A Dual Band Polarization-insensitive Tunable Absorber Based on Terahertz MEMS Metamaterial

We present the design, numerical simulations and characterization of a dynamically tunable dual band metamaterial absorber that shows two distinct absorption peaks in terahertz (THz) regime. The designed absorber consists of a metal ground plane fixed on substrate and a movable metamaterial suspended above the ground plane. Through applying a bias voltage to adjust the height between the suspended elements and metal ground plane, we can switch absorber's state between absorption and reflection. Moreover, the designed absorber is polarization-insensitive and can be operated over a wide range of incidence angles owing to the high degree symmetry of designed structure.     

具有辅助灭弧室回路的高压交流接地开关开合感应电流试验探讨

笔者简单介绍了新出现的并联灭弧室的高压接地开关基本情况,并详细讨论了感应电流开合的基本要求、试验原理和试验回路。针对此类新形式的接地开关开合电磁感应和静电感应电流的容量试验,进行了回路的计算和模拟分析。最后根据实际的试验情况结合试验波形,提出了此类开关在进行感应电流开合时,应注意主断口与并联灭弧室的联动配合时间问题。     

Study on Graphene Oxide-Modified Polyacrylonitrile Hollow Fiber Membrane

Abstract

In this paper, a multilayer diazo resin-graphene oxide/polyacrylonitrile composite membrane was prepared by layer-by-layer self-assembly and UV-induced modification of commercial polyacrylonitrile (PAN) hollow fiber membranes grafted with diazo resin (DR) and graphene oxide (GO). Scanning electron microscopy (SEM), infrared spectroscopy, contact angle, thermogravimetric analysis (TG), water flux and adsorption properties of heavy metals were studied. The results showed that diazo resin (DR) and graphene oxide (GO) were successfully grafted onto PAN membranes by layer-by-layer self-assembly. Carbonyl and carboxyl groups appeared on the surface of the modified PAN membranes; layer-by-layer self-assembly modification did not destroy the original morphology of PAN membranes, resulting in smaller pore size and higher surface roughness; hydrophilicity of the modified PAN-(DR-GO)₃ membranes. The contact angle of pure water decreases from 87.8 degrees to 55.5 degrees, and the water flux increases from 733.30?g.m^?1.h^?1 to 1250.48?g.m^?1.h^?1. The thermo gravimetric curves of PAN films before and after modification did not change significantly, and the PAN films before and after modification had good thermal stability. The modified PAN membrane can achieve adsorption equilibrium in a relatively short time, and has good adsorption performance for heavy copper ions, with the adsorption rate as high as 92%.     

Synthesis of Zinc Oxide Nanowire-Nanowall-Like Hybrid Structures on Graphene

ZnO nanowire-nanowall-like hybrid structure on graphene was synthesized with a simple chemical vapor deposition technique. This was done without a template by utilizing a catalyst to control the growth time and condensation. The surface morphology of nanostructure was characterized by using a field emission scanning electron microscope (FE-SEM). We found that the ZnO nanowire-nanowall-like hybrid structure was uniformly deposited on the graphene. The extremely strong ZnO (0002) peaks were observed by using x-ray diffraction (XRD). This method showed the preferred (0001) orientation and high crystalline quality of the ZnO nanostructures. The optical properties were investigated utilizing photoluminescence (PL). These results showed the strong green-yellow emission attributed to the robust inner reflection and scattering. This simplified method has great potential in synthesizing uniform ZnO nanowire-nanowall-like hybrid structures on graphene. These nanostructures may have important applications in new types of flexible gas sensors or other fields demanding high surface area materials.     

蓄电池激发极化的研究

蓄电池在电器设备中占有十分重要的地位。目前,电源中广泛使用的免维护铅酸蓄电池的所谓失效,都直接表现为内阻增大、端电压升高、容量不足、使用性能明显下降等。直接影响蓄电池内在质量的两个重要技术指标是,蓄电池的放电容量和蓄电池的循环使用次数,即使用寿命。蓄电池硫化的两个重要因素是极化电压和记忆效应。其中极化电压是在充电过程中,电荷堆积于蓄电池电极上而产生的反向电压,实际上表现为蓄电池的内阻增加。蓄电池激发极化是在充电的后半个周期的3/4时间段内,注入可变频率的激发脉冲于蓄电池内,使之与蓄电池极板上硫酸盐结晶产生共振,以此作为去极化的一种方法。     

Realizations of Electromagnetically Induced Transparency Effect in Microwave Frequency Based on Metamaterials

Abstract

A novel electromagnetically induced transparency (EIT) effect analogue based on metamaterials is proposed, which is composed of metal-based H shaped cut wires (MH) and parallel cut wires (MPW) on F4BM substrate. Distinct EIT-like window can be observed under irradiation of plane wave with y polarised direction through the coupling of bright element MH and dark element MPW. In addition, relative position of MH and MPW can influence the EIT-like effect which can be validated by experimental test and expressed by damping rate of bright mode and coupling coefficient of bright-dark mode on the basis of two particles mode. The work exhibits guiding function in EIT designs and realizations.     

基于电磁声发射的金属板裂纹检测实验研究

通过对金属部件进行电磁加载会在金属裂纹处激发出声发射信号,利用这一现象可以实现对金属结构件的无损检测.本文对电磁声发射技术的原理与实现进行了深入分析,设计了相应的电磁加载实验装置,并针对铝质薄板试件进行了电磁声发射试验,通过对实验采集信号进行时频分析,研究了电磁声发射信号随加载条件和试件类型的变化规律,验证了带裂纹金属...     

带负载阻抗角反馈的主动频移孤岛检测技术

孤岛检测是分布式光伏并网发电系统稳定可靠运行的关键技术之一,而传统的主动式孤岛检测技术难以平衡检测准确性和电能质量之间的矛盾。因此,详细分析了负载特性对孤岛检测的影响,针对并/离网逆变器模型提出了一种带负载阻抗角反馈的主动频移孤岛检测技术,通过反馈实时负载阻抗角改变注入的电流频率扰动,提高了单台逆变器和多逆变器光伏并网发电系统孤岛检测的准确性,消除了检测盲区。同时,通过提出的孤岛检测方法进行分段式改进,降低了由非线性因素引起的并网电流谐波畸变率,改善了系统的电能质量。仿真和实验均验证了所提孤岛检测方法的有效性和可行性。     

基于ZnO/Graphene纳米复合材料紫外光探测器的制备与实现

利用化学气相沉积法制备氧化锌（ZnO）纳米线,通过微加工工艺获得了基于 ZnO 纳米线与ZnO石墨烯量子点纳米复合材料的紫外光探测器。ZnO 石墨烯纳米复合材料的结构和表面形貌通过 X 射线电子衍射和扫描电镜来表征,结果表明,ZnO 纳米线的直径约为33 nm,与石墨烯量子点很好地复合在了一起。利用紫外可见吸收谱对样品的光吸收进行了记录,实验表明,基于ZnO复合石墨烯量子点纳米复合材料的紫外探测器在 UV 照射下显示出良好的光响应行为,该类型基于ZnO复合石墨烯量子点探测器可能在ZnO紫外探测的应用方面具有潜在的意义。     

潮流雅可比矩阵中有功/相角子矩阵的分析

探讨了潮流雅可比矩阵中有功/相角子矩阵的性质,给出了该矩阵可逆的充分条件及其奇异的必要条件。这些理论结果不仅可以澄清对该矩阵性质的模糊理解,而且可以为基于降阶潮流雅可比矩阵的应用提供坚实的数学基础。IEEE 14节点算例的仿真结果说明了该理论分析的正确性。     

羧基修饰石墨烯吸附SF6分解组分的DFT计算

为研制高灵敏度SF6气体分解组分检测传感器,利用基于第一性原理的密度泛函理论(DFT)方法,采用分子模拟软件对SF6主要放电分解组分(SO2,SOF2,SO2F2,CF4)在羧基修饰石墨烯表面的吸附特性进行了模拟计算,从微观角度研究了羧基修饰石墨烯检测SF6气体放电分解组分的气敏机理。理论计算了单分子吸附过程中表征吸附性能特征参量的吸附能、吸附距离、净电荷转移量、分子前线轨道以及态密度。结果表明:羧基的修饰能够有效提高石墨烯的吸附性能,且羧基石墨烯效果更好,对4种分子吸附效果强弱依次为SO2>SOF2>SO2F2>CF4,其中SO2在羧基石墨表面发生较为强烈的化学吸附效应。     

基于DDS技术的电磁声发射涡流加载电源

电磁声发射技术是一种新型的无损检测技术,通过对导电部件进行电磁加载产生洛仑兹力,进而激发声发射效应,并通过这个效应来进行无损检测。传统的电磁声发射技术使用电极直接加载的方式引入电磁激励,存在激励电流过高、加载不方便等缺点。本文使用电磁线圈引入电磁激励,利用电磁线圈激发的瞬时电磁场加载在缺陷处,激发缺陷自身产生声发射信号,以提高对金属薄板中微细缺陷的检测能力。针对电磁声发射技术要求电源的输出功率较大、输出脉冲数可以调整并且电路的输出频率变化较大的特点,本文设计了一种基于直接数字频率合成技术的新型涡流激励电源。该电源主要包括信号产生、功率放大、串联谐振三部分,其中控制电路为核心部分。实验结果证明,该系统工作稳定,参数调节方便,能够满足电磁声发射检测对激励源提出的要求。     

基于电流相角突变量方向的有源配电网保护

随着分布式电源(DG)的大量接入,配电网的结构由传统的辐射型改变为多端电源系统。由于DG出力的随机性,传统的基于电流幅值的保护方案很难整定。通过研究故障前后电流相角的变化,得出了电流相角突变量方向与故障位置的关系,并由此提出一种新的电流纵联方向保护方案。由于该方案只利用电流信息,避免了安装电压互感器。对于规模巨大的配电网,具有经济性。由于只需传输判定结果,降低了对通信通道的要求。最后,通过仿真分析,对保护方案进行了验证。     

基于自抗扰的高速列车升力翼攻角驱动系统同步控制

针对高速列车升力翼中双电机协同控制攻角高精度控制的问题,提出了一种基于改进型自抗扰控制器的新型控制策略。该策略改进位置环,并将交叉耦合结构中的位置误差反馈至电流环,实现高精度控制,从而解决高速列车升力翼系统在实际应用中存在的滞后性以及抗干扰能力弱等问题。通过MATLAB/Simulink仿真验证该方法的快速响应能力、抗干扰能力以及电机同步效果。仿真结果表明,在给予不同负载扰动的情况下,该方法能够极大地提升系统的响应速度,且抗干扰能力与同步效果优异,能够帮助高速列车升力翼实现高精度的攻角变换。     

碳纤维复合材料不同深度缺陷的太赫兹检测研究

太赫兹(THz)无损检测技术具有非破坏性、非电离和非接触的优点,在航空航天领域纤维增强复合材料无损检测中得到了较快的发展和应用。在碳纤维复合材料层合板的4个不同深度(0.225、0.450、0.675、0.900 mm)插入聚四氟乙烯作为人工缺陷,采用太赫兹时域光谱和成像系统对其进行成像和光谱分析,探讨太赫兹波辐射下缺陷的成像效果和光谱特性。研究结果发现,在0.25~2.0 THz频率范围内,太赫兹反射成像可以成功检测出碳纤维复合材料中不同深度缺陷:随着缺陷深度的增加,太赫兹频域成像信号和光谱信号随缺陷深度线性增大,吸收系数成像信号和光谱信号随缺陷深度线性减小;随着频率的增加,缺陷的功率谱密度先增大后减小,吸收系数缓慢增大。该结果可以为碳纤维复合材料缺陷深度的可视化和定量化分析提供参考依据。     

同杆双回线路感应电压和感应电流测量与计算

为了解决同杆双回输电线路在一回运行、一回检修时,由于两回输电线路间的静电耦合和电磁耦合作用,在检修回路中会产生感应电压和感应电流,可能对正在检修的工作人员的安全造成危害,同时对接地开关的操作带来不利的影响的问题,对同杆双回线路感应电压、感应电流及其影响因素进行了实际计算和理论分析,带并补的同杆双回线路和部分同杆架设双回线路的感应电压和感应电流采用分布参数法、电磁感应理论等进行简要分析,最后对几条330kV同杆双回线路的感应电压、感应电流进行了现场实测和电磁暂态仿真计算,在此基础上提出了检修人员应需全套屏蔽服、采用地电位作业的检修防护措施。     

电射流沉积纳米复合电极的超级电容研究

利用电射流沉积技术,以石墨烯/聚苯胺复合材料为电极活性材料,制备成超级电容器。用原位聚合法得到石墨烯/聚苯胺的复合材料,制备成分散均匀的悬浮液,利用电射流沉积装置在碳纸上沉积电极,将电极和凝胶电解质(PVA-H_2SO_4)基于三明治结构组装成超级电容器。测试其电化学性能,电射流沉积法制备的超级电容器在500 m A/g的电流密度下比电容达到228 F/g,经过1 000次循环充放电后容量保留92%,比传统涂覆方法分别提高了11%和7%。研究结果表明,电射流沉积技术是制备超级电容纳米复合电极的理想方法。     

单独注入式混合型有源电力滤波器的研究

在分析单独注入式混合型有源电力滤波器(Hybrid Active Power Filter with Injection Circuit,简称IHAPF)基本原理与控制策略的基础上,得出基于检测负载谐波电流的控制策略在工程应用上具有优势的结论.建立了基于检测负载谐波电流控制策略的IHAPF的数学模型,根据该模型得出系统的传递函数,并通过稳定判据得到了使系统保持稳定的控制器参数取值范围.实验结果表明,采用基于检测负载谐波电流的控制策略时IHAPF能达到理想的滤波效果,并且能确保系统安全稳定运行.     

一种三相大容量有源电力滤波器的研究

为了提高串联型有源电力滤波器的容量,提出串联变压器的二次侧多补偿绕组结构。每个补偿绕组配置一个逆变器,通过逆变器向相应的补偿绕组注入基波电流,当变压器原副边基波电流满足基波电流补偿条件时,串联变压器的一次侧对基波电流呈现很低的阻抗,而对谐波电流呈现很高的阻抗,从而迫使谐波电流流入无源滤波电路。研制了一套100 kVA的样机,实验结果证明此滤波器具有很好的滤波特性。     

基于神经网络电流检测的有源电力滤波器研究

给出了一种用于有源电力滤波器的神经网络谐波及无功电流检测方法，并对基于该方法的并联型有源电力滤波器进行了研究。给出了仿真结果和实验结果。