制约了载体桩的推广和发展。针对该问题,将柱锤对填料夯实的过程简化为球孔扩张力学模型,软黏土采用修正剑桥模型的本构关系来模拟,建立球孔扩张偏微分控制方程组,通过相似变换的求解技术将偏微分方程转化为常微分方程组,利用微分方程数值求解技术获得常微分方程组的数值解。开展参数分析,探讨球孔扩张过程中孔周土体强度和刚度的变化、孔周土体挤密区的范围等,从理论角度揭示载体桩载体成形过程中的加固机理,为建立考虑桩端挤密效应的载体桩竖向承载力计算方法提供理论基础。     

光纤光栅冰力传感器的开发及应用

根据裸光纤光栅(FBG)对应变的灵敏度远高于对压力的灵敏度这一特点,设计了一种基于等强度梁结构的FBG冰力传感器,并可以通过调节封装构件的尺寸调节其测量压力的灵敏度系数。对传感器的标定结果显示,这种FBG冰力传感器的线性相关度良好,实测的灵敏度系数与理论值一致。该种传感器在冰激桥墩振动模型试验中得到了应用,成功监测了桥墩在不同冰速撞击下受到的冰力。实验表明,这种FBG传感器灵敏度高、可靠性好、对结构自身的影响很小,可直接测量冰的撞击力,适合于模型实验中的冰力监测。     

华北地区煤层含气性影响因素探讨

煤层含气性是评价煤层气勘探开发前景的决定性因素之一,影响煤层含气性的因素很多,其中较为重要的因素有煤层上覆有效地层厚度、煤的变质程度、断裂构造、盖层条件及煤层厚度等.对此进行了分析探讨,认为:影响煤层含气性的主要地质因素为煤层上覆有效地层厚度和煤的变质程度,次要因素为断裂构造、盖层条件及煤层厚度.