智能非接触全热流计的研制

研制了一种智能非接触全热流计,该热流计由辐射检测器和单片微型计算机信号采集与处理系统组成。用它不仅可以在线测量表面的全热流,而且还可同时测出被测表面的真实温度和发射率。当被测表面温度范围为100～450℃、发射率不低于0.5时,全热流的相对测量误差小于4.0％。     

等离子体破裂防护快速充气阀性能研究

托卡马克装置在放电过程中经常会发生破裂现象.破裂会对装置造成很大的危害.为了满足在实验先进超导托卡马克(EAST)装置上开展高压气体注入来缓解等离子体破裂研究的需求,基于涡流驱动的等离子体破裂防护快速充气阀已经在中科院等离子体物理研究所研制成功,该阀的成功研制为在EAST上面开展高压气体注入来缓解等离子体破裂研究提供了有效的工具.为了更加精确地测量快阀的响应时间并对其流量进行标定,搭建了基于磁栅尺的测试平台来测量快阀的响应时间,并编写了相应的测试程序,测试结果表明快阀得到触发信号后在0.5ms时间内就可以开启,其流量可以从0～70000PaL之间方便进行调节,其响应时间及流量完全可以满足等离子体破裂防护对充气系统的要求.     

接触式热流计校准装置的研制

该接触式热流计校准装置是基于保护平板法进行研制,采用标准热流密度对热流传感器进行校准。该装置主要由测量、控制、温度采集以及数据分析四个主要模块组成,通过各个模块的设计,保证了该装置的精确度。通过对不同温差、不同试样厚度上的实验数据进行分析,从而找出最优温差以及合适的隔热材料厚度,有效解决了计量部门和节能监测机构热流计量值无法溯源的问题,证实了该校准装置的精度在要求的范围内。     

EBS桥模块检测系统研究

针对目前EBS桥模块性能检测领域的技术空白,依据QC/T35-2015《汽车与挂车气压控制装置台架试验方法》和企业测试要求,研发一套针对EBS桥模块的专用在线检测装置,能够完成EBS桥模块的常规静特性、常规响应特性、电控响应特性、阶梯升降压特性的在线检测。基于研华高精度数据采集卡设计数据采集模块,采集频率为1 000 Hz;采用电气比例阀、调压阀实现输入气压的精准控制,检测系统气压测量范围为0～1.6 MPa,气压测量精度为±0.1%;上位机部分采用LabVIEW编程,实现检测流程的自动化控制和测试数据管理功能。对测试系统进行大量重复性实验,进行不确定度分析,得出响应时间的最大不确定度为0.379 5 ms,检测气压的最大合成不确定度为1.608 9 kPa,该检测系统性能稳定,满足企业测试要求。     

基于相位法的色标传感器动态响应特性测试与分析

目的 研究色标传感器的动态响应特性。方法 采用相位法测试色标传感器的动态响应特性;以嵌入式工业触摸屏为控制核心, 与色标传感器、 富士伺服电机、 伺服驱动器和编码器组成测试装置, 间接测试动态响应时间; 用MATLAB软件处理实验数据, 分析其动态特性。结果 在动态响应时间内, 根据基于触摸屏的相位法, 测得动态响应时间为2 ms, 其系统为一阶系统。结论 该测试方法简单可靠, 可以测出各种传感器的动态响应时间, 并可以判断其系统特性。     

气体浓度测量中的电化学传感器动态特性补偿

针对电化学气体传感器的动态响应延迟问题,设计了一种电化学气体传感器的动态特性测量装置,研究了气体传感器动态特性补偿及应用。为减小电化学气体传感器的动态响应时间,提出了用粒子群优化(PSO)算法对电化学气体传感器逆建模的动态补偿法,获得动态补偿滤波器模型,对电化学气体传感器的响应-恢复时间进行补偿。将补偿方法应用于研制的存储式气体浓度测试系统,测试结果表明该方法有效地改善了传感器的动态响应特性,并在响应时间上提高了3.6倍,恢复时间提高了2.8倍,具有可移植性强、易于实现的特点。     

热电偶温度自动测量及预测系统研制

在利用热电偶对石油、石化等场所的设备进行温度测量时,由于某些测试环境的特殊性,这就要求热电偶对测温点进行"瞬态"测量,而热电偶的热接点由于受热惯性的影响,短时间很难对测温点进行准确测量.考虑到热电偶测温的阶跃响应特性,利用计算机及A/D转换装置研制了热电偶温度自动监测系统并编制了温度测试系统"预测"软件,在对部分采样的数据进行线性回归后,可实现对温度信号的自动采集及对测量值的跟踪"预测",缩短了测试时间并降低了测试强度.     

热流计快速标定装置的传热分析

本文提出了一种新型的热流计快速标定装置。由于采用了箔式加热器,并以温度可控的工作室取代传统的稳态平板装置的环形护热板,使本装置具有标定快和精确度高的优点。在用解析法求解三维温度场的基础上,本文对该装置中的传热状况进行了细致的分析,指明在所设计的结构参数和适当控制工作室温度的条件下,由侧向散热所引起的标定热流的误差不大于0.1％,完全可以满足精密标定热流计的要求。     

Windows XP中断响应时间的特性研究

中断响应时间是衡量操作系统性能的重要参数和指标,它直接反映了系统对外部触发事件的响应能力,也是衡量操作系统实时性的一个重要指标．本文设计了一种测试操作系统中断响应时间的新方法,该方法采用CPCI板卡硬件,利用FPGA计时器并配合上层软件对中断响应时间进行测试．通过该方法实现了对WindowsXP操作系统在不同负载情况下ISR、DPC和EVENT3种中断响应方式响应时间的测量,并得出了中断响应时间的统计规律．依据这些统计规律,可以根据实时性的需求,选用合理的中断响应方式．     

飞机270V直流电源供电特性参数校准方法实现与验证

针对飞机270V直流电源供电特性测试系统的校准需求,结合GJB5189-2003《飞机供电特性参数测试方法》等相关标准,完成了测试系统的校准项目和校准方法研究,并基于LabVIEW平台编写了校准程序,实现了标准信号的生成和采集;基于直接数据合成、宽带精密放大和宽带分压等技术研制了测试系统的校准装置,形成了校准系统,实现了稳态参数和瞬态参数的校准能力。编制了现场验证试验大纲,并对电源试验台进行了现场试验。结果表明,该校准装置的功能和技术指标满足测试系统的校准需求,验证了以宽带精密放大和分压技术为基础的飞机270V直流电源供电特性测试系统校准方法的合理和有效性。为四代机270V直流电源系统研制、生产及维护过程中量值的准确性、可靠性、统一性提供了重要保障。     

新型热流计测量技术的探索研究

目前的热流计在测量热量时需要测量供热管道的流量以及进出口温度,然后再对其进行积分计算.其技术非常复杂,而且精度低,仪器成本高,难以普及.为了解决这一系列问题,本文主要依据能量守恒定律提出了一种新型的能量测量装置,并对该装置的测量原理进行了理论分析.通过数值模拟,在理论上对其进行了验证.数值模拟的结果证实该型热流计测量结果与系统流体的流量无关,这也是本测量方法不同于其它常规热流计的优点之一,摆脱了流量对能量测量的影响,同时也简化了计算过程,大大降低了成本.     

光纤网时间同步性能计量校准装置研制

为解决光纤时间传递系统中存在的远距离传递准确度低的问题,分析了环回法、双纤双向时间同步、双向波分复用、双向时分复用四种主流的高精度光纤时间传递方法的基本原理和技术特点,在此基础上研制了单信道时频传递装置。该装置采用电学相位补偿法实现频率传递同步,采用环回法与时分复用相结合的方法实现时间传递同步;使用1 秒脉冲（Pulse Per Second, PPS）和100 MHz共同标记时刻信号,其中1 PPS作为时刻粗标记,100 MHz作为时刻细标记,实现高精度时间同步。经实验证明,单信道时频传递装置的不确定度约为13 ps,能够满足现有光纤时频同步网计量校准的要求。该装置在多级时间传递同步、光纤时频同步网计量校准等领域中具有广阔的应用前景,为建设高稳定性、高可靠性和高精度的授时体系提供了重要技术支撑。     

智能置换式恒温槽测量系统的应用研究

针对热量表检定过程中多点采集高温端温度值及温度循环控制采集的特点,研制了智能置换式恒温水槽及测温的应用系统。通过设置一组水箱以及电控组件,保证高温水恒温槽中水的温度点的快速切换,满足快速检定热量表的要求。给出了智能置换式恒温槽设计原理和方法及控制系统的实际作业指导,该系统利用自制的数控技术,以基准槽为测量主体,辅助槽预制恒温介质,中转槽搭建了置换平台。实验结果表明:该设备及测量系统满足JJG 225-2001《热能表》及其修订版、GB/32224-2015《热量表》、JJF 1030-2010《恒温槽技术性能测试规范》和JJF(蒙)033-2018《置换式恒温槽校准规范》的要求,可以实现热量表检定过程中温度快速测量,提高检定效率约1倍。     

低温风洞极低露点快速测量装置研制

露点是低温风洞运行的关键参数,为解决低温风洞极低露点(–100℃)测量中存在的响应速度低、量程小和精度不高的问题,在–80℃露点测量装置研究基础上,通过优化专用斯特林制冷系统性能,大幅缩短降温时间;采用具有内狭缝换热器的一体化镜面,提高镜面结露的均匀性,使得反射光强度阶跃特征点更清晰;测量光路上加装球面镜头,提高–100℃露点温区结露时光电信号的强度,保证测量的可靠性;采用基于周期法露点测量方法,避免镜面结露的平衡振荡过程,缩短露点检测周期,提高露点测试响应时间。测试结果表明,在–100℃露点温区时,实现±1℃的露点测量精度,从–90℃到–100℃露点温区的露点测试响应时间仅为12 min,可以满足低温风洞极低露点测试的需求。     

在轨低温推进剂储存地面试验研究

拟采用薄膜电加热片模拟太阳照射空间热环境、采用以液氮液氢为低温介质的冷屏模拟深空低温环境,以热缩比模型代替全尺寸的试验研究。该技术可同时实现对高温热流、低温热流及瞬态热流变化的模拟,为低温推进剂蒸发量抑制地面验证试验提供不同高度的空间热试验环境。另外文章还对数据测量在真空热试验中的应用情况作了简要介绍。     

改性硝基胍装药快烤响应特性研究

为了研究改性后的硝基胍装药在生产、储存、运输和使用过程中因意外爆燃而产生的响应特性,采用温度采集仪记录了火灾刺激条件下硝基胍的火球温度变化规律,通过压力测试系统测量了反应过程的冲击波压力,使用热辐射测试系统测量了爆炸火球的热通量,通过Baker公式计算了火球的理论热通量。结果表明:第1发快烤点火后108 s样品发生反应,最高温度为894.3 ℃;第2发快烤点火后142 s样品发生反应,最高温度为960.7 ℃;两发快烤反应持续时间均约为2 s,响应等级均为爆燃。分析快烤响应过程中的冲击波、破片、热辐射毁伤效应发现,热辐射是硝基胍遭受火灾刺激的主要毁伤形式。对比两发快烤及不同距离处的热通量发现,测量值与理论值的规律一致。     

一种立式磁致伸缩液位计校准装置的研制

作为一种高精度液位测量装置,磁致伸缩液位计应用日渐广泛。针对现有磁致伸缩液位计校准装置存在的操作复杂、设备占地面积大、精度相对较低等问题,设计了一种立式磁致伸缩液位计校准装置,采用高精密光栅尺作为测量标准,应用机械定位方法实现液位计的快速装调,采用竖直导轨系统自动实现浮子的上下定点移动,通过专用控制软件实现液位计的自动精确测量。对该装置进行测量不确定度评定,证明其具有很好的准确性与可靠性,可有效满足紧凑空间下测量范围为0~2 m的磁致伸缩液位计的校准需求,具有技术推广价值。     

热辐射对消防服热防护性能及耐久性的影响

为探讨低热辐射对消防服用织物热防护性能及物理机械性能的影响,选用两种常用消防服用外层织物,利用远红外石英灯管辐射仪,以不同的辐射强度(6.5kw/m2和9.7kw/m2)对织物分别进行5、10、20、30min的辐射,利用NI虚拟仪器记录辐射时织物表面温度,并测试其各项物理机械性能及TPP值变化。结果表明:当织物表面温度低于织物纤维玻璃化温度时,织物在半小时内能保持其68.9%～84.6%的撕破强力,且TPP值增大,即热防护性能变好;而当织物表面温度达到纤维玻璃化温度时,织物断裂强力及撕破强力随辐射时间增加显著下降,但其TPP值仍增大。     

Numerical Analysis of a Radiant Heat Flux Calibration System

Heat flux gauges are one of the devices that are used to determine the heat loads to which high-speed aerospace structures are subjected during flight. Prior to installation, these gauges are calibrated. The calibration system must be well understood if the heat flux gauges are to provide useful data during flight tests. A pseudo three-dimensional model of the radiant heat flux gauge calibration system was developed. The radiant heat flux gauge calibration system consists of a graphite plate heater and a circular foil heat flux gauge. The numerical model simulates the combined convection, radiation, and mass loss by chemical reaction on the graphite plate surface. It can be used to identify errors due to heater element erosion, and the deviations in the predicted heat fluxes due to uncertainties in various physical parameters of the system. A fourth-order finite difference scheme is used to solve the steady-state governing equations and to determine the temperature distribution in the gauge and the graphite plate, the incident heat flux on the gauge face, and the flat plate erosion. Initial gauge heat flux predictions from the model are found to be within ±5% of experimental results.     

瞬时日差测量仪校准装置的研制

本文介绍了一款基于DDS芯片级联技术和能量转换原理,研制的瞬时日差测量仪校准装置。该校准装置在不使用FPGA、CPLD和复杂算法的前提下,可以产生分辨力为0.001s/d的日差信号。该装置技术指标完全满足JJG 488-2018《瞬时日差测量仪》国家检定规程的要求,因此适用于时频领域的计量人员对瞬时日差测量仪进行校准,也可作为高分辨力的频率合成器使用,校准频率计等具有频率测量功能的通用计量器具。