基于阵列式静电传感器的颗粒带电量估计方法

颗粒所处空间位置对静电传感器探极表面的感应电量有重要影响,采用单传感器结构难以准确测量颗粒所带电量。采用平面阵列式传感器求解颗粒所带电量及其空间位置,以解决单传感器结构存在已知量无法满足求解条件的问题。使用COMSOL Multiphysics建立阵列式静电传感器的高保真传感数值模型,结合静电传感器传感模型的理论和方法,通过实验验证所建模型对带电颗粒运动与静电感应过程的有效性。提出一种基于Tikhonov正则化方法的颗粒带电空间分布求解算法,实现单个颗粒所带电量及其空间位置的确定。经仿真与实验验证,颗粒反演带电量与实际带电量误差绝对值低于8%。所提方法可准确反演带电颗粒所带电量及其空间位置。     

基于面阵CCD的散射式激光粒度测量方法研究

研究了基于CCD传感的激光粒度测量方法和优化。在系统设计和实验参数优化基础上,设计了CCD传感器的光环尺寸,并基于Mie散射理论,建立了理论计算模型,计算了待测颗粒的理论光能分布。对标称粒径为10.9μm和57.9μm的聚苯乙烯乳胶标准颗粒进行实验,获得颗粒散射光能分布图像,提出了一种新的光环中心确定方法,并由编写的图像处理程序分析散射光能分布。颗粒粒径的反演结果与标称尺寸比较表明,用此测量方法得到的颗粒散射光能分布与其理论分布较一致,稳定性与重复性较好。     

静电传感器对滑油系统磨粒 电量测量方法研究

根据静电感应原理,磨粒出现在空间不同位置时,静电传感器电极感应到的电荷量相差很大,由于磨粒出现的位置是未知的,因此很难精确测量磨粒的带电量。借助数学模型,对传感器输出信号与磨粒的关系进行仿真分析。由仿真结果可知,信号的幅值与磨粒携带的电荷量以及磨粒在传感器中所处的径向位置有关;而在已知管道中滑油流速分布的情况下,脉冲宽度只与径向位置有关。提出了通过脉冲宽度确定磨粒所处的径向位置,根据传感器在该径向位置处的灵敏度获得比较准确的磨粒带电量的测量方法。通过带电油滴模拟磨粒,对该方法进行实验验证,实验结果与仿真分析结果基本重合,该方法的测量结果与通过静电计测得的结果相比,误差不超过5%。     

双螺线管套管结构的液压油金属颗粒检测传感器

提出一种双螺线管套管结构的液压油液金属颗粒检测传感器。理论分析表明,套管结构传感器能够耦合外部螺线管线圈磁场强度和利用双螺线管线圈之间的互感,有效增加金属颗粒通过检测区域的电感变化量。选择电感变化量、平均噪声、信噪比作为传感器检测效果评价指标,对比实验的统计结果表明,检测相同粒径的金属颗粒,套管结构传感器不但未增加检测噪声,而且在电感变化量、信噪比方面都要优于单管结构传感器,随着铁颗粒粒径的增加,其检测效果的优越性越明显。检测直径为110～120μm铁颗粒和铜颗粒时,电感变化量分别提升2. 4和1. 7倍,其检测信噪比均提升1. 8倍。颗粒检测下限实验表明,套管结构传感器能够检测直径大于30μm的铁颗粒和直径大于90μm的铜颗粒。研究对提高螺线管型电感检测传感器的检测灵敏度具有参考价值。     

锐钛矿型二氧化钛纳米颗粒的制备及其粒径控制

采用水解-均相沉淀法在加入相同体积、不同浓度沉淀剂的溶液中,以四氯化钛为主要原料,制备了不同粒径的二氧化钛纳米颗粒.用透射电镜、X射线衍射仪、比表面积分析仪、差热分析和紫外-可见光谱分析仪等,对所制备的纳米颗粒进行了表征.结果表明:随着沉淀剂浓度的不同,可制备出不同粒径的二氧化钛纳米颗粒,其粒径均匀,尺寸分布较窄,纯度高,晶型皆为单一的锐钛矿型.     

SiO2气凝胶常压合成新工艺

以正硅酸乙酯为硅源,HF为催化剂,采用溶胶-凝胶法常压下制备出了SiO2气凝胶,并研究了水、催化剂、乙醇等制备因素对其溶胶-凝胶过程的影响.用透射电镜(TEM)、比表面(BET)、傅里叶变换红外光谱仪、激光粒度仪等方法对其微结构测试.结果表明所制备的SiO2气凝胶具有大的比表面和纳米多孔结构(骨架颗粒约为10 nm,空洞尺寸为10～30 nm),平均粒径＜20 μm,为介孔结构.     

激光衍射粒度测量中的旋滤波方法

激光衍射法测量颗粒粒径过程中,面阵CCD接收到的待测颗粒的衍射图样总是不可避免受到噪声污染,直接影响粒度的反演精度。通过对测试原理及衍射图样的深入分析,提出了采用曲线窗口旋滤波对衍射图样进行预处理的方法,并进行了粒子群粒度反演的数值模拟实验。经过旋滤波处理后的单峰粒子和双峰粒子的粒度分布误差从直接粒度反演的42．36％、46．099／6和39．06％、35．7％分别减小到5．3％、6．17％和6．48％、7．33％,实验结果证明了采用曲线窗口旋滤波方法,粒度分布误差明显降低。     

基于蒙特卡罗模型的高浓度浆液细度在线测量

近年来颗粒粒径测量问题受到了国内外的广泛研究。 针对燃煤电厂高浓度脱硫石灰石浆液细度在线测量,将基于蒙特 卡罗方法的声衰减模型拓展至高浓度范围,高浓度蒙特卡罗模型(HC-MCM)预测衰减系数与实验测量值相吻合。 构建 HC-MCM 矩阵用于颗粒粒径分布的反演可减小计算时间,且差分进化算法的计算结果与设定粒径和分布宽度的相对误差小于 1% 。 搭建基于透射和反射法的双模式超声检测装置并开发软件测量系统,加工适用于高浓度浆液细度测量的透射传感器和超声探 针,依托燃煤电厂完成长达 168 h 的浆液细度在线测量实验。 结果表明,两种模式超声衰减谱的变化趋势和数值大小基本吻 合。 粒径分布参数 DV50 与激光粒度仪测量结果的相对误差小于 8% ,其粒径分布满足燃煤电厂成品石灰石浆液的细度要求。     

油溶性银纳米颗粒的制备及摩擦学行为

以2,5-二（5-硫酮-1,2,4-二噻唑-3-甲酰胺基）-对苯二甲酸（BtdyTA）作为修饰剂,以NaBH4为还原剂,在AgNO3水溶液中合成了BtdyTA表面修饰的银纳米颗粒,采用透射电子显微镜、傅立叶红外转换光谱仪和热分析仪表征了纳米颗粒的形貌、结构和热稳定性,并在四球摩擦试验机上测试了表面修饰银纳米颗粒的减摩抗磨性能。结果表明,表面修饰的银纳米颗粒粒径分布均匀,平均粒径约8nm,无团聚现象,可很好分散于液体石蜡等有机溶剂中;作为基础润滑油添加剂,在实验条件下（1450r/min,30min）,当添加量为0.25%（质量分数）时,可降低摩擦因数32%,减小磨斑直径39%。     

磁性壳聚糖复合微球的制备及表征

采用磁性Fe_3O_4纳米颗粒为磁核,用反相悬浮聚合法制备了磁性壳聚糖复合微球,用激光粒度仪和透射电镜对磁性壳聚糖微球的尺寸和形貌进行分析,考察了壳聚糖浓度、乳化剂用量、交联剂浓度、搅拌速度等参数对壳聚糖成球的影响。结果表明:使用4 mL质量浓度为4 g·L~(-1)壳聚糖溶液、0.1 mL司本-80和0.1 mg磁性Fe_3O_4纳米颗粒,经超声分散1 h后,加入0.5 mL4%的戊二醛,在转速350 r·min~(-1)搅拌条件下,室温下反应2 h,可得到形貌光滑、粒径为0.5～2 μm的磁性壳聚糖复合微球,该壳聚糖复合微球具有较好的磁响应性能。