脉冲偏压占空比对TiCrN薄膜微观结构和性能的影响规律*

随着先进制造领域对高速钢材料切削性能和加工性能的要求越来越高，迫切需要利用氮化物薄膜来提高基体材料的硬度和耐磨性等综合性能，延长高速钢材料的使用寿命。通过 TiCrN 薄膜提升高速钢材料的使役性能，研究脉冲偏压占空比对 TiCrN 薄膜微观结构和性能的影响规律，实现薄膜沉积工艺的优化。采用电弧离子镀方法，通过改变脉冲偏压占空比在 M2 高速钢基体和单晶硅片上沉积 TiCrN 薄膜。研究发现，脉冲偏压占空比的增大有助于减少膜层表面大颗粒数量，改善膜层表面质量；占空比从 10%增加到 60%，TiCrN 薄膜厚度先增大后减小，30%占空比时，TiCrN 薄膜的厚度达到最大值 623.8 nm， 60%占空比时，TiCrN 薄膜的厚度达到最小值 517.4 nm。当脉冲偏压占空比为 10%时，Cr 元素含量为 33.9 at.%，晶粒尺寸达到最小值 12.692 nm，纳米硬度和弹性模量分别为 29.22 GPa 和 407.42 GPa。当脉冲偏压占空比为 30%时，Cr 元素含量达到最小值 33.07 at.%，此时 TiCrN 薄膜晶粒尺寸达到最大值 15.484 nm，纳米硬度达到最小值 25.38 GPa，稳定摩擦因数达到最大值 0.9。所制备的 TiCrN 薄膜均以（220）晶面为择优取向，晶粒尺寸在 12.692~15.484 nm，纳米硬度都在 25 GPa 以上， 是 M2 高速钢的 2.8 倍以上。在脉冲偏压占空比为 20%时，TiCrN 薄膜摩擦因数最小为 0.68，磨痕宽度为 0.63 mm，自腐蚀电位达到最大值-0.330 V（vs SCE），自腐蚀电流密度达到最小值 0.255 μA / cm² ，腐蚀速率最低，耐腐蚀性能最强。与 M2 高速钢基体相比，TiCrN 薄膜的硬度、耐腐蚀和摩擦磨损性能都显著提升，Cr 元素和离子轰击作用是影响 TiCrN 薄膜性能的主要因素。研究结果为硬质薄膜工艺优化提供了一定的试验依据，TiCrN 薄膜在刀具材料性能提升方面有较好的应用前景。     

教室场景下人脸检测与识别

提出一种教室场景下人脸检测与识别的算法,基于RetinaFace人脸检测框架进行改进,在主干网络中引入可变形卷积以适应人脸遮挡以及人脸变形,调整预设Anchor并在上下文敏感模块中引入残差结构以适应教室场景下尺度变化的特点。在公开数据集WIDER FACE上训练基础权重,然后在教室场景下自标注的数据集中进行迁移学习以适应教室场景,最后通过ArcFace人脸识别网络进行人脸识别。本算法在公开数据集WIDER FACE上batch size设置为16时,Easy、Medium和Hard的人脸检测精度分别为96.34%、95.12%和89.64%;在自标注的数据集上batchsize设置为4时,人脸检测精度为94.72%,人脸识别精度为92.11%。实验结果表明,该算法可以有效提高教室场景下人脸检测与识别的效果。     

圆形目标图像定位与归一化旋转研究

在图像配准过程中,图像存在一定角度旋转是常见的问题,会造成后续视觉任务处理困难。同时,由于圆形目标图像不具有明显的外轮廓定位信息,故当其发生一定角度旋转时,检测难度有所增加。以多种圆形目标图像为研究对象,研究了常见的圆定位算法和旋转角度检测算法。实验结果表明,最小二乘法进行圆定位的误差最小,基于Zernike矩的旋转角度检测算法可以在兼顾速度的同时,达到较高的检测精度。     

快速固化土质道面功能性面层材料性能研究

为探究快速固化土质道面强化用功能性面层材料的工程应用性能,设计并进行了功能性表面层材料性能研究试验,开展了改性聚脲弹性体、水性环氧树脂和羧基丁苯胶乳3种有机面层材料的抗滑性能试验、耐磨耗性能试验和试样磨耗表面形态分析研究以及紫外线抗老化试验.结果表明:道面材料在干燥状态下的摆值均大于潮湿状态下的摆值;涂刷功能性表面层材料之后,试样的耐磨性能均有所增强,并且其单位面积磨耗量降低较为明显;通过磨耗表面形态分析再次验证了改性聚脲弹性体抗磨耗性能最佳,水性环氧树脂次之,羧基丁苯胶乳最差.紫外线照射后拉伸强度以及断裂拉伸率均有所减少,但仍然满足实际工程力学性能要求.     

平面高频变压器的设计与仿真

针对传统绕线变压器存在体积大、易产生电磁干扰等问题,提出在某些特殊情况下,应采用平面高频变压器替代.分析了平面高频变压器的结构特点,给出了其设计公式,运用ANSOFT公司的PEMAG软件设计了满足实验要求的变压器模型,并且将模型导入到Maxwell有限元分析软件中对各项参数指标进行了定量评估.     

计及分布式光伏接入的配电网脆弱性评估研究

分布式光伏的接入会对配电网脆弱性水平造成较大的影响,继而影响配电网的安全稳定运行。在分析分布式光伏功率特性的基础上,结合配电网节点静态能量函数模型和负荷转移系数相关理论,提出一种可反映配电网节点状态和结构的脆弱性评估模型。建立含分布式光伏接入的配电网仿真计算模型,对光伏不同并网容量和多个光伏不同并网位置对配电网脆弱性的影响规律进行研究。结果表明,随着光伏并网容量的增大,其对配电网脆弱性的影响呈现先逐渐增大后趋于稳定的态势,稳定后脆弱性最小值降低了约24%、最大值增大了约31%,且多个分布式光伏的并网节点越靠近配电网末端,并网距离越小,配电网脆弱性受到的影响越大。     

宽电源范围的高精度振荡器设计技术研究

为解决CMOS振荡器频率稳定性差的问题,提出一种基于阈值电压的高精度宽电源范围振荡器电路结构。利用与电源无关的恒流源和MOS管开通关断对电容进行充放电,产生占空比50%的时钟信号,设计熔丝电阻控制可修调电流镜电路实现工艺修调。基于0.25μm BCD工艺,对提出的方法进行了具体电路设计与物理实现验证,结果表明：在电源电压3 V典型情况下,时钟信号中心频率为36.5 kHz,工艺修调范围为54.14%～219.18%,修调精度为-0.82%～+2.53%。电源电压2～4 V变化范围内,频率变化系数为0.97%/V;电源电压1.8～5.8 V变化范围内,频率变化系数为2.47%/V;电源电压在1.8～12 V范围内,频率变化系数为1%/V,具有较宽的电源适应特性。     

仿真分析对高频变压器研制方案的可行性验证

随着电力电子技术的不断提高,光伏发电系统中传统的工频变压器逐渐被高频变压器所替代,高频变压器相对于传统的工频变压器具有转换效率高、体积小巧的特点,本文从平面变压器的结构和原理出发,运用Ansoft软件设计了变压器模型并且进行了样机的研制,通过仿真与实际测量值的对比,验证了仿真的可行性。     

附加增值条件的移动最小二乘法的点云孔洞修补

由于扫描设备局限或模型结构复杂等因素导致点云模型出现孔洞,这严重影响模型的后续处理。针对点云孔洞的修补问题,文中提出了一种附加增值条件移动最小二乘法的点云孔洞修补方法。首先提取封闭的孔洞边界,通过密度分析进行迭代切片,不仅削弱点云分布不均的影响,还提高模型细节特征的保留程度;再将离散群点投影至拟合曲面,投影点集二次拟合以获取拟合面节点,保证有足够的边界邻域节点为基础进行孔洞修补;最后利用附加增值条件移动最小二乘法对孔洞进行迭代修补,并对增值点云进行曲率约束,从而达到契合原始模型空间特征的重建。实验采用人为在四个点云模型上制造不同类型的孔洞,并与现有的四种方法进行对比,验证所提方法的有效性,结果表明,文中方法相较于现有的四种方法,完整率、准确率提高了1.83%以上,配准均方根误差与平均曲率均方根降低了68%以上,对比证明了文中方法对于点云模型孔洞具有较强的适用性,可为重建三维点云模型提供可靠信息。     

排烟机实时检测报警系统的设计与实现

阐述油烟实时检测报警系统的设计,系统由数据采集模块、数据处理模块、通信模块和人工交互模块组成。数据采集模块通过传感器采集当前环境的油烟浓度和温湿度等数据,由数据处理模块对采集到的数据进行处理,并通过通信模块上传至人机交互模块。