基于STM32和ZigBee的在线流量监测系统设计

针对油气井生产过程中,油气水多相流流量的在线测量问题,设计了一套基于STM32和ZigBee的井上实时流量监测系统装置,实现可以对油气井生产过程中流量、温度和压力等参数的实时监测和远程控制。系统选择STM32F103ZET6作为主控芯片,通过和流量、温度和压力等传感器采集模块相连接使用串口通信构成数据采集平台,通过使用ZigBee无线通信技术将实时测量数据传输至上位机,实现上位机和下位机的信息交互,并通过LCD屏幕实时显示数据。通过搭建的系统实验平台进行验证,该系统具有低功耗、实时性较强、低成本和可靠性强的优点,对油田优化生产和实现智能完井,并且促进新型多相流仪器的发展,具有生产指导意义和价值。

基于Catia和Ansys Workbench直升机减速系统渐开线斜齿圆柱齿轮模态分析

基于Catia软件对直升机减速系统的渐开线斜齿圆柱齿轮进行标准参数化三维建模、尺寸标注,并通过Ansys Workbench软件中Modal模块对渐开线斜齿圆柱齿轮进行无阻尼自由振动的模态分析,得到渐开线斜齿圆柱齿轮前五阶固有频率和振型,避免外加载荷的频率接近渐开线斜齿圆柱齿轮的固有频率而发生共振现象,为渐开线斜齿圆柱齿的设计以及进行进一步动力学分析提供参考。

亲锂的三维二硫化锡@碳纤维布用于稳定的锂金属负极

金属锂由于其高的比容量,低的电极电势和轻质等特点被认为是下一代高能量密度锂金属二次电池负极材料的最佳选择。然而,充放电循环中不均匀的锂沉积会导致严重的体积变化和大量的锂枝晶形成,从而影响了电池的库伦效率甚至会带来严重的安全隐患。为此,本文设计了一种亲锂的三维二硫化锡@碳纤维布复合基底材料,并作为集流体将其应用于金属锂电池上。一者,高比表面积的三维碳纤维骨架可以适应充放电过程中的体积变化并且有效地降低局部电流密度,从而确保锂的均匀沉积。二者,表面修饰的SnS2层在锂沉积过程中可以形成Li-Sn合金界面层,诱导锂的沉积并降低过电势。最终,实验结果表明:使用所制备的复合集流体与金属锂搭配组成的半电池可以在5 mA·cm^(-2)的高电流密度下以>98%的库伦效率稳定循环100周以上。此外,在承载10 mAh·cm^(-2)的金属锂后,复合的锂负极无论是在对称电池还是与磷酸铁锂组装成的实际电池中,均可以在高的电流密度下实现稳定的循环。我们相信这一复合的集流体构建策略对于设计安全稳定的锂金属电池或器件具有重要意义。

基于三星2440的嵌入式超声波流量计监测系统设计

这一套系统是采用ARM内核的三星2440主控制处理器,由于内嵌有linux系统,故可以搭载网络模块,实现实时通信。本系统置于井上,将井下流量信息采集后,发送至服务器,并显示在公屏上。随着物联网的进步,本套系统将为油田上工作人员,获取当前信息状况提供了一个很好地平台,工业前景极大。

锂硫电池安全性问题现状及未来发展态势

锂硫电池由于其原料来源广泛、成本低廉并且具有理论容量高以及环境友好等优点,被认为是最有潜力的新一代高能量密度电池技术之一。近年来,随着固硫化学的发展和硫电极结构设计的优化,锂硫电池技术发展已经取得了长足的进步。但是,锂硫电池的实用化仍然面临着一系列的挑战,如高载量硫正极的设计,少液体系或固态体系中硫的催化活化、稳定的电极/电解液界面、安全性能的提升等。其中,安全性能是阻碍锂硫电池商业化进程的关键问题之一。目前,已有众多的研究者对锂硫电池的安全性能提出了改进策略,包括金属锂负极的保护、阻燃电解液的开发、修饰隔膜乃至固体电解质的使用,以及通过电极结构设计缓解电池体积变化等。本文从锂硫电池的化学特性和影响安全性的关键部件出发,在基础研究方面,从负极锂枝晶生长、充放电过程中电极的体积变化以及电解液体系的问题等几方面总结了锂硫电池安全性问题的来源,针对这些问题提出了解决锂硫电池安全性问题的关键需求,总结了近年来安全性锂硫电池研究工作的进展,并对未来发展态势及方向进行探讨。由于缺乏直接的电芯和模块的数据测试,在大型器件上的安全性测试问题上,亟待其他科研工作者补充总结。

APU二级涡轮叶片疲劳寿命计算与分析

为了定位二级涡轮叶片疲劳危险部位,采用CATIA、ANSYSWorkbench和CFX软件对二级涡轮叶片进行建模、流场仿真,利用Newton迭代法和Manson-Coffin公式对叶片流-热-固多场耦合等效应力应变进行计算,预测了叶片疲劳寿命,确定了叶片疲劳危险部位,然后通过FatigueTool软件仿真验证了这一局部应力应变预测方法所得结果的合理性与可行性。这一预测方法为后期对叶片的实验研究、设计及优化提供参考。

基于C8051F500的温差法流量测量电路设计

利用C8051F500单片机强大的计算能力和其内部充足的硬件软件资源,并且在F500单片机上含有电压传感器的这一性能,设计了一种基于温度差转化为时间差的液体流量测量电路。该电路主要包含如下几个部分:第一是温差流量信息采集电路;第二是与据算计进行交互的通信电路;第三是所测得原始数据的数据处理电路。

基于威布尔分布的APU二级涡轮叶片可靠性分析

收集并统计某型APU的二级涡轮叶片部分故障数据作为样本,并分别导入至MINITAB、M ATLAB中,通过比较分布、概率图分析出适合样本数据的寿命分布函数。在分布函数线性化基础上利用最小二乘法并借助于MATLAB编程对样本数据进行拟合,计算分布函数相关参数并进行分布拟合精度检验,绘制其对应的概率分布函数、概率密度函数、可靠度函数等。基于分布函数模型评估二级涡轮叶片在一定使用寿命下的累积失效概率、可靠度并为APU维修提供参考。

基于STM32的高频电磁法流量计量装置

为解决传统涡轮式流量计不能精确测量油气田生产管线中油气水多相流的问题,设计了一种基于高频电磁相关法的流量计量系统,该系统以STM32F103系列中的ZET6芯片搭建主控电路,外接射频信号激励模块、信号放大模块、温度检测模块、幅度检波模块、电源切换控制模块和485通信模块,实现集信号采集、处理和传输一体化的智能传感控制功能。该装置可实时地对油田管道内流体进行信号采样并分析实时流量,并可由上位机远程输入指令以控制测量系统传输所测的实时流量信号,具有响应速度快、误码率低、测量精度高的特点。

高温高压环境下原油含水率的测量优化

所研制的含水率测量仪是基于高频电磁波对不同混合比例的油水敏感性不同,从而实现原油含水率的测量。通过改进测量管段内电磁传感器的结构,对井下电路板的温度进行补偿,从而实现整个测量装置在井下高温高压环境下稳定工作。

基于MINITAB的飞机辅助动力装置的寿命分析

飞机辅助动力装置(APU)是现代客机上的一种小型涡轮轴发动机。本文对大量采集到的APU使用寿命数据进行分析,通过建立相应的可靠性寿命模型,利用MINITAB软件对APU的寿命及可靠性进行研究。