银掺杂氧化锌基乙炔气体传感器的 检测特性研究

乙炔(C_2H_2)气体是运行电力变压器油中溶解的主要故障特征气体之一,能有效反映变压器的放电故障;气体检测传感器及其检测特性是实现故障气体在线分析的关键。提出一种金属银(Ag)掺杂氧化锌(ZnO)基的纳米传感器,基于实验室微量气体平台研究其对C_2H_2气体的检测特性及气敏机理。结果表明:由于Ag掺杂以后为ZnO表面引入了杂质能级,掺杂后的ZnO纳米传感器表现出比未掺杂更高的灵敏度和更快的响应特性,并保持良好的线性度和稳定性。该结果为高性能ZnO基C_2H_2气体传感器的研究提供了新思路。     

CuO-SnO2纳米传感器的H2检测特性研究

氢气(H2)是变压器油中溶解的主要故障特征气体之一,能有效反映电力变压器的高能放电、火花放电或局部放电等电性故障和油局部过热现象.气体传感器技术是油中溶解微量气体在线监测的关键.采用CuO掺杂SnO2纳米传感器研究其对变压器油中溶解气体H2的检测特性,并介绍其制备方法和实验步骤,分析其气敏机理.结果表明:CuO掺杂SnO2后形成了许多p-n结,从而改变了复合SnO2基纳米传感器对H2气体的气敏特性;与纯SnO2气体传感器相比,CuO-SnO2纳米气体传感器对H2表现出更高的灵敏度和更快的响应特性,并保持良好的线性度和稳定性.该结果为应用复合气体传感器对变压器油中溶解气体在线监测的研究提供了一种新思路.     

变压器油中气体拉曼光谱检测及信号处理方法

准确检测变压器油中溶解故障特征气体是诊断变压器运行状态的重要技术手段之一。论文基于拉曼光谱和腔长调制频率锁定原理,搭建了变压器故障特征气体频率锁定腔增强拉曼光检测平台,实现了H_2、CH_4、C_2H_2、C_2H_4、C_2H_6、CO、CO_2等七种故障特征气体的同时检测;1atm时,H_2、CH_4、C_2H_2、C_2H_4、C_2H_6、CO、CO_2的最小检测浓度实验值分别达到106、25、45、73、41、170、126(ppm)。频率锁定增强腔技术使最小检测浓度提高了约68倍。运用小波模极大值法对H_2的拉曼光谱检测信号进行了去噪处理,提出了基于包络线迭代法的光谱基线校正方法,校正后的光谱荧光背景残留减少,使气体拉曼光谱检测准确度提高了约2.95%,为变压器油中溶解故障气体同时准确检测提出了一种新方法。     

城市危险品气体辨识技术的研究

城市危险品气体检测对于城市安全至关重要。利用SnO_2,In_2O_3,SnO_2/NiO,SnO_2/In_2O_3,SnO_2/Pa,SnO_2/Sb 6种旁热式气敏元件组成的气体传感器阵列,分别采用BP神经网络、支持向量机(SVM)和极限学习机(ELM)3种气体辨识方法实现对城市危险气体中常见的3种气体(NH_3,HCOH,C_7H_8)进行定性的识别。测试结果表明:基于SVM与ELM的气体辨识技术对于含有低浓度甲醛的混合气体定性识别率达100%,且在收敛速度、泛化性能等方面较BP神经网络有明显提高。     

变压器油中溶解气体光声光谱检测交叉干扰抑制方法研究北大核心CSCD

基于光声光谱技术对变压器油中溶解气体类型与含量进行在线监测,有利于发现设备的潜伏性故障,然而多组分气体之间的交叉干扰会造成检测精度的降低。文中搭建了多组分气体标定试验平台,对多组分气体的交叉干扰系数进行了标定计算,并提出了一种交叉干扰标定算法以消除交叉干扰并提高检测的精度。将该标定算法应用于制备的3种浓度变压器油气样本光声光谱检测试验,结果表明:通过所提出的多组分气体交叉干扰标定算法,使变压器油中CO、CO_(2)、CH_(4)、C_(2)H_(2)、C_(2)H_(6)的光声光谱测量误差均达到了测量标准中的A级测量误差要求;C_(2)H_(4)在中、高浓度下,其测量结果满足A级误差要求,在低浓度下满足B级误差要求。另外,试验也表明:待测气体中的水含量越低,光声光谱测量曲线与标准曲线之间的相位差越大,对检测精度的影响越大。     

SnO_2/TAPP复合薄膜光波导传感器的气敏性研究

硫化氢(H_2S)是工业废气的主要成分之一,在空气中痕量H_2S气体都会对人体健康造成严重危害,因此,有效地检测H_2S气体至关重要。利用旋转甩涂法分别将SnO_2粉末和5、10、15、20-(四-4-氨基苯基)卟啉(TAPP)固定在K~+离子交换光波导元件表面,制备了SnO_2/TAPP复合薄膜光波导(OWG)气体传感器(SnO_2/TAPP-OWG),在室温下对H_2S气体进行了检测,并考察了旋转速度和TAPP溶液浓度对SnO_2/TAPP-OWG传感器气敏性的影响。实验结果表明,当旋转速度为1 100 r/min并TAPP溶液百分质量浓度为0.42%时,SnO_2/TAPP-OWG传感器对H_2S的响应最佳,并能够检测1×10~(-11)(V/V_0)的H_2S气体。当SnO_2/TAPP-OWG暴露于1×10~(-9)(V/V_0)的H_2S气体时,响应时间和恢复时间分别为2.7和50 s,具有良好的重复性,并且相对标准偏差(RSD)值为3.00%。     

多种分层纳米氧化锌传感器C2H2检测特性研究

乙炔(C2H2)气体是运行电力变压器油中溶解的主要故障特征气体之一,能有效反映变压器的放电故障。气体传感器是在线监测油中溶解气体的核心。提出一种不同形貌结构的分层氧化锌(Zn O)纳米传感器,基于实验室平台研究其对变压器油中溶解气体C2H2的检测特性及气敏机理。结果表明:由于比表面积的提高,花状Zn O纳米传感器比棒状和颗粒状Zn O纳米传感器表现出更高的灵敏度和更快的响应特性,并保持良好的线性度和稳定性。该结果为高性能C2H2Zn O传感器的研究提供了的新思路。     

油中溶解C2H4气体的光声探测

光声光谱气体分析技术灵敏度高,不消耗被测气体,克服了传统的变压器检测的气相色谱分析方法的缺点。文中采用了光声光谱法对C2H4气体进行探测,论述了光声信号的产生原理,用CO2激光器作光源对C2H4气体浓度进行了测量,证实了该技术在油中溶解气体浓度测量中的实用价值。     

RPCVD SnO_2薄膜气敏元件初探

本文介绍用等离子体激活化学气相淀积(RPCVD)方法在平板陶瓷基片上淀积纯SnO_2,得到稳定性好,工作温度低及灵敏度高的薄膜气敏元件。研究了该元件对H_2、C_2H_5OH,LPG 及CO 等气体的气敏效应,以及元件的稳定性和湿敏特性。提出了采用分子筛选膜的多层结构来改善选择性的设想。与烧结型元件相比,肯定了薄膜型元件是一种很有希望的气敏元件。     

多种分层纳米ZnO传感器C_2H_2检测特性研究

乙炔(C2H2)气体是运行电力变压器油中溶解的主要故障特征气体之一,能有效反映变压器的放电故障。气体传感器是在线监测油中溶解气体的核心。提出一种不同形貌结构的分层氧化锌(Zn O)纳米传感器,基于实验室平台研究其对变压器油中溶解气体C2H2的检测特性及气敏机理。结果表明:由于比表面积的提高,花状Zn O纳米传感器比棒状和颗粒状Zn O纳米传感器表现出更高的灵敏度和更快的响应特性,并保持良好的线性度和稳定性。该结果为高性能C2H2Zn O传感器的研究提供了的新思路。     

氢气光化学传感器的最新进展

氢气在航空、石油化工、医药、能源等领域有着广泛的应用。因其具有易燃、易爆等特点，发展快速、灵敏、准确的氢气监测方法非常重要。本文综述了近年来用于测量氢气的光化学传感器的最新进展。     

高含H2S天然气的钢制压力容器设计

介绍了开发含H2S天然气研究和工程设计的实践经验,解读国外标准和大量的HIC和SSC验证评定试验以及已有成功经验,提出了H2S≥8％、压力≥4．0MPa的天然气压力容器的选材、结构设计、设计计算,HIC,SSC验证评定和制造检验及验收基本作法和要求,为高H2S,CO2的高酸性气田开发和建设提供参考经验。     

基于西门子PLC的HNx中氢气含量PID级联闭环控制

基于西门子S7-400 PLC,设计了一种双PID控制器级联闭环控制模型,能实现稳定、精确地控制氮氢混合气体(HNx)中氢气的含量。该应用自投入运行以来,运行状况非常稳定,完全满足了现场控制的要求。     

Fretting fatigue strength of SCM435H steel and SUH660 heat‐resistant steel in hydrogen gas environment

Utilisation of hydrogen is expected to be one of the solutions against the problems of exhaustion of fossil fuels and reduction of carbon dioxide emissions. Evaluation of the materials for hydrogen utilisation machines is required. The objectives of this study are the characterisation of fretting fatigue strength of low‐alloy steel SCM435H and heat‐resistant steel SUH660, and the validation of effectiveness of nitriding in hydrogen gas environment. Fretting fatigue tests were conducted up to 3 × 10⁷ cycles. The decrease of fretting fatigue strength in hydrogen gas environment was found at the long‐life region exceeding 10⁷ cycles. The amount of the decrease of the fretting fatigue limit at 3 × 10⁷ cycles was 11% for SCM435H and 15% for SUH660. However, at the stress level above the fretting fatigue limit in air, the finite life in hydrogen gas increased more than that in air. The cause of extension of fatigue life was the delay of start of stable crack propagation. Fretting fatigue crack, which was smaller than 200 µm in length, consumed approximately 60% of the fatigue life in hydrogen gas environment. Fretting fatigue crack was steadily propagated after the test was started in air. Observations of the fretted surface showed that the fretting wear process in hydrogen gas environment was dominated by adhesion. Tangential force coefficient was higher in hydrogen gas environment than that in air. It is considered that the adhesion has a close relation to crack initiation in hydrogen gas environment, and as a result, the failure of specimen occurred at a lower stress level comparing the fretting fatigue limit in air. Copyright © 2008 John Wiley & Sons, Ltd.     

天然气替代丙烷切割在液压支架中的推广使用

通过对天然气和丙烷在金属切割应用中的特点及成本进行分析、试验、比较,总结出增效天然气比丙烷混合气体更适用于板料切割,采用天然气代替丙烷切割是一种必然趋势。     

CO_2气体冷却器的性能模拟与优化计算

CO2气体冷却器的结构和换热效果对CO2跨临界制冷循环的性能影响较大,为了能设计出高效的气体冷却器,有必要对CO2气体冷却器进行性能模拟和优化研究。本文首先建立了CO2气体冷却器分布参数计算模型,对CO2制冷剂的出口温度、冷却水出口温度和换热量进行了模拟计算,并与试验测试结果进行了比较,验证了模型的可靠性。然后利用该模型对CO2气体冷却器进行了优化计算,主要分析了换热管径和管长对热重比及压降的影响。结果表明,热重比随管径的增大而下降,随管长的增加而增大。综合考虑热重比和压降两方面因素,CO2气体冷却器适合选择小管径和长管长。     

Study on application of wet gas metering technology in shale gas measurement

The application of wet gas flow meter at shale gas wellhead is of great significance to reduce the investment and operation cost of shale gas extraction. In this paper, the flow conditions at the wellhead of shale gas and the principles of the current wet gas flow meters are briefly analyzed. A wet gas flow meter was tested on the wet gas flow test facility, and its performance of flow rates evaluation is studied, which is helpful to optimize the wet gas metering process design of shale gas wellhead and to improve the wet gas metering technology. This study shows that the measurement principles of the current wet gas flow meters are feasible, however, the calibration by using the wet natural gas at working conditions can help to enhance the meter's measure performance.