平板介质的微波分裂腔法介电常数测试技术

为实现微波频段平板类介质材料的介电常数的无损测试,研究了分裂式圆柱形谐振腔测试方法。介绍了分裂式圆柱形谐振腔的电磁场分析理论,采用模式匹配技术实现了介质加载条件下腔内电磁场分布的精确求解,得到了腔体谐振频率与材料介电常数之间的准确关系。在理论分析的基础上,制作了空腔谐振频率为10 GHz的分裂式谐振腔,并与前期研制的闭式谐振腔进行对比测试,介电常数实部测量结果相对误差小于1%。与国外同类产品进行对比测试,介电常数实部结果基本一致,损耗角正切测量结果更接近于文献参考值。因此,微波分裂腔法能够实现平板介质板材的无损测量,具有准确度高,使用方便等突出优势,可在微波频段内实现介电常数为1~20,损耗角正切为1×10-3~1×10-5,板材厚度为0.1~2.0 mm的各类平板介质材料介电常数的准确测试。

压电谐振器等效电路参数的测量

压电谐振器是测量压电材料性能的基本元件。该文基于微波网络理论和压电谐振器的特性,提出了一种利用网络分析仪和电容测试仪测量压电谐振器等效电路参数的方法,并推导出等效电路参数与谐振频率、反谐振频率和插入损耗的关系式。制作了3种压电谐振器样品,用网络分析仪和电容测试仪测量了这3种样品的性能参数,计算出压电谐振器的等效电路参数。最后用微波仿真软件仿真的等效电路传输曲线与实测曲线吻合,从而验证了该方法的有效性。与传统方法相比,该方法具有快速、简单的优点。

TA-1601可视化高温形变分析仪在低碳陶瓷研发中的应用

对于陶瓷类等烧结材料来说,准确、快速判定其烧成温度范围,是烧结材料创新以及大生产品质控制的决定性一环。在研发低碳陶瓷的实践中,通过应用TA-1601可视化高温形变分析仪,可帮助研发人员了解材料在烧结过程中的变化规律,快速、准确地获知烧成温度范围,进而确定大生产时的烧成制度,达到节能减碳和降低成本的双重功效。笔者通过与传统的电炉试烧法来对比,可视化高温形变分析仪测试结果与传统方法的测试结果高度一致。

湿型粘土砂多参数集成检测方法与便携式检测装置开发

型砂质量是影响铸件质量的重要因素之一,型砂性能参数便携式检测装置尤其是多参数便携检测装置对于铸型质量控制具有重要作用。本文研制了一种基于单片机测试与控制的,可实现湿型粘土砂紧实率、含水量、透气性和湿压强度生产现场同步检测的便携检测装置。文中介绍了仪器工作原理、硬件组成、软件设计和实测结果。便携式检测装置与标准检测方法检测结果对比的相对误差为紧实率0.60%、含水量2.12%、透气性1.87%、湿压强度1.61%,检测时间小于2 min,证明便携式检测装置具有较高的测试精度和工作稳定性。

塑料蠕变试验机的开发应用

测试塑料蠕变和蠕变断裂试验的数据,对于预测塑料在长期载荷下的蠕变模量和强度,以及由于此类载荷而发生尺寸变化的可能性具有重要意义。这些数据可为塑料零件的设计、不同材料的比较、描述塑料在恒定负载下的长期性能、查看零件在特定条件下的状况等,提供理论依据和数据规范,因此开发了一种用于塑料的拉伸、压缩和弯曲蠕变试验的塑料蠕变试验机。该试验机满足ISO 899-1、ISO 899-2和ASTMD D2990等标准的试验方法要求,试验时间可超过10000 h,能提供7个及以上的试样工位,同时配置标准试验方法需要的试验箱、水浴以及附加辅具。该类产品也可以做低周循环试验,满足ISO 52和ASTM D638的要求,同时在全缺口蠕变试验时能满足ISO 16770标准对试验设备的要求。该产品采用数字图像相关技术和高清晰度摄像机,能够测量塑料在试验过程中的各种变形量,绘制实时试验曲线。

塑料管材和管件不透光性能测试仪器的研究

为有效推动GB/T 21300-2007《塑料管材和管件不透光性的测定》国家标准测试方法的实施,研制了一种由平行光源、积分球及高精度光电采样系统组成的塑料管材、管件专用的“透光率测定仪”。对仪器的工作原理、结构组成进行了详细阐述,对结构组成中的平行光源、积分球、光采样系统、试样架、试样测量移位装置、试样进出仓装置、光栅、计量装置、控制系统等设计要求进行了详细介绍。并提出了仪器准确性和重复性的评价方法。设计完成后的仪器具备试样自动进出仓、自动标定、多点位自动测量功能;通过对仪器进行计量和重复性测试,仪器的透光率示值误差小于±0.05%,重复性误差小于±0.02%,测试结果表明,仪器的各项指标、功能均符合标准要求,可为塑料管道行业提供自动化程度高、数据准确可靠的测试仪器解决方案,促进国家标准测试方法的有效实施。

Mastersizer 2000分析报告解析

结合Mastersizer 2000激光粒度分析仪测量实践和实例,对典型的粒度分析报告的栏目内容和参数特征进行了较深入的解析,为激光粒度仪的应用与结果分析提供有益的参考。

闭式谐振腔法微波介质陶瓷介电常数测量

采用一种封闭式的圆柱形微波谐振腔,实现了微波介质陶瓷材料以及其他中低损耗材料介电常数的准确测量,通过模式匹配技术实现了介质加载条件下腔内电磁场问题的精确求解,得到了腔体谐振频率与材料介电性能之间的精确关系,对各类典型介质材料的测量结果以及多家比对数据表明,相比于传统方法,该方法的测量准确度更高,可达到0.1%;测量范围更宽,不仅能准确测量高介电常数的微波介质陶瓷,也适用于低介电常数的交联聚苯乙烯、聚四氟乙烯等材料,此外由于闭式腔不存在辐射损耗,金属表面电流损耗也较小,对低损耗材料的Q值测量更加准确,损耗角测量下限达10^(-6)以下。该方法适用于介电常数εr=1~100及以上,损耗角正切tanσ=1×10^(-3)~1×10^(-6)范围内各种材料介电性能的准确测量。

一种新型柔性触觉阵列传感器标定平台的设计

文章设计了一种柔性触觉阵列传感器的专用标定平台。利用STM32F103VET6微处理器对测力传感器进行数据采集和处理、控制直线步进电机，实现力的连续准确加载。标定平台量程为0～50 N、精确度为0.05％ F ．S。平台可通过与上位机连接，实现图形化的数据显示。实测表明：该平台具有较高的测量精度和较强的适应性，可通过不同加压触头实现对柔性触觉阵列传感器不同单元的标定。

一种消除LED显示屏动态假轮廓的脉宽调制法

针对LED显示屏播放运动画面时的动态假轮廓问题,提出了集中式门控脉宽调制法.该方法在原有门控脉宽调制技术的基础上,将PWM周期中的小数场固定于周期的中间,然后计算整数权重位对应的子场数并将其紧邻小数场实现.分析和实验表明,集中式脉宽调制法具有与线性PWM相似的点亮时间函数,能够将任意两灰度级间DFC指标的均值从GPWM方式下的0.6降到0.2以下.在有效消除DFC的同时又保持了GPWM的高刷新频率与高灰度级,从而明显改善图像的显示质量.同时算法实现简单,不需要额外的硬件支持.

土压实度的瞬态冲击法测试

为寻找一种无损、快速和准确地检测土压实度的新方法，基于振动能量在土壤中衰减的基本原理，使用重锤冲击压实度不同、含水质量分数不同的土壤，在与冲击点一定距离处的土壤中测取振动响应信号，并对测取的信号在时域和频域上进行分析。试验结果表明：在测试距离一定、含水质量分数相同时，在同一脉冲宽度内振动加速度信号的幅值、有效值均随压实度的增加而增大；在最佳含水质量分数附近的范围内，土壤中含水质量分数对压实度计算结果的影响不大，误差小于1％；在冲击距离为200-400mm时的测量和计算结果，比较接近真实测量值，距离较近、较远时误差均较大。

光固化模塑成型制品尺寸精度动态演化规律

光固化模塑成型是用于加工具有复杂微细特征结构高分子制品的化学制造方法。由于模塑成型制品加工是在模具内一次成型，其制品尺度精度的控制完全不同于传统机械切削加工。开发一套光固化反应成型制品尺寸精度动态演化过程测试装置，可还原实际模塑条件下压力、传热、光照等加工条件，获得树脂成型过程中尺寸收缩率的测定结果。研究得到压力为5 MPa、温度为20℃的成型工艺条件下4种不同树脂的尺寸收缩演化曲线。结果表明，测试装置完全可实现对制品尺寸的收缩率的在线测试，实时记录材料收缩的动态演化过程，测试过程具有较高的可重复性。4种树脂的收缩率试验测试结果在2.91%～6.96%，略小于传统密度法所获得的结果，但能真实地反映出光固化模塑成型保压过程中制品尺寸的实际演化规律。研究结果对于光固化模塑成型制品尺寸精度控制，研究获得制品缺陷成型机理及解决措施具有十分重要的意义。

基于小波能量系数和神经网络的管道缺陷识别

利用基于小波能量系数的BP神经网络方法对管道焊缝和管道凹槽进行分类识别。建立了导波检测系统,采集了管道凹槽缺陷和焊缝的多组检测信号样本,从信号样本中提取出小波能量系数,并将小波能量系数应用于BP神经网络的训练与识别。结果表明,该方法对管道缺陷的识别准确率较高,且识别效果稳定,在随机抽取信号样本进行的5次试验中,对焊缝和凹槽的最低识别准确率分别为92%和98%,最高识别准确率均为100%。

一次套钻确定三维地应力的新型钻孔变形计

基于岩体初始地应力测量的套钻应力解除方法,在36-2型钻孔变形计的基础上增加8个轴向变形测量装置,优化设计加工成12分量新型钻孔变形计。该变形计具有8个轴向变形测量元件和4个径向变形测量元件。试验室内元件标定的结果表明,每个测量元件的分辨率可达0.0001mm,精度达到2‰;多项室内整体标定试验表明,该变形计应力测量稳定性和可靠性较好,分辨率可达0.028MPa(当E=30GPa时),实测误差小于10%;在利用设计出的专用金刚石钻头钻取的钻孔中,安装该变形计,只需要一次套钻应力解除试验就可以确定测点部位的三维地应力状态。该地应力测试设备和方法解决了传统的利用3个钻孔套钻解除确定三维地应力的弊端,并可进行深孔测试。具有操作方便、精度高、可靠性好的特点。

压电驱动型微纳米压痕测试装置的设计与试验研究

集成压电叠堆和柔性铰链设计一种微纳米压痕测试装置,分析测试装置的原理、组成和工作过程。该装置在压入方向上可实现0.05～30μm范围内线性位移输出,在无隔振和未做恒温处理的试验环境,位移传感器示数波动小于10 nm。提出一种新的机架柔度测试方法,利用该方法得到测试装置的机架柔度值为4.8 nm/mN。熔融石英材料压痕试验结果验证测试装置和机架柔度获取方法的可行性。对测试装置进行校准,利用校准后的测试装置对单晶硅片(100)晶面进行压痕试验,对应于最大压入载荷49.60 mN,当压入载荷卸载至18 mN时压痕曲线出现典型的pop-out现象,说明测试装置对于材料结构的细微变化具有较高的分析能力。根据Oliver-Pharr相关理论,计算得到单晶硅片(100)晶面在最大压入载荷为49.60 mN时的硬度为16.29 GPa,弹性模量为181.63 GPa。

基于TRIZ创新理论的PE阀门密封试验机的研制

为了提高埋地聚乙烯(PE)阀门密封性能检测结果的准确性,应用TRIZ创新理论对试验机的密封组件进行了深入分析和优化设计。通过功能及冲突矩阵分析,利用参数变化原理对密封圈进行优化,设计出适用于PE阀门密封的充气式密封圈,在此基础上完成了试验机的系统设计。为了验证改进后的试验机的检测效果,取同一批次的四种规格PE阀门,分别采用充气密封方式和轴向加压密封方式,进行密封性能检测试验。结果表明,相比于轴向加压密封采用充气密封的检测过程不对阀门造成破坏,不掩盖阀门的焊接缺陷,降低了误检率,提高了检测结果的准确性。

MTS-810振动三轴材料试验机的升级改造

对20世纪80年代生产的模拟控制MTS810(25t)振动三轴材料试验机进行了升级改造,舍去其原有的模拟控制系统,配备了全套数字控制系统,实现了多通道控制,大幅度提高了试验机的试验能力、精度和自动化程度,延长了试验机的服役寿命.

高速冲击式粉体改性主机的三维建模与运动仿真

解剖一台实验室用HYB-0高速冲击式粉体表面改性机,利用CATIA软件的建模技术和运动仿真功能,实现高速冲击式粉体改性主机的三维建模、虚拟装配和运动仿真,着重讨论HYB主机主要部件的建模方法和虚拟装配方法。结果表明:虚拟装配的顺利完成验证了高速冲击式粉体改性主机所采用三维建模方法的正确性和所建模型尺寸的精确性,仿真结果能直观、准确地表达出该高速冲击式粉体改性主机的机械结构和运转情况。

一种新的基于特征值法的六端口自校准方法研究

为避免传统NBS自校准算法中存在的迭代和不收敛问题,提出了一种基于矩阵特征值理论的微波六端口自校准方法,该方法只需对校准模型进行简单矩阵变化即可求得自校准矩阵,便于实现,同时计算结果准确可靠;依据该方法,采用微带电路分别设计制作了六端口电路和自校准件,并搭建了微波六端口法相位测量系统,系统测量结果表明,该自校准方法可有效修正六端口电路的非理想性,提高六端口电路的相位测量准确度。修正之后的六端口相位测量系统在0°~180°测量范围内,相位测量误差小于1.6°,并具有结构紧凑、稳定性高的特点,可广泛应用于各类接收机及频率、相位测量系统中,具有较强的推广意义。

两种光老化设备QUV紫外荧光老化试验箱和Q-Sun氙灯老化试验箱比较

紫外荧光老化试验箱QUV采用荧光紫外灯为光源,通过模拟自然阳光中的紫外辐射和冷凝,对材料进行加速耐候性试验,以获得材料耐候性的结果。氙灯老化试验箱Q-Sun采用能模拟全阳光光谱的氙弧灯来再现不同环境下存在的破坏性光波,用来进行老化的环境模拟和加速试验。QUV和Q-Sun同属加速老化和测试材料光稳定性的设备,能提供快速且可重复的测试结果。本文论述了这两种仪器的特点和相关主要标准,并比较了两者之间差别。