基于旋转圆柱三电极阵列的覆冰测量方法

覆冰严重会影响电网安全稳定运行,输配电装备的覆冰监测是电网冰灾防御的前提。为此,基于冰层的电容效应提出一种旋转圆柱三电极阵列覆冰测量方法。首先,推导电容值与覆冰厚度计算公式,从理论上说明该方法的可行性;其次,建立圆柱三电极阵列有限元模型并对其结构参数进行有限元数值计算;再次,以信号强度、灵敏度与穿透深度为评价指标对圆柱三电极阵列选取合适参数;最后,在野外自然环境下对旋转圆柱三电极阵列覆冰测量装置进行试验。仿真和试验结果表明,在穿透深度以内,旋转圆柱三电极阵列能够较为准确地测量覆冰厚度、分辨覆冰类型。在雨凇、混合凇覆冰条件下,覆冰电容值平均误差最大为4.83%,能够满足覆冰厚度的测量要求。该文为输配电装备覆冰监测提供了一种新型装置与测量方法,未来有望应用于架空线路覆冰在线监测。

三电极结构在双源激励下的介质阻挡放电特性

介质阻挡放电(DBD)在工业中得到广泛应用,但效率限制了它的进一步应用。提出了一种DBD结构和针板结构相结合的三电极结构。将正极性脉冲电源施加在DBD电极上,负极性脉冲电源施加到针板电极上。分析了不同结构下三电极DBD的放电特性、现象和光谱强度。结果表明,三电极结构更加有利于DBD放电通道的产生,其放电均匀性、发光强度均强于双电极DBD,特别是在丝网接地电极条件下,放电更加强烈。当三种电极结构正极性电压维持在11 kV,负极性电压为-5 kV时,丝网接地三电极中DBD的放电电流峰值达到1.54 A,而实心接地三电极和传统双电极中DBD的放电电流峰值为1.14 A和0.74 A。在负极性脉冲维持期间,针网间隙处于击穿状态,DBD放电出现很大的放电电流。在三电极结构中,随着施加在针板上负极性电压的升高也使三电极DBD放电更加强烈。不同结构下的DBD的放电光谱表明在丝网接地时三电极DBD激发粒子的光谱强度最强。这一趋势与DBD放电电流和功率一致。

三电极软包装电池无析锂快充策略

优化快充电流可延长锂离子电池的快充循环寿命。为找到可快速准确得到锂离子电池快充电流的方法,基于单层三电极软包装电池,在25℃、35℃和45℃下进行恒电位测试,得到相应温度下的快充电流。结合大容量电池的温升数据,得到大容量电池对应温度和荷电状态(SOC)下的快充电流。循环性能测试发现,与仿真快充电流相比,恒电位测试得到的快充电流在相同的循环电压2.80~4.25 V和放电倍率0.50 C条件下,可将电池的循环性能提升6.93倍。

三电极通电方式对电沉积修复混凝土裂缝效果的影响

文章考虑Cl^(-)、SO_(4)^(2-)离子对于混凝土的侵蚀作用,选用醋酸钙、醋酸镁作为电沉积溶液,设计并制备了模拟地下结构环境的试验装置,以质量增加率、断面填充率、试件电阻与电沉积时间的关系作为裂缝修补效果的评价指标。研究发现,相较于传统的双电极通电方式,三电极通电方式能够使阳离子预先迁移到迎水面一侧,有利于裂缝迎水面一侧的愈合,且钙镁比的不同对试件质量增加率Rm的影响很小,故在钙镁比1∶3的电解质溶液环境下,采用三电极通电方式修复6 d后,有效断面填充率可达到最大值6.82%。

三电极脉冲沿面介质阻挡放电等离子体特性及除冰研究

风力发电机和飞机在低温潮湿环境下运行时存在表面覆冰问题,进而影响装备的正常工作,严重时甚至危害人身财产安全。已有文献发现两电极沿面介质阻挡放电(surface dielectric barrier discharge,SDBD)在除冰方面有潜在的应用前景,但仍存在温升小和效率低等问题。为有效提高SDBD表面温度和除冰效率,该文将一接地电极安装在高压电极同侧,构成三电极SDBD结构,研究三电极脉冲SDBD等离子体特性及除冰过程与效果。结果表明:在相同的放电条件下,与两电极脉冲SDBD相比,三电极脉冲SDBD在放电能量、表面温度、发射光谱强度和除冰效果等方面表现出更为优异的能力。在20kV脉冲电压作用下,13mm间隙的三电极SDBD比两电极SDBD的放电能量增加了约1.95倍,最高温度提高了8℃。数值模拟结果也进一步表明:通过脉冲快速加热,三电极SDBD温升范围广和热量空间分布均匀,在除冰方面有很大的潜力。研究结果可为脉冲放电等离子体除冰及相关应用提供参考。

基于柔性集成三电极和智能手机的便携传感器快速检测磺胺甲噁唑

目的制备一种对磺胺甲噁唑(sulfamethoxazole,SMZ)有检测性能的柔性集成三电极,构建基于智能手机和柔性电极的便携传感方法。方法以柔性聚酰亚胺薄膜为基底,采用激光诱导刻蚀技术制备激光诱导多孔石墨烯(laser-induced porous graphene,LIPG)柔性集成三电极。将制备的电极插入mini电化学工作站接口,与智能手机蓝牙连接构建智能便携式传感器。结果本方法制备的LIPG电极在8.75–55.00µmol/L的浓度范围内,SMZ浓度与峰电流呈现出良好的线性关系,r^(2)为0.9985,检出限为2.87µmol/L。以鲜奶为样品添加回收率为96.0%~100.5%。结论本研究制备的LIPG柔性集成三电极可以替代传统刚性三电极构建智能便携式传感器。以智能手机为操作界面,具有携带方便、响应快速等优势,适用于现场快速检测。

PCB平面三电极空气火花隙开关导通特性试验研究

针对平面三电极空气火花隙开关的稳定性、响应时间等动态性能问题,设计了阴极与阳极间隙为1.6,1.8,2.0,2.2,2.4 mm的5种PCB平面三电极空气火花隙开关,分别对开关的最小击穿电压、导通性能的变化规律和放电寿命进行了试验研究。试验结果表明:PCB平面三电极空气火花隙开关的最小击穿电压随着导通次数、阴极与阳极间隙的增加而增大;在高压电容器充电电压、触发端的脉冲电压一致的条件下,相同参数开关的响应时间随着导通次数的增加而增大;在其他条件不变的情况下,开关阴极与阳极间隙越大,开关的放电寿命越长。

三电极体系对NiFe-LDH光阳极光电化学动力学的影响

研究了不同镍铁质量比的镍铁双氢氧化物的光电化学催化性能,并得到了催化活性最佳时的镍铁质量比为9∶1.重点考察了三电极体系的测试条件对Ni_(0.9)Fe_(0.1)-LDH光阳极光电化学动力学的影响.研究结果表明:电解池的测试结果与其透光率有关,使用石英电解池测得的工作电极光电流密度为5μA/cm^(2),是使用聚四氟乙烯电解池测得的工作电极光电流密度的5倍,但聚四氟乙烯电解池受自然环境背景光的影响小,结果更真实可靠;使用Hg/HgO作为参比电极,测试结果更加准确,虽然使用Ag/AgCl作为参比电极在相同条件下测得的光电流密度是使用Hg/HgO作为参比电极测得的光电流密度的2.5倍,但AgCl在碱性电解液中可产生Ag^(+),增大了体系中的电荷转移速率,影响了测试结果的准确性.在碱性电解液中,与石墨电极相比,铂片电极稳定性较差,不利于呈现接近真实情况的测试结果.

基于STM32的三电极电化学测试系统设计

为满足电化学分析测量需求,基于三电极体系工作原理,提出一种技术指标高、成本低廉的电化学测试系统方案。该方案以STM32F373为控制核心,通过基于AD5541的DAC信号发生电路、高精密运算放大器为主要器件构成的恒电位仪电路、多个电流量程选择的电流检测电路、电流电压采集电路、无线通信电路等,实现了电化学测试系统的软硬件设计。实际测试表明:该系统具有精度高、成本低、可靠性高的特点,可以满足电化学测量的需求。

三电极高速CO_2焊焊接速度和焊接电流对焊缝成形影响

MAG角焊焊接在大型船舶制造中占有重要地位,目前应用最为广泛的是双电极角焊工艺,最大焊接速度为1.2m/min。为了提高焊接速度,进而提高焊接效率,研究了焊接速度可达1.8m/min的三电极高速CO2气保护角焊工艺。实验表明:采用DCEP/DCEN/DCEP极性组合的三电极CO2气保护角焊焊接过程稳定,成形良好,角焊焊缝上脚长、下脚长以及熔深均随着焊接速度的增大而减小,随着三电极焊接电流规范组合的增大而增大。在试验基础上,给出了焊接速度和三电极电流规范组合影响下的角焊缝脚长范围预测。

用于三电极负载的固态脉冲电源设计

设计了一种基于Marx的三电极脉冲电源。采用磁环隔离驱动方案和双MOSFET驱动电路,实现了在三电极负载下同时输出正负高压脉冲。分析了电路的运行方式,搭建了32级脉冲电源,并设计了一种针板电极和DBD电极结合的三电极负载,实现了总输出电压13 kV,脉宽10μs,频率1 kHz,且输出电压、脉宽可调。实验验证了该电源方案在三电极负载下的可行性。

一种大电流三电极气体火花开关的工作特性

根据强流电子加速器的需要,研制了一种大电流三电极气体火花开关。开关采用防污染设计,将开关电极与金属腔体一体化,并采用金属挡板对绝缘封盖进行防污保护,从最大程度上减小了开关工作时对绝缘支撑物的污染,提高了开关寿命,并且对开关工作特性进行了实验研究。研究结果表明:当开关工作气压为0.10、0.15、0.20和0.25MPa时,其可控工作电压范围分别为25%～94%、38%～86%、40%～88%和44%～88%,具有可控工作电压范围宽的优点;当开关工作气压为0.25MPa、工作电压为40kV、欠压比为88%时,开关时延为50ns,抖动为1.28ns且分散性<3%,该开关已成功用于强流电子加速器系统且运行稳定可靠。

基于三电极系救援井与事故井连通探测系统

通过调研救援井与事故井连通探测系统工作原理,分析了三电极系注入地层的低频交变电流在地层及事故井套管中的传播与衰减规律,建立了事故井套管上聚集电流产生的交变磁场空间分布模型,得到了救援井与事故井间距和相对方位的计算方法。通过数值模拟与试验验证,将三电极系应用于救援井与事故井连通探测系统,提高了系统测距范围和探测精度;通过对比基于单电极救援井与事故井连通探测系统,基于三电极系的探测系统对探管灵敏度的要求更低,更有利于在实际工况中的应用,为中国自主研发救援井与事故井连通导向工具提供理论支持。

兆伏级重复频率三电极气体开关工作特性研究

以“CHP01”加速器为实验平台,对自行研制的重复频率三电极气体开关的工作特性开展了实验研究,并对实验结果进行了分析。研究结果表明开关在自击穿工作下的工作稳定性远小于触发工作时,开关工作范围与触发针位置和气压等因素有关;开关电压选择在自击穿电压的大约80%时,开关抖动小、误触发率低,具有较好的工作特性。

三电极电化学传感器的恒电位仪设计

三电极电化学传感器在化学、生物和环境监测等领域的应用越来越广泛,为了充分发挥其性能,并实现测量仪器的便携性,选用AT89S8252单片机和A/D、D/A转换器等IC芯片,设计了一种用于传感器电流信号检测的便携式恒电位仪。该恒电位仪通过电压负反馈调节系统使电化学传感器的工作电压等于基准电压,并保持恒定。为检测仪器的性能,用一个电路模型等效三电极电化学传感器进行了测试,实验结果表明该恒电位仪具有很好的精度。

±100 kV三电极场畸变气体火花开关

设计了一种用于直线变压器驱动源的三电极场畸变气体火花开关。开关采用SF6气体绝缘,开关尺寸和电感较小,实测开关电感约为67nH。在工作电压±80kV、工作系数为70%时,开关触发时延为40.0ns,抖动约2.8ns。对比研究了钨铜合金和黄铜两种电极材料对开关静态和触发击穿特性的影响,研究结果表明:铜钨合金电极开关的自击穿电压分散性、触发时延及抖动、自放电概率和电极表面烧蚀均小于黄铜电极,更适宜作为三电极场畸变开关的电极材料。

三电极合成射流激励器电极布局与电源系统的匹配特性

为了有效增加合成射流激励器的放电强度,提高放电稳定性,使用直流电源和不同类型的触发电源,对三电极合成射流激励器的放电特性进行研究,提出了设计准则,优化了电极布局。结果表明:触发电源脉冲电压的上升时间对触发特性有重要的影响。纳秒触发源电压上升时间与击穿延迟时间相近,可促使2个放电通道同时形成,实现同时击穿;微秒触发源配合直流激励只能使2个放电通道依次形成,放电模式为依次击穿。三电极合成射流激励器的放电通道长度和稳定放电时放电通道的可调节范围由触发电源与直流电源共同决定。采用纳秒脉冲触发源和较大的直流电压激励时,可显著提高三电极合成射流激励器的最大放电间距和放电稳定性。在4 k V直流激励下微秒脉冲触发形成的最大间距为7.5 mm,而在无直流电压输入时,纳秒脉冲触发形成的最大放电间距已达10 mm。当施加-4 k V直流电压时,纳秒脉冲触发形成的最大放电间距更是达到了17.5 mm。

基于三电极复合探头的氨氮在线测量

介绍一种在海洋中在线测量氨氮含量的检测方法 ,同时测量出 p NH3、p H及温度 T,求得海水中氨与铵离子共存的比例 ,即氨的离解度 [NH3]/ [NH+ 4]进而得到总氨、氨氮及铵氮含量 .还介绍了作者研制的由 p NH3、p H和温度 T电极集成的复合探头 .实验结果表明p NH3的测量精度为 p NH3± 0 .0 3,[NH3- N]及 [NH+ 4- N]精度相对误差 10 %

三电极气体开关自陡化技术及应用

根据Trigatron的触发要求设计了脉冲变压器型驱动源、三电极气体开关。在多种驱动模式下对三电极开关的自陡化参数进行统计分析,选择最优的自陡化工作模式。通过研究自陡化工作模式,优化了三电极开关工作极性、工作电场、紫外辐照强度和辐照时间。试验结果表明:增加陡化环节后,Trigatron的击穿概率有了明显提高,击穿时刻延迟和抖动明显降低,扩大了Trigatron稳定工作的欠压比范围。

三电极MAG高速角焊焊接工艺实验研究

在实际船厂的角焊焊接工艺应用中,多电极焊接工艺主要集中于双电极MAG焊接,焊速最大目前可以达到1.2m/min。为了进一步提高焊接速度,本文采用焊速可达1.8m/min的三电极高速弧焊角焊明弧焊接工艺,进行了焊接规范组合与空间位置实验。实验表明:焊接线能量相近时,焊缝成形参数均在一定范围内波动。焊接参数对焊接过程的稳定性影响显著,不同的焊接规范组合时,PNP极性组合的稳定性比NPN的稳定性差;焊枪倾斜角度随着角度的增大稳定性变差;焊丝距离在20和45mm时稳定性最差,而在其范围之间的焊接稳定性随着距离的增大而变好;夹角在20°和50°时稳定性较好。