PROBE-HOLE FIELD EMISSION MICROSCOPE SYSTEM CONTROLLED BY COMPUTER

A probe-hole field emission microscope system,controlled by the Apple Ⅱ computer,has been developed and operated successfully for measuring the work function of a single crystalplane.The detection screen,the phototube and the amplifier are combined for measuring theprobe-hole current.The combination is calibrated and the calibrated data are used in the com-puter program.The high voltage on the viewing screen is adjusted by using a D/A converter.The total current and the probe-hole current are acquired by using an A/D converter.A programin BASIC is used for processing all data and the Fowler-Nordheim plot parameters are given.Work functions of single crystal planes can then be calculated;as examples,the work functionson the clean W(100)and W(111)planes are measured to be 4.67 eV and 4.45 eV,respectively.

Webprobe:自验证的Web服务安全探测工具

为了有效解决现存网络安全扫描工具中普遍存在的高误判率问题,提出了基于试探攻击和漏洞验证来评估Web服务安全的方法,描述了一个用该方法实现的Web服务安全探测工具--Webprobe,对比和讨论了现存Web服务器扫描软件的判断不准确的问题。实验证明,这种自验证方法可以大大降低误判率,提高网络安全管理人员的工作效率。

探管式智能钻头参数测量装置研制与现场试验

现有螺杆上游的测量装置无法获得钻头位置处的真实数据,智能钻井在决策控制层面存在严重的数据偏见与不可预测的实施风险。为此,研制了一种探管式智能钻头参数测量装置,可以安装在钻头内部,在不改变现有钻具组合与施工工艺的前提下直接采集钻头处的真实数据;硬件结构仿真优化结果表明,30 L/s排量与80 MPa环空压力下,理论水力压耗小于0.1 MPa、安全系数为3.06。同时,基于六面法与ARMA+移动Kalman滤波,实现了该装置的误差标定与降噪。该装置在胜利工区现场试验9井次,配套井下工程参数测量短节进行了装置功能验证与井下数据对比,融合综合录井数据进行了试验井提速分析与参数优化决策。试验结果表明,探管式智能钻头参数测量装置能够获取钻头位置处的真实数据,能够为针对性提速提效分析与钻井参数优化提供可靠依据。

复杂流场中五孔探针测点加密方法分析

针对五孔探针在测量复杂流场时,因测点数目有限而导致的部分流场信息丢失这一问题,研究了利用已测信息进行测点的二次加密布置,获得更为详细的流场信息的方法,并在叶栅流场中进行了数值模拟验证。结果表明:针对流动特征合理地选择判断参数,可以获得较好的加密预判。涡系影响区可以采用气流角变化作为判断参数,叶栅出口可以采用速度变化作为判断参数;以判断参数的一阶差分为基础的探针测点加密算法,对流场中的速度剧烈变化区域及涡系影响区进行测点加密布置,可以有效避免流动信息丢失,从而获得更加完整的流场信息。

无人机自主滑翔中的模式切换逻辑研究

无人机可以通过自主滑翔从自然环境里的热上升气流中获取能量,提高自身的续航能力。在此期间,模式切换是无人机自主滑翔的关键。针对该问题,设计了基于七孔探针和嵌入式技术的气流感知系统,该系统可测量流动角高达72°的气流方向和速度。基于气流感知系统,设计了控制无人机自主进入和脱离滑翔模式的模式切换逻辑。通过在风洞中模拟热上升气流,利用风洞虚拟飞行试验验证了所设计模式切换逻辑的可行性。试验结果表明:在不同速度的热上升气流作用下,基于气流感知系统设计的模式切换逻辑都能够使无人机自主进入和脱离滑翔模式,且在不同大小的滚转角指令下,模式切换逻辑都能够使无人机脱离滑翔模式。

煤矿超前探放水硬岩定向长钻孔精准高效施工技术

近水平定向钻进技术孔底空间参数采用BP神经网络实现了精准预测;通过极等间距网与笛卡尔坐标进行实钻轨迹成图,呈现实钻轨迹与设计轨迹随孔深的偏差分布和偏差量;采用加装水力振荡器和水力辅助加压器,通过改变振动形式、增加孔底辅助加压的形式,缓解孔底托压;通过定向长钻孔孔内局部注浆装置及配套机具和复合钻进技术,缩短辅助作业时间,形成了轨迹精准预测孔与评价、减阻辅助加压、复合钻进与局部注浆技术等硬岩定向钻精准高效探放水施工技术,并在新安煤矿底板奥灰水探测中进行了应用。应用实践表明,硬岩定向钻精准高效探放水施工技术能够满足硬质岩层高效探放水定向钻孔施工需求。

五孔探针高精度大气数据采集系统设计

根据某型无人机对大气数据采集系统的需求,对基于FPGA+DSP的五孔探针高精度大气数据采集系统进行了研究设计;基于FPGA实现多路传感器高速同步采集,经DSP数据解算后,最终将数据发送至上位机进行实时显示与图像化监测;硬件上采用MEMS数字式传感器、通讯隔离芯片以及电源滤波电路来增加信号抗干扰能力,软件上对静压和动压数据分别进行了二阶温度补偿和滤波,并采用线性插值算法进行误差补偿提高精度。经过多组测试验证,最终实现气压高度平均误差0.0585 m,迎角、侧滑角平均误差为0.139°,相较于传统迎角传感器,精度提高了近40%,满足飞控系统对五孔探针大气数据采集系统的要求。

大偏转角时超声速五孔探针激波图谱数值研究

激波是超声速流动的关键性问题,而超声速来流条件下气动探针的激波图谱的研究有待进一步丰富。本文以适用于超声速来流条件下的五孔气动探针为研究对象,提出一种复合型五孔压力-温度探针的结构设计方法,并采用经过实验校核的数值方法分析跨、超声速来流绕流探针而形成的激波图谱的变化规律,其中着重关注在正对来流和相对于来流存在较大偏转角度时探针头部及杆体的激波结构。研究结果表明:跨声速来流条件下,探针头部前端会形成一道强度较大的正激波结构;超声速来流条件下,探针与来流存在较大偏转角度时,探针背风面杆体后端会形成“λ”型激波,随着来流马赫数增大最终变为正激波,且激波与附面层相互作用导致探针表面的附面层发生分离,产生了低能流体团。本文的研究成果实现探针头部和杆体激波图谱的再现,充实了超声速探针的基础数据库。

基于孔压静力触探的软土最大剪切模量研究

文中基于理论分析,结合现场试验,对静力触探状态参数方法求解公式进行优化,得出孔压静力触探与最大剪切模量的关系,以此研究经验公式预测的准确精度。结果表明,随着土层深度的增加,孔隙水压力逐渐加大,土层深度与剪切波速成正比,可以反映土体特质;状态参数可反映土体结构类别,其对应公式可以增加对软土最大剪切模量预测的精度,反映土体动力特性;有状态参数的经验公式拟合程度更高,准确性更强,预测性更加精准,对孔压静力触探的软土最大剪切模量研究更加全面。

四探针电阻率测试管线识别技术

在城市环境下进行勘察工作,如何避免钻探损坏地下管线或建(构)筑物设施已越来越受到重视。人工挖探作为最直接的排查地下管线的方式,已在多个城市勘察工作中被采用,人工挖探至地面1.5 m以下,铁锹等工具功能受限,此时则采用洛阳铲进行洞探,在这过程中如再遇到地下障碍物就很难分辨出是否为地下管线,一旦采用机械钻进就有可能带来损坏地下管线的风险。该文从四探针工作原理出发,分析采用四探针技术测试地下障碍物电阻率,以此来判断洞探过程中所遇障碍物的材质,进而识别其是否为地下管线,为城区钻探前的挖探工作提供决策依据。测试采用自行研制设备,通过实测几种常见材质电阻率值,获取了不同材质间的电阻率差异,为本技术的实际应用提供科学依据。通过在实际生产项目中的成功应用,说明该方法技术可靠,值得推广。

多级轴流压气机静子通道三维流场测量

为了实现多级压气机静子叶片通道内部的详细流场测量,设计加工了7根不同长度的"L"型五孔探针以及1根四孔探针。在压气机的设计工作状态,通过采用坐标位移机构带动五孔探针和四孔探针的方法,完成了四级低速大尺寸轴流压气机第3级静子叶片通道内部的7个不同轴向位置的截面上以及静子叶片出口截面上的三维流场测量,获得了静子叶片通道内部的详细流场细节。测量结果显示了通道涡和角涡的生成、发展过程以及两者之间的相互影响。实践表明,采用位移机构带动"L"型五孔探针或其它探针的方法可以应用于多级压气机静子叶片通道内部流场测量。

工艺参数对填充式搅拌摩擦无匙孔点焊性能的影响

采用填充式搅拌摩擦无匙孔点焊对2mm厚的2A12-T4铝合金薄板进行焊接,研究不同工艺参数对接头性能的影响.结果表明,当其它焊接参数不变,旋转速度为600r/min时,接头的剪切力达到最大值,为4707N.在600～1000r/min时,随着旋转速度的提高,点焊接头的剪切力逐渐减小.随着轴肩回压距离的增大,接头的剪切力逐渐增加,当轴肩回压距离达到1.2mm时,接头的剪切力达到最大.随着搅拌针伸出长度的增大,接头的剪切力逐渐增加,当伸出长度达到3.4mm时,接头的剪切力达到最大.接头的显微硬度在100～150HV之间,混合区硬度最高,搅拌区硬度最低.

五孔探针非对向测量法在风洞自动测试系统的应用

从五孔探针的校准和使用方法出发，讨论了在风洞自动测试系统中采用非对向测量方法的可行性，给出了各种校准曲线和气动参数计算公式，分析了不同测量方法对实验结果的影响。结果表明，在风洞自动测试系统中采用非对向测量方法是提高测试速度、保证测试精度的行之有效的手段之一。

轴流泵出水流道水力损失试验研究

受导叶出流环量、出水弯管二次流等因素的影响,轴流泵单孔出水流道内为复杂的螺旋流,双孔出水流道左孔流量大于右孔流量,水力损失异常。采用五孔探针准确测定流道断面水流能量,实测分析出水流道水力损失特性,探讨减阻措施。结果表明,出水流道水力损失不符合与流量平方成正比的关系。与等圆出水管相比,渐扩出水流道可以减小水力损失,提高泵装置效率10％～30％;对单孔流道,轴流泵出口环量过大,增大了水力损失, 而微小环量会使水力损失略有减小;对双孔流道,两孔流量不等,存在偏流,水力损失增大。采用微小出流环量或无出流环量后导叶,可减小出水流道水力损失,提高泵装置效率6％-11％。

轴流泵叶轮出口轴面速度和环量的试验研究

为了研究系列高效轴流泵叶轮出口轴面速度和环量分布规律,设计了叶轮出口流场测量装置。基于流体绕流圆球理论,采用微型五孔探针对高效轴流泵叶轮出口轴面速度和环量进行了试验测量。试验结果表明,在最优工况下,系列高效轴流泵模型叶轮出口轴面速度呈二次抛物线流型,其最大值出现在叶片中部,且轮缘侧较小的轴面速度提高了汽蚀性能;系列高效轴流泵叶轮出口呈非线性环量分布规律,在轮毂侧环量稍小,在叶片中部较为平直,在轮毂侧环量降低至中部的0.8倍左右,而轮缘侧增大至1.2倍左右;同时叶轮出口轴面速度分布呈现抛物线流型,叶片中部速度最大。测量的轴面速度和环量分布数据拟合成多项式数学模型,可为轴流泵叶轮水力设计提供参考。

轴流泵叶轮进出口流场的测量

为了获得轴流泵内部流动的真实情况,设计了内部流动测量装置.运用五孔球形探针,对高效轴流泵在0.8Qopt,1.0Qopt和1.2Qopt工况下的叶轮进口和出口速度矢量分布、静压分布和总压分布进行了测量,并分析了不同工况下的轴面速度、环量、圆周方向分速度和压力分布等.测量结果表明:轴流泵模型进口在0.8Qopt至1.2Qopt工况范围内,流动稳定,进口轴向速度从轮毂到轮缘逐渐减小,且进口预旋很小,不同径向位置的静压基本相等.在最优工况下,轮毂与可调叶片间无间隙时,轴流泵叶轮出口基本呈现等环量流型,轴面速度呈现抛物线分布,且效率高.若轮毂侧存在间隙,间隙处的环量、轴面速度、压力和效率均明显下降.

五孔探针实验数据处理的线性插值法

在使用五孔探针校准数据时通常采用样条插值或最小二乘法拟合,相同的探针校准曲线用这两种方法分别插值得到的结果有较大的差异。本文通过对两种方法理论上分析,提出了一种实用性更强的线性插值法。对于特性良好的探针,该方法的精度接近样条插值;对于特性较差的探针,能够在不改变探针特性曲线的基础上保证插值精度。相对于样条插值和最小二乘法拟合,该方法有着更为广泛的适应性。

武隆隧道岩溶地质超前预报综合技术

武隆隧道全长9418m,为渝怀铁路第二长大隧道。该隧道的施工地质条件非常复杂,存在浅埋段、断层破碎带、岩溶暗河、非煤系地层瓦斯和岩爆等不良地质现象。其中,岩溶、暗河以及岩溶涌水是本隧道施工的最主要地质问题。根据岩溶垂直分带结果,武隆隧道处于混流带中,特别是多在季节变动带与水平迳流带之间。自隧道开挖揭露以来,多次发生大型、特大型岩溶涌水灾害。作者根据武隆隧道施工的特点,以地质法为基础,以HSP声波反射法为主要手段,结合TSP203系统和钻探等的超前预报综合技术,进行岩溶地质超前预报。实践证明,武隆隧道综合地质预报技术的应用是基本成功的,值得在同类隧道施工地质预报中借鉴。

轴流泵叶轮出口流场实验

运用球形五孔探针对自行设计的轴流模型泵3种工况下叶轮出口流场进行了测量,得到叶轮出口绝对速度的周向、轴向、径向速度分量和速度环量分布。测量结果分析表明:叶轮出口处流场呈螺旋形向外运动趋势;在最优工况下,出口旋转动能占出口总动能的34%左右,其比例随着流量的增加逐渐减小;绝对速度的径向分量较小,轴向分量随着流量的增加而加大,和设计假设相吻合;叶轮出口速度环量从轮毂到轮缘呈逐渐下降的趋势,设计时应增加轮缘处的圆周分量,减小轮毂处的圆周分量。运用球形五孔探针测量三维流场中的速度分量和速度环量分布,具有适用性强、方法简单、测量精度较高的优点。

高精度微孔测量探头

对高精度探头的研究和发展进行了叙述,介绍了所研制的一款由一个二维角度传感器、一个弹性机构和一个自制的微球形钨探针组成的微孔测量探头。对探头的刚度和重复性分别进行了仿真验证和实验测试,结果表明:该探头在三维方向上的刚度均小于0.4 m N/μm,重复性均优于20 nm(k=2)。最后利用该探头对一个直径为420μm的微孔进行了实际测量,测量结果验证了该探头的实用性。