高压皮秒脉冲发生器的设计与实现

为研究GIS和电力变压器中局部放电超高频电磁波信号在设备内外的传播特性,结合脉冲功率技术中亚ns及ps脉冲产生的相关原理,通过对Marx发生器产生的ns脉冲进行前沿陡化和尾部削切处理,得到了一种高压ps脉冲信号。实测结果表明:利用该方法研制的高压ps脉冲发生器可产生幅值28.12kV、前沿250ps(10%～90%)以内、脉宽600ps(半高宽)的高压ps脉冲信号,并具有放电稳定、重复性好的特点,可作为一个已知特性的、能够产生特定超高频信号的局部放电信号源,进而为局部放电超高频信号检测奠定了基础。     

ns脉冲电场诱导细胞脂双层膜电穿孔的仿真分析

为探讨ns脉冲电场诱导细胞器膜产生电穿孔的机理,采用分子动力学软件从原子水平上分析了ns脉冲电场作用下细胞脂双层膜电穿孔形成及其孔径随时间变化的过程,研究了电穿孔形成的机理。结果表明,脂质分子的偶极子在脉冲电场作用下的振动和转动导致脂双层膜出现初始缺损并诱导脂双层膜电穿孔;电穿孔初期的多微孔间存在耦合关系;在4～5 ns内电穿孔形成并达到动态稳定。结果与细胞脂双层膜的粗粒化模型计算吻合较好,为电穿孔技术在生物医学等方面的应用提供了理论指导。     

陡脉冲电场作用下细胞电场力的仿真计算(英文)

The basic characteristic of electric field is that the substance in the field is in operation by the stress. Under external electric fields,there is strong distribution of electric fields on the inside and outside surfaces of cell membrane. In virtue of the difference of the permittivity among membrane,cytoplasm and extracellular medium,there must be electric field stress on the surface of the membrane. The goal of the study is to research the irreversible electrical breakdown (IRE) mechanism of the malignant tumor cells under steep pulsed electric field (SPEF) from the views of mechanics. Electric field stress of plasma membrane under steep pulsed electric field is calculated and simulated both on malignant tumor cells and on the normal cells. The calculation results show that,in addition to a compressive stress normal to the membrane plane,transverse traction stresses are generated in the lateral plane of the membrane. The lateral stress will reduce the membrane tension significantly,leading to electroporation and rupture. At the same electric field strength,the transverse traction stress on malignant cell membrane is greatly larger than the one on normal cell membrane. Therefore,compared with the normal cells,the malignant tumor cells are more sensitive under the steep pulsed electric field. Namely,steep pulsed electric field can selectively destroy the malignant tumor cells,which proved the safety of treating malignant tumors by steep pulsed electric field.     

ns脉冲电场诱导裸小鼠皮下人黑色素移植瘤凋亡

为研究ns脉冲电场对在体肿瘤的诱导凋亡效应,以接种人黑色素瘤细胞A375的BALB/c裸小鼠为对象,采用电场强度20kV/cm、脉冲宽度300ns的脉冲电场处理后,抑瘤效应宏观观察到肿瘤组织的生长受到显著抑制(P<0.01),透射电子显微镜观察到典型的凋亡细胞超微结构形态,免疫荧光染色法定性检测到caspase-3蛋白表达明显增强,用RT-PCR方法定量检测到caspase-3 mRNA表达明显增强(P<0.01)。实验结果证实了ns脉冲电场能有效抑制在体肿瘤组织生长,机制在于其通过活化肿瘤细胞caspase-3蛋白酶而诱导肿瘤细胞调亡,为ns脉冲电场治疗肿瘤提供了依据。     

在插床上用梳刀插齿

我厂在生产车床过程中,由于没有齿轮加工机床和铣床,所以一些齿轮只好在插床上加工。但是过去是用单刀插齿,不仅效率低,而且质量也不容易保证;现在经过老工人于振亚同志苦心研究,试验成功用梳刀插齿的方法。这种方法的优点:是生产效率高,能够保证质量,刀具制造简单,操作容易。加工方法如图1所示,梳刀2在刀顶丝3固定在刀杆1上。杆1安装用插床的冲击器上。工件(齿轮坯)用心轴4以及螺钉、压板等固定在插床工作台6上。加工时的分齿工作由工作台底部的蜗杆蜗轮完成。     

针对H型线圈的电磁脉冲焊接仿真及线圈截面结构影响分析

电磁脉冲焊接是一种环保、便捷的固态焊接技术,在异种金属焊接中具有广阔的应用前景.作为主要部件的焊接线圈,其结构是影响焊接质量的关键因素之一.该文针对常用的H型焊接线圈,建立了铜板-铝板电磁脉冲焊接的有限元仿真分析模型,该模型耦合了电路模块、磁场模块及固体力学模块,计算焊接过程中放电回路的电流、磁场的分布情况、工件上的涡流及所受洛伦兹力、工件变形的速度和位移,同时结合焊接窗口理论对采用三种典型截面结构H型线圈(5-5H,2.5-5H,7.5-5H)进行电磁脉冲焊接时工件的碰撞过程和焊接效果进行对比分析.结果表明,线圈截面结构不同,会引起铜板、铝板的位移和形变区域的改变,从而使碰撞角度、碰撞速度、碰撞前端点移动速度及其变化产生差异.相同焊接能量下,2.5-5H、5-5H、7.5-5H型线圈的碰撞角度和碰撞前端点移动速度在焊接窗口范围内的时间长度分别为0.5μs,0.5μs和0.65μs,对应的焊缝长度分别为1.0150mm,1.2026mm和1.4407mm.由此可见,对于H型线圈,在一定范围内,铜板侧线圈较铝板侧越宽,越有利于实现焊接.该文研究可为H型焊接线圈的设计提供参考.     

皮秒脉冲细胞实验装置的设计与仿真优化

为在相同ps脉冲源输出电压下获得更高的电场强度以进行细胞实验,基于已有研究成果,设计了ps脉冲细胞实验装置,给出了信号不失真传输措施;并采用有限元法和CST建立了细胞实验装置的3维模型,综合考虑ps脉冲信号不失真传输、电场强度足够大以及电场均匀度良好3个重要指标后,对托针和电极池的相关参数进行了仿真优化。结果表明:采用所设计的实验装置传输电磁波时,其反射波幅值较小,并能产生强度较大的电场;托针直径对电极池中的电场分布具有影响,宽托针产生的电场更加均匀、反射波幅值更小;电极池中电场均匀度随极板厚度的减小先增大后减小。根据仿真结果,当托针直径取5 mm、极板厚度在0.66~0.70 mm之间时,电极池中的电场强度足够大且均匀度较好。     

直流陡脉冲复合电场对脏污变压器油介损的影响

变压器油是油浸电力变压器内部重要的绝缘介质,其性能优劣对变压器的电气性能和运行寿命有直接影响。传统的物理化学方法对脏污变压器油的净化效果有限,且难以满足现场在线净化的需求。直流陡脉冲复合电场在线净化变压器油能够很好地解决上述净油方法的一些不足。本文以小龙坎变电站运行17年的110kV电力变压器油为研究对象,基于正交实验方案设计了直流陡脉冲复合电场的9组不同参数组合进行脏污变压器油的净化实验,分析得出了复合电场参数主次顺序以及一组最优参数组合。接着本文在上述得出的最优参数组合基础上分别采用单一变量法对脉宽因素和脉冲电压因素进行了研究,并对处理后的变压器油的工频介质损耗因数进行测定,得出以上因素对直流陡脉冲复合电场净化变压器油效果的影响。     

不可逆电穿孔微创消融肿瘤技术的研究进展

肿瘤愈发成为人类健康的主要威胁。传统的手术切除、化学治疗存在一定的禁忌症,且易对患者身心造成巨大的伤害,物理消融治疗就是在这种背景下提出的。为此,在简要介绍目前临床应用较广的几种物理消融技术的基础上,由电穿孔现象及其应用出发,着重介绍了率先由我国研究人员提出的不可逆电穿孔消融肿瘤技术的发展历程及研究进展。尽管不可逆电穿孔治疗肿瘤技术的机理尚未完全探明,但该技术由于具有治疗时间短、病人术后恢复快、对正常组织损伤小等优势,且可避免热消融损伤的缺憾,所以已展现出广阔的应用前景。然而,相对于国外的成果迅速转化的优势以及临床快速推进,国内的临床推进相对缓慢,但不可逆电穿孔消融肿瘤方法逐渐为我国工程专家和临床医生所接受,目前亟需汇集技术、临床及资金等各方面力量,将该技术尽快实现成果转化进而推广到临床以造福患者。     

基于PLC的钣金成型自动化设备设计

钣金件被广泛应用于机电、轻工、汽车、医疗器械等领域,是家电产品壳体的主要形式,钣金成型设备性能在很大程度上决定了钣金件的制造水平,影响着产品的质量,其机械化和自动化是提高钣金加工效率的重要手段。介绍了基于PLC控制的U形家电门壳自动化成型非标设备,根据产品的成型工艺特点,对关键成型工位机械结构进行了设计,阐述了电气控制系统的工作原理、硬件安装与网络连接,可借鉴用于其他家电钣金壳成型设备设计。