应用脉冲回波的避雷线断线检测系统研究

为高效率、低成本地检测风力发电机组桨叶避雷线断线位置,设计基于脉冲回波的避雷线断线检测系统。该系统以单端行波法为原理,由信号发生模块,传感器模块,信号采集模块、控制器模块四部分构成。信号发生模块负责产生行波脉冲信号,传感器模块负责采集回波信号,信号采集模块负责将采集到的回波信号处理转化送给控制模块,控制模块负责分析回波信号,判断故障类型和故障点位置。该文对各个模块的电路和性能参数进行设计,搭建整体的检测系统。经实验验证,该系统可以精准的实现断线判断,并获得断线位置,测量误差精确到0.5 m以内。

基于信号图像化和CNN-ResNet的配电网单相接地故障选线方法

配电网发生单相接地故障时,零序电流呈现较强的非线性与非平稳性,故障选线较为困难,针对此问题,提出一种基于信号图像化和卷积神经网络-残差网络的配电网单相接地故障选线方法。首先,利用排列熵优化变分模态分解算法的参数,将零序电流信号分解成一系列固有模态函数;其次,引入新的数据预处理方式,将固有模态函数转成二维图像,获得零序电流信号的时频特征图;最后,利用一维卷积神经网络提取零序电流信号的相关性和特征,利用残差网络提取时频特征图的特征,将两个网络融合,构建混合卷积神经网络结构,实现故障选线。仿真与实验结果表明,该方法能够在高阻接地、采样时间不同步、强噪声等情况下准确地选择出故障线路,可满足配电网对故障选线准确性和可靠性的需求。

YOLO网络配电网故障选线方法

针对现有的配电网故障选线困难的问题,提出一种基于YOLO网络的配电网故障选线方法。首先,使用三相电流构建极坐标二维图像,充分提取特征信息;之后,对各线路三相电流的极坐标图像进行像素级融合,并以不同颜色区分,在进一步加强图像特征的同时,降低原始图像的冗余度;最后,使用YOLO神经网络对融合图像进行特征提取,训练得到最优的模型文件,利用该模型实现故障选线。将该方法与现有的故障选线结果进行对比,结果表明,该方法选线准确率可以达到99.95%,选线时间12.9 ms,明显优于其他故障选线方案,且该方案不受故障时刻、故障类型和过渡电阻等因素的影响,可满足配电网故障选线的准确度和可靠性需求。

锂离子动力电池充放电热跟踪系统设计

为实现18650锂离子电池在室温下以1 C倍率充放电时产热测量的绝热环境,设计一种基于电池温度与环境温度跟随策略的锂离子动力电池充放电热跟踪系统,采用硅胶加热片对绝热温控腔体进行加热,STM32单片机和LM2596电源管理芯片搭建可调节电源实现驱动。利用Matlab对绝热箱温控系统进行模型辨识,提出一种Smith预估模糊PID算法进行控制。仿真与实验结果表明:绝热箱内电池温度与环境温度的最大跟踪误差不超过0.5℃,具有响应速度快、误差小等优点,能够满足18650锂离子电池在室温下以1 C倍率充放电时产热测量的需求。

尾波干涉法检测混凝土应力损伤状态试验研究

为了更加精确地检测混凝土内部应力损伤状态,利用Ritec非线性高能超声测试系统对4种不同强度等级的混凝土试块和短柱进行超声波尾波干涉试验,建立尾波波速变化率-应力(dv/v-σ)曲线,根据曲线斜率构造尾波波速变化率与应力状态模型并对混凝土损伤状态进行研究。结果表明:所构造的应力状态模型将混凝土的损伤过程分为3部分:0~40%极限抗压强度、40%~70%极限抗压强度、70%极限抗压强度至破坏。根据应力状态模型可以清晰地对混凝土在承受荷载过程中的应力区间及损伤状态进行判定,进而评估其安全状态。

内压法锆合金薄壁管弹性模量试验研究

薄壁管内压加载下的弹性模量测量具有较大难度,通常采用拉伸法测得的弹性模量来近似代替。该研究基于弹性力学理论,推导薄壁管受内压时的应力和应变公式,进而建立薄壁管受内压时的弹性模量分析模型。完成某型锆合金薄壁管在20~400℃下的内压试验和拉伸试验,对比分析两种方法得到的弹性模量差异。研究结果表明,该锆合金薄壁管20~400℃的弹性模量在67~96 GPa之间,且弹性模量随温度的增加而减小;基于内压法和拉伸法得到的锆合金薄壁管弹性模量趋势一致,且该变化趋势符合指数函数规律。两种方法所得锆合金薄壁管的弹性模量存在3%的差异,该差异在核电等精密领域不可忽视。因此,该研究建立的基于内压法的弹性模量试验方法具有良好的可行性,可更准确地描述薄壁管在内压状态下的力学性能。

薄层色谱与表面增强拉曼光谱法鉴别一次性纸杯中荧光增白剂

建立一次性食品包装用纸杯中非法添加荧光增白剂的薄层色谱-表面增强拉曼光谱(TLC-SERS)鉴别法。采用微波法与传统法分别制备了银、金、金包银和银包金4种金属溶胶,并通过紫外光谱法、电镜扫描法、电势与粒径测定法等手段进行表征,检测各种金属溶胶对吡啶的拉曼光谱增强效应以判定金属溶胶质量,并以4种双三嗪氨基二苯乙烯类荧光增白剂(DSD-FWAs)中的二磺酸型荧光增白剂71(C.I.71)、荧光增白剂85(C.I.85)、荧光增白剂90(C.I.90)、荧光增白剂113(C.I.113)为目标检测成分,建立一次性纸杯中4种荧光增白剂的TLC-SERS鉴别方法。结果显示微波法制备的银溶胶作为本项研究食品包材中增白剂鉴别方法的表面增强剂效果更佳,对市售100批样品进行TLC-SERS鉴别,6批样品中检出C.I.113,建立的方法可为食品包装材料中荧光增白剂的检测提供新的备选方法。

热重分析仪样品支架的改进

热重分析仪的样品支架,有可能受到一些特殊样品的分解产物的污染而损坏,为了减少支架污染,扩展仪器的使用范围,增加仪器支架的使用寿命,有必要对热重分析仪的支架进行改进。采用在坩埚底部和样品支架平台之间加铂垫片或氧化铝垫片的方式,对支架进行改进。实验结果表明,添加垫片后对温度的影响可以通过校准进行消除,改进前后一水合草酸钙的测试结果一致。说明仪器支架改进后,仪器的性能没有改变,但是可以有效防止热电偶的损坏或支架与坩埚发生粘连,从而增加仪器的使用寿命和使用范围。

300 MW供热机组低压缸零出力热力性能、调峰性能和经济性能分析

供热机组低压缸零出力运行可有效提升机组供热能力和调峰深度。该文基于Ebsilon软件,建立300 MW供热机组抽凝工况和低压缸零出力工况的数学模型,从热力性能、调峰性能和经济性能三个维度对常规抽凝模式和低压缸零出力模式进行分析。结果表明,低压缸零出力模式能够有效增加机组的供热能力,并降低发电标准煤耗率,当主蒸汽量为957.6 t/h时,供热量比常规抽凝供热模式提高16.25%,发电标准煤耗率下降27.2 g/kWh。低压缸零出力模式下,虽然供热机组的电负荷不具备调节能力,但其最小电负荷低于常规抽凝供热模式,适宜参与电网的深度调峰。从净收益最大化的角度,当热负荷在162~310 MW时,应采用低压缸零出力模式进行供热;当热负荷在310~375 MW时,应采用抽凝模式进行供热。

航空平台地磁矢量匹配导航算法研究进展

航空地磁矢量导航技术因其具有自主、无源、可靠性强的优势,在卫星导航系统受到攻击等情况下可有效发挥替代作用,在军民用领域均具有极高的战略意义和应用价值。航空平台具有飞行速度快、短时间跨越地域广的特性,对地磁矢量测量与导航方法提出高精度和高可靠性等要求。该文梳理近年来航空地磁矢量导航系统的研究与发展现状,介绍地磁矢量导航的关键技术,重点对地磁矢量匹配导航算法的研究进展进行分析。针对现有算法存在的不足,提出进一步提升算法的精度和鲁棒性、发展基于机器学习的地磁矢量匹配导航方法、推动无人机等新型航空平台地磁矢量导航技术发展等后续研究方向,意在促进航空地磁矢量导航技术的进一步发展。

基于光栅尺测量的明渠流量计校准装置及其在线校准方法研究

明渠流量计是监测水流量的一种计量器具,广泛应用于各行各业。因其不便拆卸、堰槽设计不规范、校准方法缺失等原因,使得明渠流量计在线溯源成为业内亟需解决的难题。该文开发出一款基于光栅尺测量的明渠流量计校准装置,并应用该装置研究出模拟液位法的明渠流量计在线校准方法。该方法克服了标准液位计法及流速面积法等现有溯源方法存在的不足,具有操作简便、测量准确、模拟水位可调、过程智能化等特点,为明渠流量计在线溯源提供技术支撑。

通用信道编译码算法物理性能快速仿真系统

为实现信道编译码硬件算法物理性能的快速、准确验证,提出一种软硬件协同的通用化信道编译码算法物理性能快速仿真与性能评估系统。PC上位机软件主要实现模拟信源/噪声数据生成、仿真数据后分析、数据/控制指令传输以及与FPGA下位机交互等功能;FPGA下位机通过设计数据调度与系统控制、信道编译码算法架构、加噪信道以及数据统计等单元,构建通用编译码算法验证系统硬件系统架构,支持不同信道编译码算法物理性能的高效、准确验证。以系统当前支持的BCH码、LDPC码、删余卷积码、RS码及其串行级联码的性能仿真为例开展性能测试,性能恶化最大值低于0.4 dB,在10-7误码率统计量级下,仿真时间低于12 s,验证仿真评估系统的准确性、可靠性与有效性。系统采用的通用级联架构还可支持其他信道编译码算法的快速移植与部署,可为信道编译码算法物理性能快速验证提供一种有效的解决方案。

氙同位素丰度参考气制备方法研究

氙同位素丰度比高精度质谱分析技术强烈依赖于氙同位素丰度参考气,参考气的准确制备是关键技术。研究分析了高纯^(128)Xe同位素气体原料中杂质同位素的丰度,采用重量法制备了丰度为80%、91%和92%的^(128)Xe同位素丰度参考气,评定了参考气制备过程引入的不确定度,并采用稀有气体同位素质谱仪对制备的参考气进行验证。结果表明,^(128)Xe同位素丰度参考气制备过程引入的扩展不确定度为0.7%(k=2),制备值与验证值的偏差小于0.2%,表明制备的^(128)Xe同位素丰度参考气量值准确可靠,该同位素丰度参考气能够满足实验室分析质量控制的要求。

激光测振多普勒信号仿真技术研究

JJF1219-2009《激光测振仪校准规范》提出用调频电信号校准外差式激光测振仪信号采集、处理电路的方法,该方法对产生标准调频信号的信号发生器提出了很高要求,目前还没有激光测振仪校准专用的调频信号发生器,而通用函数信号发生器,在最大频移、调制振动频率范围等方面不能完全满足要求。通过研究数字信号合成技术,设计基于PC、FPGA和高速数模转换器(DAC)的多普勒调频信号发生器,实现激光多普勒调频信号模拟的仿真信号输出,具有参数设置灵活,带宽高,频率稳定性好的优点,经测试,该仿真信号达到了校准需要的技术要求,可用来评价外差式激光测振仪的信号采集、信号处理电路相关参量的计量特性。

声校准器声压级计量比对研究

声校准器是空气声声压量值传递的主要标准器之一,既作为声学计量标准中的标准器,又作为计量器具广泛应用。为考察国内实验室声校准器声压级测量量值准确一致程度,考核声校准器计量标准、环境条件、人员水平、方法、数据处理、管理能力等方面的实际水平和能力,国家市场监督管理总局组织了声校准器声压级量值计量比对,中国测试技术研究院作为主导实验室,参比实验室包括主导实验室在内的6家国内计量技术机构。文章介绍了声校准器声压级的测量原理与比对实施过程,应用归一化偏差对测量数据进行处理,分析了比对数据与结果,验证了参比实验室的比对结果具有较好的一致性,针对一些技术问题提出了建议与解决方法。

基于内压法的锆合金薄壁管泊松比试验研究

锆合金包壳管在核电应用中存在变形及破裂等问题,严重影响核电运行安全。为了更好地评价锆合金包壳管等薄壁管材受内压时的变形性能,给燃料组件的设计、计算、验证提供参考,设计基于内压法的泊松比测试方法。根据薄壁圆筒受均匀内压时的应力解,推导出基于内压加载的薄壁管泊松比理论公式。按照该理论公式设计合理的内压试验方法,采用该方法对N36锆合金薄壁管开展20~400℃下的泊松比试验,同时通过拉伸法进行相应温度下的对比试验。结果表明,内压试验方法可以有效获得不同温度下锆合金薄壁管的泊松比,且内压试验方法得到的锆合金薄壁管泊松比与拉伸法结果较为一致,相对误差均在2%以内。试验结果同时表明:N36锆合金薄壁管的泊松比随试验温度的增加呈增大趋势。

超临界二氧化碳流量测量方法研究

在临界点附近的超临界流体,操作温度或操作压力的微小变化,都会引起超临界流体密度的很大变化,因此,尚无能够满足实时、准确、可溯源要求的超临界流体流量测量方法及仪表。该文首先分析超临界二氧化碳在拟临界温度区域的物理特性;然后分别研究科里奥利质量流量计和差压流量计的超临界流体测量特点,确定流量测量所需的工况条件;最后提出一种以科里奥利质量流量计对差压流量计进行动态密度修正,从而提高超临界流体质量流量测量精度的流量计组合方法。验证实验中,该文以质量法液体流量标准装置对上述两种流量计进行校准,再基于雷诺数近似原理采用质量法气体流量标准装置进行模拟测试,评估动态响应能力及两种被测介质之间的测量误差。实验结果表明:该流量计组合方法具备超临界二氧化碳流量测量的能力,可实现以科里奥利质量流量计作为工作级标准的超临界二氧化碳量值溯源。

海洋温盐传感器动态特性测试平台设计与应用

在海洋剖面观测和基于移动平台的观测中,海洋温盐传感器的动态性能直接影响其数据质量。目前,国内已开展了海洋温盐传感器动态特性测试平台研制,并开展相关海洋温度和电导率传感器的动态特性测试。该文详细阐述基于双扩散原理的海洋温盐跃层模拟装置的设计和实现过程,该装置高5 m,有效模拟自然界真实存在的垂直跃层现象,是对自然界真实跃层的最佳模拟,实现温度跃层温度差10℃,盐度跃层差10 mS/cm,运动控制子系统可模拟0.1~3.0 m/s传感器运动状态。通过SBE3温度传感器、SBE4电导率传感器和MSCTI 125快速温盐测量仪的测试,试验表明:该平台复现的垂直分层的温盐跃层能有效测试温度传感器和电导率传感器的动态特性,时间常数算法结果与传感器标称值基本一致。从试验结果分析出,该平台更适合于点状感应元件的测试,同时感应元件的封装结构对于动态响应有着不可忽略的影响。该平台的研制成果为后续开展海洋温盐动态特性研究提供新的测试平台和方法。

不同固结条件下尾矿粉质黏土动力变形特性分析

利用GDS振动三轴试验系统,针对四川省某尾矿库的尾矿粉质黏土料,基于不同固结条件开展振动三轴试验,研究尾矿粉质黏土在分级循环荷载下的变形特性,基于不同固结条件对尾矿粉质黏土各动力变形特性参数的变化情况进行对比分析。结果表明:当固结围压σ_(3)和固结比Kc不断变大时,尾矿粉质黏土的各动力变形参数呈现出明显不同变化趋势,阻尼比λ会持续变小,动弹性模量E_(d)与动剪切模量G_(d)不断增大;在动应变ε_(d)不断增大的过程中,阻尼比λ会相应升高,但动弹性模量E_(d)与动剪切模量G_(d)却显著下降,动弹性模量比E_(d)/E_(dmax)逐渐减小,表明动弹性模量逐渐衰减,且衰减过程呈三段式;固结压力σ_(3)和固结比Kc的增大可以减缓动弹性模量E_(d)的衰减。采用沈珠江动本构模型对试验结果进行拟合,获得相关模型参数。

CEEMD-FastICA-CWT联合瞬态响应阶次的电驱总成噪声源识别

以某增程式电驱动总成为研究对象,提出基于联合算法的噪声分离识别模型。首先,采用互补集合经验模态分解(complementary ensemble empirical mode decomposition,CEEMD)联合快速独立分量分析(fast independent component analysis,FastICA)方法提取纯电模式稳态工况下单一通道噪声信号特征,利用复Morlet小波变换及FFT对各分量信号时频特性进行识别。其次,采用阶次分析法和声能叠加法对稳态分量信号对应的各瞬态响应阶次能量进行对比分析,并结合皮尔逊积矩相关系数(Pearson product moment correlation coefficient,PPMCC)相似性识别确定不同噪声激励源贡献度。结果表明:减速齿副啮合噪声对该增程式电驱总成纯电模式运行噪声整体贡献度最大。