Electrochemical studies of octadecanethiol and octanethiol films on variable surface area mercury sessile drops

Octadecanethiol (ODT) and octanethiol (OT) films at the mercury-electrolyte interface are examined using cyclic voltammetry and differential capacitance measurements at a single frequency. A mercury flow-system is used to alter the volume, and therefore, the surface area and surface pressure of the mercury electrode. Manipulation of the mercury electrode's volume enables the introduction and removal of defects in the insulating thiol films. OT and ODT film behavior are contrasted under conditions of expansion and contraction. ODT forms extremely impermeable layers that allow 1000 time less redox probe current than seen on uncoated drops. Expansion of the mercury electrode to increase the electrode surface area produces defects and pinholes in the thiol film. These defects are almost completely removed when the drop is compressed back to its initial surface area. OT also forms insulating films on mercury sessile drops, however these films contain more defects than ODT films. While expansion of an OT-coated mercury drop increases redox probe current, recompression of the drop does not return the film to its initial condition. Pinholes and defects in the OT and ODT films can also be produced by cycling to negative potentials, which produce abrupt stripping peaks.     

磁耦合谐振式无线电能传输系统变电容调谐控制方法研究

磁耦合谐振式无线电能传输和电场感应式无线电能传输是当前研究热点。能量传输往往伴随着信息传输,所以海下无线信息的传输也逐渐受到重视并发展。为此提出一种具有共享通道的无线电能与信息传输系统,使功率和信息可以在同一信道进行传输。在一个开关周期中,电能在前半个开关周期传输,数据在后半个开关周期传送。数据通过频移键控FSK（frequency-shift keying）调制方法进行调制,功率传输的频率设置为285.02 kHz。采用二进制频移键控2FSK（binary frequency-shift keying）调制方法,2个信号载波的频率分别设置为1 MHz和2 MHz。水槽实验平台采用35%盐水模拟海水环境。仿真和实验结果很好地验证了理论分析和计算,证实了电能和信息共享通道进行无线传输的系统对海下电气设备进行供电和数据传输的可行性。     

浮动电极对屏蔽栅沟槽型MOSFET特性的影响

提出了在屏蔽栅沟槽型MOSFET(SGT)的沟槽侧壁氧化层中形成浮动电极的结构,通过改善电场分布,优化了特征导通电阻与特征栅漏电容。在传统SGT结构的基础上,仅通过增大外延层掺杂浓度,改变浮动电极的长度和位置以及氧化层厚度,最终得到击穿电压为141.1 V、特征导通电阻为55 mΩ·mm²、特征栅漏电容为4.72 pF·mm^-2的浮动电极结构。与相同结构参数的SGT结构相比,在击穿电压不变的条件下,浮动电极结构的特征导通电阻降低了9.3%,Baliga优值提升了13%,特征栅漏电容降低了28.4%。     

基于平面电容的油水多界面检测方法研究

含水量是衡量原油质量的重要指标,在原油的生产和储运过程中油水混合液分界面不断变化,因此全过程都要用到高精度传感器对其进行界面检测。基于电容边缘效应设计了一种侵入式平面电容传感器,其主要结构由基板和平面电极阵列两部分组成。运用有限元软件建立8电极阵列传感器模型,对不同电极工作时的电场分布进行研究,分析了平面电容传感器的检测灵敏度和成像精度。并且,研究了电极宽度、长度和相邻间距对传感器灵敏场分布的影响。对介电分布进行图像重建,使设计的平面电容阵列传感器可以检测3个分界面的高度,且经过尺寸参数优化,提高了传感器的成像精度。实验证明,运用平面电容阵列检测油水界面的方法具有可行性和有效性。     

自适应加权的多特征融合ECT图像重建算法

为了解决电容层析成像(electrical cpacitance tomography, ECT)图像重建中电容值与介电常数这一非线性病态问题,提出一种自适应加权的多特征融合(adaptive weighted multi-feature fusion, AWMF) ECT图像重建算法,利用网络模型拟合电容张量和介电常数的非线性映射关系。首先,在网络模型中采用密集卷积网络(DenseNet),不仅缓解梯度消失现象,还融合不同通道的特征信息;添加挤压激励网络(squeeze excitation network, SENet)自适应调整特征通道的权重,用以提取不同通道的关键特征,提高重建图像的精度。其次,构建树形聚合结构（tree aggregation structure network, TASN）网络模块,扩大感受野并提取丰富的多尺度特征信息,消除普通卷积所带来的伪影现象。在COMSOL5.3软件上建模仿真后,通过MATLAB2014a对图像进行重建。实验结果表明,重建图像误差系数降低至0.0256,相关系数提高至0.9717,与传统算法和CNN算法相比,具有更高的图像重建质量。     

绝缘油介质损耗与体积电阻率测试仪空杯电容值的计算

绝缘油介质损耗与体积电阻率测试仪的试验油杯是仪器的重要组成部分,以空气为介质的油杯电容值影响仪器的测量准确度和校准结果。为了得到准确的油杯电容值,依据油杯几何结构,采用圆锥体电容与圆柱体电容并联分布的物理模型,推导获得理论计算公式,并进行建模仿真比较。结果表明,所述理论计算方法有较高准确度,可用于指导测试仪的设计和校准工作。     

二维任意形状寄生电阻电容的边界元计算

由于集成电路技术高速发展,精确提取任意形状寄生电阻电容变得十分重要,本文以直接边界元素法为基础,利用圆弧样条插值近似任意曲线边界,使插值曲线具有整体一阶连续性,并克服了大挠度与多值的困扰。在直线边界使用线性连续元,在曲线边界使用二次连续无。对两邻国为直线的角点,我们曾提出处理角点处存在多重法的导数的一种方法。这里,它被推广到角点邻边含曲线段的情形。数值结果表明模拟器是可行的。     

任楼煤矿电容电流危害分析与治理研究

针对中性点不接地系统单向接地电容电流易造成配电网络次生灾害和设备损害、易产生单向电弧接地过电压和铁磁谐振过电压的问题,分析评估了任楼煤矿电网电容电流的测试数据,根据评估结果制定了电容电流治理方案,即将中性点不接地系统改为中性点经消弧线圈接地运行方式,并给出了具体实施方案。运行结果表明,该方案大大减少了高幅值电弧接地过电压发生的几率,抑制了铁磁谐振过电压,有利于提高电缆寿命。     

一种差动电容式加速度传感器设计的理论研究

设计了一种差动式测振传感器,建立了差动电容式加速度传感器的数学模型,并通过电容的推导计算对其进行了特性分析。对检测电路的结构进行了分析,给出了典型电路结构,推到了电路参数及性能;本设计具有电路结构简单,频率范围宽约0～500Hz,线性度小于1%,灵敏度高,输出稳定,测量误差小等优点;通过实验,各项性能指标满足设计要求。