基于高场非对称离子迁移谱的糖类异构体分离研究

本工作研发了一款配套滤波算法及重叠峰分离算法、可独立使用的平板型高场非对称离子迁移谱(FAIMS)系统,能够在分离不同离子、有效滤噪的同时,从重叠峰中准确、快速提取分析物峰,由此实现物质的精准定性分析。通过评估该FAIMS装置对糖类异构体的分离效果,发现FAIMS能有效分离出蔗糖离子的2种结构,证明其对离子结构差异更加敏感。采用氮气、氦气的混合气体作为载气,可进一步提高FAIMS的分辨力。当氦气比例达到40%时,蔗糖峰和麦芽糖峰的重合度由纯氮气时的77%降低至50%。本研究表明,该FAIMS系统可为同分异构体的定性分析提供一种新方法。     

气相色谱-离子迁移谱联用检测毒害气体研究

离子迁移谱检测技术是现场检测毒害气体的重要方法,具有快速响应,灵敏度高等优点。现场快速的气相色谱分离结合离子迁移谱检测可以获得多维的分析信息,色谱突出的分离特点使分析的准确性大大增加。本文介绍了当前现场快速色谱与离子迁移等检测器联用的技术的优点,详细研究了相关的技术发展概况,分析了接口方法等主要影响因素,介绍了在毒害气体检测领域的应用进展。     

气相色谱与离子迁移谱仪联用的研究

气相色谱(Gas Chromatography)与离子迁移谱(Ion Mobility Spectrometry)的联用技术利用GC突出的分离特点和IMS快速响应、高灵敏度的优势有效地解决了GC低鉴别能力和IMS对混合物进行检测时存在的交叉灵敏度(cross sensitivity)问题,最后得到保留时间、漂移时间和信号强度的三维谱图,使定性分析更加准确。重点介绍GC-IMS联用技术的原理和优势,接口实现方法和主要影响因素,早期发展情况,存在主要问题和研究现状。     

离子淌度迁移谱用于分析小分子异构体的新进展

随着现代检测技术以及科学研究的快速发展,同分异构体化学结构及其功能不断被揭示,异构体的不同结构分子可能具有完全不同的生物化学活性,并且同分异构体的某种结构分子可能对疾病的发病机理或治疗具有重要作用,而另一种结构分子的作用相反。因此,对同分异构体的分离识别及其结构探究有助于进一步理解生命运行机制,是目前分析化学乃至生命科学领域的研究热点。近年来快速发展的离子迁移谱(ion mobility spectrometry, IMS)是一种可以分析分子空间结构的技术,通过测量气相中不同分子离子与气流的碰撞截面积差异来区分某种分子的同分异构体。IMS与质谱联用(IMS-MS)是在质谱技术上增加一个淌度分离维度改善离子结构分离测定,同时在淌度技术上增强离子选质的特殊功能,使离子的分离具有高度选择性。IMS-MS技术已广泛应用于小分子/代谢物鉴定、蛋白质组学研究、主客体复合物、分子结构鉴定等领域。本文重点介绍了不同类型IMS的工作原理,IMS-MS在不同类型异构体分析方面的最新应用,并展望其应用前景。     

行波离子迁移谱的行波脉冲电源设计及应用

基于行波的无损离子操作结构装置(TW-SLIM)是一种新型的可实现复杂气相离子操作的离子漂移管,是行波离子迁移谱(TWIMS)的核心器件,其利用行波脉冲电源提供振荡电场实现离子传输和分离。针对行波无损离子操作结构特性,采用现场可编程逻辑门阵列(FPGA)作为行波脉冲信号源,使用集成半桥驱动器作为栅极驱动,以金属氧化物半导体场效应管(MOSFET)构成的半桥拓扑电路作为脉冲输出级,使用可调高压电源作为半桥电路的直流母线电源,设计了一种行波脉冲电源。脉冲电源输出脉冲电压最大频率可达100 kHz,峰-峰值可达200 V,上升时间和下降时间均小于20 ns。在实验室自制的行波离子迁移谱仪器平台上测试了行波幅值和频率对离子传输和离子分离的影响。结果表明,当频率为10 kHz、幅值为35 V时,六(2,2-二氟乙氧基)磷腈的传输效率最高;在行波幅值不变时,随着行波频率的增大,离子信号强度减小。利用六(2,2-二氟乙氧基)磷腈和六(1H,1H,3H-全氟丙氧基)磷氮烯探究行波幅值和频率对离子基于结构分离情况的影响,在行波幅值不变时,随着行波频率增大,对2种离子的分离能力变强;在频率不变时,随着行波...     

基于PSO-BP的调控型气体密封状态参数智能计算方法研究

调控型气体密封作为一种非接触密封,可以提高系统服役过程中运行的稳定性,但是目前密封状态参数的计算方法存在计算模型建立过程繁杂以及迭代计算耗时较长等缺点。本文采用了一种符合智能调控系统输出精度及时效性要求的粒子群算法(PSO)优化下的BP(Back Propagation)神经网络方法,开发了基于PSO-BP的调控型气体密封状态参数的智能调控程序。并且对神经网络模型初始阀值与权值进行取值优化,讨论了粒子群种群数量,隐含层数,神经元数等参数对智能计算程序的影响。搭建了基于PSO-BP的调控型气体密封试验验证系统,验证了密封状态参数智能计算程序的精确度。实现了调控型气体密封的智能调控,提高了调控型气体密封抗干扰能力,促进了大型离心压缩机向宽工况、高参数、高效率和智能化方向发展。     

差分式离子迁移谱中离子传输的数值模拟研究

差分式离子迁移谱是一种新的离子迁移谱技术,近年来在痕量化学物质检测方面得到了广泛应用。但是为了优化参数,进一步提高性能,差分式离子迁移谱的离子传输机制还有待进一步研究。建立了一种用数值模拟来研究差分式离子迁移谱的数学模型。基于Simion离子透镜模拟软件,模拟了离子在平板式DMS中的运动轨迹和规律,研究了射频电压、补偿电压等参数对离子检测结果的影响规律。     

微小型零件螺纹连接中预紧力的精确控制

针对不同的螺纹副间摩擦力不确定,仅靠提高扭矩的控制精度无法保证预紧力一致性的问题,提出了一种预紧力控制方法——扭矩/时间控制法。该方法基于螺栓弹性变形范围内预紧力与扭矩、转角的关系,根据恒定转速下扭矩随时间变化的斜率关系以及系统的刚度,对每对螺纹副施加不同的拧紧力矩,以提高预紧力的一致性。仿真模拟带碟形弹簧垫圈的螺纹副拧紧螺母的装配过程,按照扭矩/时间控制法进行分析,结果表明,刚度与扭矩斜率比在±0.02%内波动时,预紧力控制精度为2.94%,说明扭矩/时间控制法具有较好的精度。     

基于数值解分析非均匀电场对离子迁移谱的影响

本研究分析了迁移管内带电体的结构,给出求解拉普拉斯方程的数学模型、迁移管带电体的边界处理方法和迁移管内离散电场数值的计算方法。离子门关闭期间,改变驱动脉冲的对称电压值将在迁移区产生非均匀电场,对离子迁移谱的分辨率、峰位、信噪比等特性产生影响。借助数值求解拉普拉斯方程得到的计算结果,对非均匀电场对迁移谱的影响进行合理的解释,给出理论计算迁移谱峰位的方法,并与实验结果进行比较,验证了计算方法的可靠性。实验结果表明,应用离散求解拉普拉斯方程计算迁移管电场在离子迁移谱领域有较好的应用前景。     

SMA驱动变体机翼后缘精确控制研究

对基于形状记忆合金(SMA)驱动器的变体机翼后缘结构进行了设计分析与精确控制研究。经过详细准确的计算分析,确定了SMA的规格和布局方案,然后在CATIA软件中建立实体模型并通过数控加工得到变体机翼后缘模型;设计了基于数字信号处理(DSP)的测控系统,采用分段控制和PID控制相结合的控制策略,分别对变体机翼后缘第三旋转关节结构和整体结构的偏转进行了精确控制实验,结果表明偏转角度最大误差小于4%,响应时间小于6.7 s,初步实现了变体后缘偏转的精确控制。     

离子迁移谱仪的温度与流量控制系统设计与实现

离子迁移谱检测仪通过分析不同物质的迁移率实现对被检物的鉴别,而物质的迁移率与温度、气压、电场条件密切相关,因此仪器在工作过程中需要对温度和气体流量等参数进行精确地实时控制。针对嵌入式离子迁移谱仪的应用要求,在ARM+嵌入式Linux系统架构下,利用ARM处理器的PWM功能,并对传统PID控制算法进行改进,设计了一种基于ARM的多路温度和流量控制系统,可以实现对温度及流量的快速而精确的实时控制,结构简单、可靠性高。     

干式气体端面密封性能的有限元分析中形函数的选择

基于二维稳态可压缩气体雷诺方程,采用不同形状函数,编写了计算光滑面螺旋槽干式气体端面密封(S-DGS)端面压力分布的有限元程序。利用计算程序比较了4种形状函数对S-DGS密封性能的计算效率和计算精度的影响,认为三角形单元在满足高计算精度的同时,运算速度也最快。密封性能参数计算值与文献值吻合较好。     

电磁轴承数字控制系统设计及实现

电磁轴承系统的刚度、阻尼是可调的 ,所以 ,其动态性能与采用的控制器有关 ,有可能获得最优的控制策略。本文在原有模拟控制系统的基础上 ,采用 DSP技术 ,设计了一种新的数字控制系统 ,着重从控制器硬件、软件结构方面进行了讨论 ,并予以系统实施。采用工业控制专用的 DSP芯片、集成的 A/ D和数字 PWM控制输出接口 ,提高了数字控制器的速度和可靠性 ;控制器串口的设计使得其过程监控和状态分析更为方便 ;使用简单的数字 PID算法 ,实现了 8.5 kg转子的五自由度稳定起浮和旋转。这种数字控制系统可作为开发和实施实时控制策略、进行电磁轴承产品工程化的实用平台 ,也可以替代现有的模拟控制系统。     

PLC和TP在汽车密封条生产线控制中的应用

介绍了某型汽车密封条自动化生产线的控制方案,该生产线采用了PLC和触摸屏相结合的控制方式。     

自主导航小车(AGV)轨迹跟踪的模糊预测控制

针对非完整约束的轮式移动机器人WMR轨迹跟踪问题,以差速驱动式轮式移动机器人XAUT.AGV100为研究对象,对WMR的运动控制问题作了进一步的研究。本文在分析现有移动机器人运动控制方法的基础上,充分利用模糊控制和预测控制的优点,将模糊控制的思想引入到预测控制中,设计了模糊预测控制算法,并采用此方法控制自主导航小车AGV以提高其轨迹跟踪的快速性和运动的平稳性。理论仿真分析和实验研究均证明,采用所设计的模糊预测方法控制AGV,可有效提高AGV轨迹跟踪的快速性和运动平衡性。