微小pVTt法气体流量标准装置的性能评估及验证

pVTt法气体流量标准装置是国内外普遍使用的原级气体流量标准装置,主要用于音速喷嘴流量计的检测。附加体积处质量变化和泄漏量的准确评估是制约微小pVTt法气体流量标准装置测量准确度水平的关键因素。该文首先就附加体积处质量变化和泄漏量对微小pVTt法气体流量标准装置测量结果的影响进行理论分析,确定标准装置的不确定度;其次,以3支小音速喷嘴作为传递标准,对100 L pVTt法气体流量标准装置与2 m3 pVTt标准装置及德国物理技术研究院(PTB)的气体流量标准装置进行比对,比对结果的良好一致性可验证分析方法的可行性及装置的不确定度水平。     

基于近红外差压技术的气液两相流双参数测量

为实现气液两相流相含率及流量的双参数测量,对基于近红外光谱技术的轴向安装气液两相流测量装置进行优化。利用近红外吸收衰减技术实现两相流液相含率测量,同时结合差压技术通过测量实验管段前后差压值得到流量信息。利用该装置进行单相水、单相气的相关测试并得到单相流量测量模型,实验结果表明其相对误差分别在±1.25%和±1.5%以内。选取液相含率高于85%的35个工况点进行气液两相流动测试,结合朗伯比尔定律及双流体模型,分别得到相含率及流量预测模型。预测结果表明:上述模型的相对误差分别在±3.0%和±6.0%以内。通过结合近红外技术与差压技术,同时实现相含率及流量的双参数在线测量,为后续气液两相流不分离测量奠定基础。     

粒子图像测速技术测量精度影响因素分析

对基于粒子图像测速(PIV)技术的瞬时全流场测量方法进行了综述.系统介绍了 PIV的工作原理、技术的关键环节(获取图像的品质)和影响测量精度主要因素(示踪粒子性能、光源性能、背景噪声、成像畸变、同步器时间分辨率及图像处理算法).基于这些分析,给出了示踪粒子性能的保障、成像组件的选择以及图像处理方法确定的具体建议.     

ECrNiMo-3焊接X60钢接头组织形貌

利用扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)观察镍基合金焊缝/X60钢焊接接头微观组织,能谱分析(EDS)测试Cr,Ni,Mo,Fe合金元素在各区域分布,并通过计算获得Mn,C在部分熔化区含量.结果表明:完全混合区为树枝状奥氏体组织,Mo偏析到枝晶间隙.不完全混合区是平面晶形貌,未出现偏析现象,宽度约30μm,在该区内从熔合线到完全混合区,Cr,Ni,Mo含量逐渐增加,X60钢母材Fe含量逐渐降低.部分熔化区是由马氏体基体上镶嵌着大量的第二相粒子构成,仅200nm宽.     

基于VC++的CMOS摄像接触式干涉仪图像处理研究

介绍一种基于VC++的CMOS摄像技术的接触式干涉仪的图像处理方法.被测图像由CMOS摄像采集到计算机,再由计算机上VC++编写的图像处理程序进行数据处理,首先进行数据滤波,再进行干涉条纹中心最小二乘法曲线拟合,最后通过定度算法得到被测量块的长度.     

架空输电导线不均匀脱冰跳跃高度计算

输电线覆冰在升温、自然风或人为外力作用下会发生覆冰整档或一档内部分位置脱冰,引起输电线跳跃,导致导线相间或导地线间闪络、线路跳闸、断股断线以及输电塔失稳倒塌等事故,严重威胁电力系统安全。参照实际750 kV输电线路工程,建立连续档分裂导线有限元模型,分析档数、档距、高差、覆冰厚度、风速、脱冰率和绝缘子串长度等因素对导线均匀和不均匀脱冰跳跃高度的影响;讨论均匀和不均匀两种脱冰方式下导线脱冰跳跃高度之间的联系,定义不均匀脱冰时发生脱冰的导线长度为换算档距;对比现有导线冰跳高度计算公式的准确性,提出不均匀脱冰跳跃高度系数。结果表明：当脱冰荷载相同时,不均匀脱冰引起的脱冰跳跃高度更大;不均匀脱冰时冰跳高度与换算档距下完全脱冰的冰跳高度存在一定比例关系;建立了导线均匀脱冰和不均匀脱冰跳跃高度计算公式,所提均匀脱冰跳跃高度计算公式的最大相对误差为11.8%,不均匀脱冰跳跃高度计算公式相对误差大于10%的结果仅占结果总数的13.2%,计算精度较高,有助于线路设计时确定相地或相间安全间隙。     

新型内外管差压流量计弹状流双参数测量研究

为实现气液两相流相含率及流量的双参数测量,设计新型内外管差压流量计测量装置。利用该装置在单相水流量为1～11 m3/h范围内进行实验测试,拟合单相流出系数C的数学模型。单相水流量测量值与实际值的最大示值相对误差在±1.6%以内。气液两相流测量特性研究在水流量范围为2～6 m3/h,气流量范围为0.12～0.6 m3/h进行实验,在已知含率的情况下求得弹状流的两相总质量流量预测模型,通过分析压损比与XLM变化规律,分段建立压损比和Frg与XLM的数学模型,得到分相含率。预测结果表明:弹状流液相含率相对误差在±2%以内,两相总质量流量相对误差在±3%以内。通过差压及压损比实现相含率及流量的双参数测量,为气液两相流不分离测量提供一种参考方法。     

基于声发射技术的气液两相流相含率测量方法

气液两相流动广泛存在于石油、化工、管道运输、核反应堆等领域,利用声发射检测技术的非侵入式优势,对管内两相流动系统的进行无干扰,通过检测气液两相流动噪声,实现气液两相流相含率的测量。通过提取垂直管气液两相流流动噪声信号特征参数,在时域、频域分析方面分辨单相流动与两相流动的差别,研究两相流动的流动机理、流型过渡特性、流动噪声与流动形态之间的关系。在垂直管弹状流流型下,利用重标极差分析法(R/S分析法)对所测得垂直管气液两相流流动噪声进行分析,提取的垂直管两相流声发射信号作为输入量,利用支持向量机回归的方法,克服两相流声发射信号的非线性关系,成功建立相含率测量模型。     

Study on energy threshold and spectral characteristics with spot radius based on LIBS technology

The aim of this study is to investigate the relationship between the laser-induced optical breakdown energy threshold and the spectral signal changes with the spot radius. First of all, using the avalanche breakdown threshold theory calculates the threshold avalanche ionization rate ηc. Combining with the theory of light intensity distribution and the relationship between pulse energy and peak power, numerical calculations have obtained the law of change of spot radius and threshold laser energy. Secondly, the variation of the spectral signal-to-noise ratio (SNR) with the laser energy is measured according the experimental measurement, and the threshold laser energy required for optical breakdown at different spot radius is obtained. The theoretical threshold model of the relationship between the threshold laser energy and the quadratic function of the spot radius obtained by numerical calculation is verified, and it is revised, the results show that the relative error between the revised theoretical threshold model and the experimental threshold model is less than 5.3%. At last, the influence of the spot radius on the spectral signal and electron density is also analyzed, it is found that both the spectral intensity and the electron density have a maximum at the spot radius of 11 μm. The results show that it is necessary to find the best spot radius during the laser induced breakdown spectroscopy (LIBS) experiment. This provides a reliable theoretical basis and experimental reference for further study of the influence of spot radius on LIBS technology measurement.     

基于背景扣除法消除土壤基底中Al元素干扰的LIBS实验研究

土壤中重金属的污染严重影响了农业和食品安全，因此，对重金属污染的高效、准确的检测是目前亟需解决的问题。采用激光诱导击穿光谱技术（Laser induced breakdown spectroscopy，LIBS）对土壤中Ni元素进行定量分析时发现，土壤中波长为373.68 nm的Ni元素的特征峰会受到Al元素在373.39 nm处谱线的影响，因此，将纯铝基底土壤光谱与压片土壤光谱进行了对比测量。提出了以纯Al作为基底，采用纯Al基底谱线扣除土壤背景中Al元素谱线的方法，来消除土壤背景中Al元素对Ni元素干扰，该方法被称为背景扣除法。实验确定了两种土壤样品的最佳延迟时间均为1.0 μs，透镜到样品的距离（Lens to sample distance，LTSD）分别为97 mm和96 mm。采用内标法对两种土壤样品中的Ni进行了定量分析，得到纯Al基底土壤样品中Ni元素的定标曲线拟合效果较好，相关系数R2为0.997，最大标准偏差（Relative standard deviation，RSD）为4.34%，采用基底背景扣除法后的纯铝基底土壤样品中Ni元素检测的相对误差降低到4%。实验结果表明:采用LIBS技术对土壤中重金属元素含量测量时，在元素特征谱线有限的情况下，为避免谱线干扰，提高检测精度，采用背景扣除的方法能够有效消除元素间的谱线的干扰。