应变片用于斯特林发动机活塞位移的动态测量

结合自由活塞斯特林发动机的结构特点,提出了采用应变片响应板弹簧变形来动态测量活塞位移的方法。根据应变片的电阻应变效应与应变仪的电桥原理,建立了一套应变片测量位移的动态标定试验系统,将动态标定数据与静态标定数据进行了比较分析。试验结果表明,应变片测量位移的方法存在一定的正反向、动静态差异,应变片的粘贴位置也会直接影响测量准确性。基于应变片传感器体积小,与板弹簧结合粘贴无需占用专门的空间,通过标定校准和合理的安装位置,仍然是一种较好的位移测量传感器。     

斯特林发动机配气活塞气体的作用效应

为了能够深入认识自由活塞斯特林发动机配气活塞的运动特性,对动力活塞固定不动时的配气活塞的气体作用效应进行了分析,并设计了配气活塞的单独运动实验,在此基础上提出了配气活塞固有频率的计算式。分析了工作腔压力波超前与滞后配气活塞位移两种情况下受到的气体力的作用情况,采用旋转矢量法阐述了气体力的作用机理。当压力波超前或滞后活塞位移小于90°时,认为一部分气体力发挥了气体弹簧的作用,使系统固有频率增大;当压力波超前或滞后活塞位移大于90°但小于180°时,认为一部分气体力发挥了惯性力的作用,使系统固有频率减小。热源温度越高,系统的固有频率越小。利用本实验室的一台自由活塞斯特林发动机进行实验,验证了上述气体力作用的效应与规律,且利用此理论计算了系统固有频率的准确性。     

冰川亏损对哈拉湖流域湖泊水位波动的影响

青藏高原的内陆湖泊水位和冰川变化和其流域内冰川质量亏损对湖泊水位波动的影响及其贡献对水量平衡研究具有重要意义。以哈拉湖流域冰川为例,基于2000-2015年星载雷达测高资料和Landsat卫星多光谱遥感资料分别提取湖泊水位和面积变化;结合附近的托勒台站气象观测资料,进一步分析其水位波动变化原因和冰川亏损对湖泊水量贡献。结果表明:受年降水量和夏季降水量增加影响,哈拉湖水位呈增加趋势,但哈拉湖流域冰川亏损加速趋势不明显;与2000年相比,湖泊面积增加了(21.4±4.8)km~2,湖泊水位增加了(1.68±0.26)m,相应的湖泊水容量增加了(16.1±0.3)×10~8m~3水当量。流域冰川亏损量达对哈拉湖水量的贡献率为39.65%,降水量增加对湖泊水量贡献了22.82%。     

三江平原洪河自然保护区及周边地区湿地景观变化过程研究

选取我国东北地区三江平原腹地洪河国家级自然保护区及周边的3个农场作为研究区,选取1975年、1989年和2006年3个不同历史时段的研究区遥感影像,通过高精度影像的支持,应用遥感目视解译方法,提取出研究区沼泽、河流泡沼、林地、水田、旱地及其它地物类型共6种地类景观30 a来的历史变化信息。在地理信息系统方法支持下,定量分析了研究区从20世纪70年代中期单一的沼泽湿地景观随着当地农业发展逐步成为当前以农田景观为主的过程。研究表明,研究区湿地景观变化过程明显,在此过程中还伴随着水田与旱田景观结构剧烈变化,并且呈现出不同的区域内部景观变化发展过程。其中,开发最早、受人类活动影响最明显的前锋农场,沼泽湿地面积减少最多;鸭绿河农场的沼泽湿地面积减少速度最快;而洪河自然保护区由于生境栖息地狭小,尽管受到严格保护,在周边农场外部影响下还是出现了一定程度的沼泽湿地萎缩现象。     

声速对硅基氮化铝复合声子晶体带隙影响

该文基于布喇格散射机理,采用有限元仿真技术重点研究材料声速对二维AlN/B/Si复合声子结构体带隙特性的影响。首先以Mo作为B层,逐次分析AlN、AlN/Mo、AlN/Mo/Si出现最大带隙宽度时,AlN、Mo、Si各层厚度的最优值;然后分别选取具有声速梯度的材料作为B层,研究B材料声速对复合声子晶体带隙宽度变化率的影响。结果表明,当B层与Si、AlN的声速差值小于3 000 m/s时,B层厚度的变化引起复合声子晶体带隙宽度变化率低于25%,而B层与Si、AlN的声速差值越大,改变B层厚度会造成带隙宽度变化率越大,最高可达100%。     

基于VRML构造三维车模方法

以VRML为代表的WWW下的虚拟现实建模技术正在日益受到广泛的重视,基于VRML进行三维仿真建模具有交互、三维全景、多感知等特点.本文以"汽车"为研究对象,讨论、阐述了VRML构造三维模型的实现方法,并给出了建模效果验证.     

高精度微弱脑电检测数模混合控制芯片系统

针对脑电检测的研究需要,研发了微弱EEG脑电信号采集专用芯片系统。该芯片使用斩波稳定去噪声技术,首先利用2 k Hz的斩波频率对100 Hz以下的EEG信号进行频域隔离,然后利用RRL纹波抑制环路反馈进行调制后位于chopper频率处的主要由失调与低频1/f闪烁噪声引起的纹波电压的抑制;单级斩波放大使用电流复用、亚阈值跨导增强技术对来自EEG传感器的低频(100 Hz)小信号(5~100μV)进行40 d B增益的稳定中频放大;级联S/H电路进行去累积毛刺滤波,配合前面斩波技术,达到整体低噪声性能;VGA/LPF通过改变输入、反馈/负载电容,分别进行增益/带宽的数字调整。EEG-DSP加速芯片实现对多通道采集的控制以及信号处理编码。设计使用SMICRF 180 nm混合工艺,使用Cadence的Spectre软件进行功能前/后仿真,使用Caliber工具进行DRC/LVS的版图验收。最后,对设计芯片进行实际测试,结果表明放大芯片关键性能为:8.1μW/通道、面积6.3 mm2/8通道、0.8μVrms(BW=100 Hz)等效输入噪声;该款自主研发的脑电斩波放大芯片性能达到国内外前列的水平,可进行正确的脑电EEG采集,可应用于可穿戴领域、对后续脑电数据分析具有重要的使用价值。     

连续血液净化系统中血压实时监测模块的研究

连续血液净化系统中血压值是确定患者病情的重要参数,因此设计了一种非侵入式的血压实时监测模块。该监测模块采用气压传感器作为检测血压的测量元件,低功耗的单片机MSP430F449作为处理核心,高精度的AD7714作为模数转换模块,实现了对循环管路中血压的非侵入式实时测量。实验结果表明,该血压实时监测模块能实现0.12%精度,输入、输出具有较好的线性关系,能准确反映血压的实时变化。     

修正的ARMA模型在微悬臂系统辨识中的应用

在力学显微镜和光力学的研究中,微悬臂是一种被广泛使用的微机械器件。为了了解微悬臂的模态信息,采用ARMA模型对微悬臂进行系统辨识和模态参数识别。针对观测噪声会使时间序列模型辨识精度变低的问题,研究如何将带有观测噪声的ARMA模型转化为无观测噪声的ARMA模型。得到微悬臂的ARMA模型后将其转化为连续系统的传递函数,再从传递函数中求出微悬臂的各模态参数。为了减小微悬臂对外力的延迟响应时间,根据系统辨识得到的模型,构造一个复原滤波器,微悬臂的位移信号通过这个复原滤波器后得到作用力信号。仿真及实验结果证明了所用的系统辨识、模态参数识别及信号复原方法的有效性。     

降低吸附式制冷系统驱动热源温度的研究进展

吸附式制冷是一种环境友好的制冷方式,可以利用低品位热能提供冷量,因此具有重要的节能意义。目前,吸附式制冷技术在太阳能热利用、工业余热利用等中低温余热领域已有应用,但对低于60℃热源的利用实例较少。降低吸附式制冷系统所需的驱动热源温度是扩大吸附式制冷系统使用范围的重要手段。吸附式制冷系统所需驱动热源温度与系统循环方式、吸附剂性能等因素密切相关。从二级/多级吸附式制冷循环、表面酸性强度与孔结构等影响吸附剂再生温度方面阐述了降低吸附式制冷系统驱动热源温度技术的国内外研究现状。分析结果显示,多级循环吸附式制冷系统可以降低装置的驱动热源温度,但装置结构较为复杂;低再生温度吸附剂能够拓宽吸附式制冷装置的驱动热源温度范围,吸附剂的脱附温度与表面极性、酸性、孔结构等参数有关,对吸附剂进行改性,吸附剂极性弱、酸性低的表面特性有利于降低脱附温度。另外,还介绍了数据中心余热驱动的吸附式制冷技术。开展降低吸附式制冷系统驱动热源温度的研究为低温余热高效利用提供了技术参考。