宽带低频振动能采集器驱动的无线传感节点

提出一种自供能的无线温湿度传感节点,其主要由振动能采集器、电源管理电路、微控制器、温湿度传感器和无线收发模块构成,无线传感节点由一个带滚珠的低频宽带振动能采集器供电。当加速度的幅值频率分别为9.8 m/s2和18.4 Hz,负载为140 kΩ时,采集器一根压电梁的输出功率为0.51 mW,半功率带宽为17.8%或3.8 Hz。电源管理电路包括LTC3588-1芯片、LT3009芯片和一个2 200 μF的电容,微控制器采用低功耗MSP430F149单片机,无线收发模块采用nRF24L01。实验结果表明,当外界环境振动加速度幅值为1 g,频率从5 Hz增加到18 Hz时,该节点均可正常测量并发送环境的温湿度信息,只是时间间隔由848 s缩短为60.2 s。采集器的宽带低频特征使该无线传感节点可应用于多种环境。        

用于测厚和裂纹检测的正交横波电磁超声换能器仿真分析及实验研究

垂直入射的横波在测厚时具有较高的灵敏度,但检测裂纹常需采用斜入射方式,单个换能器无法同时进行这两种检测。该文设计了一种正交横波电磁超声换能器（EMAT）,通过两个蝶形线圈在铝板中激发正交偏振的横波,提出在脉冲回波模式下利用两个线圈接收信号的声时信息和幅值差,同时进行测厚、检测裂纹并确定裂纹方向的方法。建立正交偏振EMAT三维有限元模型,对横波声场与裂纹缺陷的相互作用进行仿真,研究线圈间距、裂纹尺寸对正交声场和信号幅值差的影响。仿真和实验结果表明：正交横波EMAT通过一次检测可以同时实现测厚、裂纹检出及裂纹方向定位,为腐蚀减薄和裂纹等缺陷的在线检测提供了新方法。     

电磁声发射技术在无损检测中的应用

电磁声发射技术是通过对导电部件进行电磁加载产生洛仑兹力,进而激发声发射效应,并通过此效应来进行无损检测.它可以定位薄金属板中微小的缺陷或裂缝,而且不需要完全加载,集合了电磁无损检测技术和声发射无损检测技术的优点.建立了电磁声发射的有限元模型,分析了试件在不同加载条件下的形变,对比了几个加载因素对电磁声发射的影响,并对试件进行了温升分析.在数值分析的基础上进行了电磁声发射实验,得到了电磁声发射信号,并对缺陷进行定位.     

断层影响下弱胶结软岩工作面停采线合理位置确定

弱胶结软岩条件下的高地应力矿井,尤其是受断层影响时,停采线位置对工作面停采后撤架工作及井下安全影响显著。以某矿11302综采工作面为工程背景,采用数值模拟和现场监测,通过模拟断层附近能量分布,现场实测确定工作面超前支承压力影响范围,最终确定合理停采线位置。结果表明：由FLAC3D模拟获取无采动影响时断层附近煤层内能量聚集区域为8 m;模拟工作面推采过程副撤架巷围岩能量变化,初步获得停采线可设置在距副撤架巷大于124 m或80～116 m内;结合超前单柱受力及钻孔应力数据变化确定工作面超前影响范围约90 m。考虑经济及安全因素,确定停采线距副撤架巷99 m,对副撤架巷表面位移连续监测,变形量均在150 mm范围内,无明显底鼓等矿压显现现象,现场应用效果良好。     

煤自然发火的指标气体分析及临界判定

通过对红庆梁煤矿11303工作面煤样的分析测试,优选出适用于本煤层的指标气体种类,同时为了提高本工作面煤自燃的预判准确度,优选采用烯烷比和CO增加速率为判定指标,根据其数值不同准确判断煤自燃所处的阶段。通过分析研究成果,实现红庆梁煤矿11303工作面采空区煤自燃的准确预测,为工作面防灭火工作提供有效的依据。     

带耦合变压器的直流侧有源电力滤波器的仿真研究

提出了一种基于耦合变压器的直流侧串联型有源电力滤波器（active power filter,APF）。该APF通过一个耦合变压器与主电路相连。与不带变压器的直流侧串联型APF相比,它可以灵活地、大范围地改变APF的输出电压,从而充分利用开关器件的容量,并且能够实现APF与主电路的绝缘隔离,防止电力系统的各种干扰直接进...     

垃圾焚烧余热锅炉蒸汽预热器三维CAD参数化设计研究

随着生活质量的提高,人类在利用资源同时也产生了大量的垃圾,包括生活垃圾、固废垃圾、建筑垃圾等,目前,为解决已产生的大量垃圾,各大锅炉厂开发出垃圾焚烧炉,通过它对垃圾进行焚烧,彻底解决垃圾污染问题.垃圾焚烧锅炉设备需要配备蒸汽预热器,经过对多个容量锅炉配套的蒸汽预热器统计研究,制定了蒸汽预热器产品参数化模型,通过快速调整...     

聚乙烯醇凝胶堵漏剂的室内研究

为解决地质钻孔钻井液漏失的问题,研制了一种新型堵漏剂——聚乙烯醇凝胶堵漏剂,该堵漏剂由聚乙烯醇、硼砂、二丁酯、羧甲基纤维素钠等化学交联反应而成。根据地质钻探钻孔堵漏材料性能的要求,对该堵漏剂进行了成胶时间、成胶黏度、溶胀性、抗稀释性、抗矿化物污染、堵漏等实验。结果表明:(1)当聚乙烯醇为3%、硼砂为0.8%、二丁酯为0.3%、羧甲基纤维素钠为0.3%、交联温度为35℃、p H值为10时,制备的聚乙烯醇凝胶堵漏剂性能为最好,成胶黏度达358 600 m Pa·s,成胶时间为18min;(2)成胶时间在0.1~1.0 h范围内可调,对不同大小通道适宜性好;(3)单独的凝胶堵漏剂最大承压能力达到6.0 MPa,加入1%木屑后最大承压能力提高到7.0 MPa,具有很好的堵漏效果。结论认为,所研制的聚乙烯醇凝胶堵漏剂具有较强的溶胀度、抗稀释、抗矿化物污染和堵漏能力,并且制备方便、价格低廉,可应用于裂缝、溶洞、孔隙及含有动水的复杂漏失地层。     

单通道双谱夜视系统中的图像修复及消噪技术

基于单通道双谱夜视系统中对图像修复的需要,提出了一种基于水平集的图像修复及消噪技术。在阐述单通道双谱夜视系统工作原理的基础上,结合系统的实时性要求及待修复微光条纹图像的特点,设计了处理速度高的水平集修复算法;考虑微光图像的噪声对修复结果的影响,在修复的同时加入了热传导滤波方法。实验结果表明,该算法能够对微光条纹图像进行实时且有效的修复。     

基于原位聚合法水性聚氨酯/MWCNTs杂化电沉积树脂的制备、形态及性能

采用超声波辅助反应技术,通过甲苯二异氰酸酯(TDI)改性羟基多壁碳纳米管(MWCNTs),制备出异氰酸酯修饰的活性MWCNTs。采用原位聚合法制备出MWCNTs杂化的水性聚氨酯树脂,与交联剂混合后得到水性聚氨酯电沉积涂料。采用红外光谱(FT-IR)、透射电子显微镜(TEM)、电导率仪等测试方法,研究了MWCNTs用量对水性聚氨酯漆膜外观和性能的影响。结果表明,MWCNTs成功接枝到聚氨酯分子主链上;随着MWCNTs用量的增加,水性聚氨酯漆膜的导电性、光泽度、硬度和耐酸性表现出先增大后降低的规律。当MWCNTs的质量分数为0.75%时,MWCNTs在水性聚氨酯树脂中表现出最好的分散稳定性,漆膜的导电性、光泽度、硬度和耐酸性等性能达到最佳。