天问一号矿物光谱仪短波红外焦平面制冷组件

根据“天问一号”火星矿物光谱仪短波红外探测组件小型化、轻量化、低功耗的需求,分析了红外探测器匹配性设计、集成式制冷机杜瓦适应性研制的难点。针对短波红外探测器高灵敏度、低温目标及多光谱探测需求的长积分时间模式的集成封装、抗大量级星器分离冲击等特点,提出了高信噪比探测器总体设计、具有噪声隔离和集成式冷平台结构设计、抗径向冲击的斜支撑结构设计等。解决了短波红外集成组件探测器低温下低热应力、长积分时间下干扰隔离、大量级力学加固、航天应用的高可靠性厚膜电路研制等关键技术。成功研制了短波碲镉汞探测器杜瓦制冷组件,并经过高低温循环、随机振动及机械冲击等严苛的空间环境热学力学适应性试验验证,试验前后组件性能未发生明显变化,满足火星矿物光谱仪工程化应用的要求。

基于冲击响应谱的红外探测器引线键合研究

制冷型红外探测器有响应快、灵敏度高和探测距离远的特点,在智能光电装备中应用广泛。然而在实际应用场景中会经历冲击激励,引起冲击响应,为了确保制冷型红外探测器能够胜任复杂多变的苛刻环境,在设计阶段进行冲击响应谱环境适应性研究十分必要。基于应用的动力学环境,通过计算与仿真键合引线弧形受力与位移,综合考虑引线材料特性,优选设计引线材料与键合弧形,并对引线键合工艺进行优化,最终通过了1000g量级的冲击响应谱试验。

铝阳极化冲击波探针的工艺探索

为了在定形纯铝棒材(35mm× 1.0mm)上制取既薄、完整,又均匀、致密且电绝缘强度较高的绝缘膜,首先根据阳极化电解原理,测定了铝棒半球形端的极化曲线,获得了在50～60℃温度环境下铝绝缘膜稳定生长的区域在3～13V之间这一重要的工艺条件;然后给出了铝电探针阳极化的步骤和相应的工艺参数。从而摸索出可批量生产适于液体冲击压缩实验的、性能一致性好、可靠性高的冲击波速度探测器的实验方法。同时,分析了电解系统温度条件以及沸水封孔工艺对强化铝绝缘膜的物理性质和电绝缘强度的影响。由此工艺可均匀地制得厚度在4～15μm之间的Al2O3薄膜,在给定温度下制得平均厚度为6μm的电探针耐直流电压为250V、1min,在液氮温度(77K)下静置4h后绝缘膜的物理外观和电绝缘强度都未发生变化。借助300N·m冲击力发生器,测得该类探针的开关一致性不大于±20ns。在较高冲击压力下,该特性有望得到进一步改善。

爆炸冲击波的提取和显示方法

在差分格式中引入人工粘性捕捉激波,处理压力、密度等物理量的间断,使间断得到平滑,在计算结果中,冲击波就表现为物理量具有很大梯度的一个狭窄过渡区。利用边缘检测算子从计算数据中检测出位于边缘上的点,通过处理压力数据可以在图像中清晰地显示冲击波的轮廓。

间断探测器在间断Galerkin方法中的应用

在二维非结构网格上,对高阶间断Galerkin方法求解定常二维欧拉方程进行数值研究。为了很好地抑制解在流场间断附近处产生的伪振荡,采用了间断探测器和限制器相结合的方法,并分别对Krivodonova间断探测器和基于激波物理特征的激波探测器进行了比较和研究。数值结果表明:如果流场中只存在激波时,两者探测效果相似,且后者更适合应用于求解激波问题。如果流场更加复杂,即存在多种间断时,前者依然可以比较准确地用来探测间断单元,能够很好抑制流场间断附近处产生的伪振荡,而后者失效。

一种冲击波速度传感器性能的检测装置

将SDQ307型工程射钉器改制成小型、廉价、可靠的冲击速度检测装置,结合光电技术测速,解决了低压力范围同轴自短路型冲击波速度传感器一致性和可靠性等动态参数先期检验难的问题。实测数据表明,用J5.6×16(黄色)大威力射钉弹作为冲击力驱动源时,测得(25.5±0.1)g钢质碰撞器的飞行速度为226.2 m/s;抽样6根同批次同轴冲击波速度传感器结果显示,预测的可靠性不低于66.67%,用标准差表示的一致性不大于1.14%。为准确测量爆轰和冲击压缩实验数据提供了一种有效的方法。

用超声波探伤仪测定耐火材料的热震结构损伤

探讨了利用超声波探伤仪测定耐火材料热震结构损伤的可行性。结果表明：对于在试验温度范围内不发生物理化学变化的耐火材料，如镁尖晶石砖，用超声波探伤仪测定其热震结构损伤具有可行性；而对那些在试验温度范围内发生物理化学变化的耐火材料，如含钛酸铝制品，是不可行的。对于含碳的制品，应选择适宜的超声波频率，才能获得较好的试验效果。

长波光导HgCdTe红外探测器的可靠性

从真空热浸和电流冲击两个方面对碲镉汞红外探测器进行了研究。真空热浸在星载红外探测器中是十分重要的一项试验,通过研究得到大面积甚长波探测器芯片的耐真空热浸温度为85℃、95℃下39 h的热浸会降低探测器的性能;在电流冲击的实验中,得出低温下探测器芯片耐冲击能力低于室温下的探测器芯片,低温下40mA的脉冲电流会降低其性能,而室温下相应的脉冲电流为70mA。粘接胶的热导率和厚度是影响耐冲击能力的主要因素。

八通道瞬态可见‐红外光学高温计的设计与实现

基于受冲击加载样品的温度测量需求,设计了一种测温范围1500 K?10000 K的八通道光学高温计,通过优化计算选取了最佳的工作波长和带宽,使每个通道的线性外推误差控制在2%以内。采用高通低反分光片结合窄带滤光片的分光模式,使每通道光能利用率达到60%以上。采用带宽150 MHz的Si和In Ga As半导体光探测器,工作波长覆盖400 nm?1700 nm,利用黑体炉完成高温计的多点标定。

空间光学载荷探测器组件抗冲击隔振设计

针对广角极光成像仪整机Z向冲击试验后探测器损坏的问题,提出在镜头组件与头部框架间设置隔振器的解决方法。首先,确定隔振方案为被动局部隔振;然后,从材料、刚度和安装方式等方面完成金属橡胶隔振器的设计。接着,运用有限元方法对结构进行模态分析和冲击载荷响应仿真分析。最后,对广角极光成像仪整机产品进行了力学实验,实验结果与仿真分析结果一致。实验结果显示:安装隔振器后,探测器位置测点的正弦振动加速度响应最大降低了26.2%,随机振动加速度响应最大降低了72%,冲击加速度响应最大降低了48%,说明该隔振器具有显著的减振效果。在实验完成后对产品进行检测,发现产品并无异常,说明结构设计满足要求。

耐火材料热震结构损伤的测定

探讨了利用超声波探伤仪测定或比较耐火材料热震结构损伤的可行性 .结果表明 ,对于在实验温度范围内不发生物理化学变化的耐火材料 ,如镁尖晶石砖 ,用超声波探伤仪测定其热震结构损伤具有可行性 ;而对那些在实验温度范围内发生物理化学变化的耐火材料 ,如含钛酸铝制品 ,是不可行的 .对于含碳的制品 ,应选择适宜的超声波频率 。

高精度有限差分格式的色散优化及耗散控制

本文综述了我们在高精度有限差分格式的色散优化和耗散控制方面的研究进展。首先,我们提出了半离散有限差分格式色散和耗散相互独立的充分条件,实现了差分格式色散和耗散特性的独立调节。在此基础上,提出了色散最小、耗散可控的高精度差分格式,称为MDCD格式。MDCD格式已经得到了广泛应用,取得了很好的计算效果,但其主要缺点是耗散的调节依赖于经验。为了解决这一问题,我们进一步提出耗散的自适应调节方法。具有自适应耗散特性的高精度有限差分格式的基本特征是,差分格式的耗散能够随解的局部尺度自适应调节。为了构造这类格式,我们提出了一种新型的尺度识别器,它能够以等效无量纲波数的形式来定量衡量数值解的局部长度尺度。在此基础上,设计差分格式耗散参数与尺度识别器得到的等效无量纲波数之间的关系,从而构造了一类色散最小、耗散自适应的差分格式,称为MDAD格式。为了计算含有间断的问题,同时保持在光滑区的良好耗散特性,我们利用尺度识别器对一种经典的激波探测器进行改进,提出了一种新的激波探测器,并将自适应耗散格式与对应的WENO格式相混合,得到自适应耗散混合格式。近似色散关系显示该混合格式兼具高分辨率和鲁棒性。多个含间断流场的标准算例测试结果显示,自适应耗散混合格式具有良好的分辨率和激波捕捉能力。

基于双向扩散与冲击滤波的雾天图像增强算法

由传统暗原色先验图像去雾方法得到的图像偏暗,质量不高。为此,建立包含双向扩散和自适应冲击滤波的电报方程模型。将边缘检测器与冲击滤波相结合,权重系数由图像的梯度特征自适应选取以构成锐化项,使图像根据不同区域的特征自适应地增强。加入保真项确保增强图像保留原图像的主要特征,防止图像失真。在此基础上,用有限差分法对模型进行数值求解从而得到增强图像。对雾天图像进行的实验结果表明,相对基于暗原色先验理论的去雾算法、基于自适应冲击滤波的增强算法,该算法在视觉上有明显的增强效果,能够提高图像亮度,降低噪声影响,改善图像质量。

基于单截面低频检测数据的信号交叉口排队长度估计

针对我国大多数中小城市信号交叉口交通检测数据条件及基于此数据条件下存在的信号交叉口排队长度估计精度不高问题,研究了基于单截面低频定点检测数据的信号交叉口排队长度估计模型。利用时间占有率与流量、速度之间的函数关系对长排队(排队长度超出检测器位置)进行识别。根据信号配时数据切分低频检测器数据,并与信号配时数据匹配。基于交通波理论,通过关键点的判别求取周期最大排队长度。以青岛市山东路-江西路南进口为例进行仿真和实证验证。结果显示,长排队的识别精度达到了90%以上,不同饱和度下(低、中、高)的信号交叉口排队长度估计精度均达到了80%以上,其中,中、低饱和度场景下排队长度平均绝对误差小于20m/cycle,高饱和度场景下排队长度平均绝对误差小于45m/cycle。

基于冲击脉冲法的便携式轴承故障检测仪的设计与改进

应用在便携式轴承故障检测仪的各类滚动轴承故障诊断技术中,冲击脉冲法应用最为广泛。文中基于传统的冲击脉冲法对冲击脉冲序列的生成方式进行了改进,设计的冲击脉冲序列生成电路由峰值保持电路结合脉冲触发电路组成。改进后检测仪电路构成简单,检测速度得到了提高并且易于单片机实现,降低了成本和功耗。

基于支持向量机与DS证据理论的复合触发技术

针对CCD立靶采用单一外触发方式可能造成的漏测、虚警、存储与处理冗余数据量过大而影响到系统工作效率及可靠性等问题,提出采用支持向量机(SVM)与DS证据理论信息融合的方法,将被测试武器的枪炮口火焰、弹丸激波、天幕靶信号等信息进行预处理,生成目标的初速度、着靶速度、存速率等弹道信息对目标进行状态估计,而后进行加权融合,最终实现复合触发。仿真与实验结果表明,该触发方式在保证系统可靠性的同时降低了虚警率和数据存储与处理量。

激光冲击强化对加力燃烧室火焰探测器焊缝的影响

为了研究激光冲击强化(LSP)后加力燃烧室火焰探测器焊缝位置异常开裂原因,采用X射线衍射方法和金相方法对激光冲击强化效果进行分析,并利用扫描电子显微镜对断口进行了观察。在Abaqus有限元分析软件中建立了与观察到的焊缝缺陷相似的有限元模型,对焊缝缺陷的LSP处理及冲击波传播过程进行了模拟分析。试验结果表明:具有较好材料完整性的区域经LSP处理后,表面会预置较大残余压应力,同时表面金属晶粒得到细化,疲劳裂纹会在焊缝缺陷位置萌生和扩展。有限元分析结果表明:存在分层缺陷的焊缝经LSP强化后,冲击波会在分层缺陷处产生反射,造成分层位置发生开裂,形成裂纹源造成疲劳开裂。根据试验和仿真分析结果,为提升火焰探测器焊缝激光冲击抗疲劳效果,建议优化焊接工艺,提高焊接质量。

液氮冲击中InSb焦平面探测器热应力计算

液氮冲击中In Sb焦平面探测器的局部分层、局部碎裂制约着其成品率的提高。为分析液氮冲击中发生在In Sb焦平面探测器中的潜在失效模式,我们借助C.H.Hsueh提出的适用于弹性多层体系热应力计算理论,结合In Sb焦平面探测器的典型结构,忽略铟柱阵列的影响,得到了In Sb焦平面探测器中心区域热应变和热应力沿厚度方向的分布。依据热应变和热应力分布,我们认为液氮冲击中In Sb芯片和底充胶均处于拉应力状态,硅读出电路上边2/3部分处于压应力状态,下边1/3部分处于拉应力状态。整个探测器四角往上翘曲,中心区域往下凸起。这些计算结果为后续探测器组件封装中平衡复合物结构的设计提供了理论参考。

下腔静脉MDCT测量及扁平下腔静脉在外伤患者容量状态评估中的应用

目的分析下腔静脉(IVC)形态、扁平下腔静脉(FIVC)分别与年龄、性别的关系以及FIVC在外伤患者容量评估及判断预后中的作用。方法选取正常成人全腹部MDCT平扫图像,分析男女性各年龄组间IVC长短径比值的差异、男女两组间IVC长短径比值的差异及FIVC与年龄、性别的关系。选择入院2小时内进行腹部CT扫描的成年外伤患者,将患者分为中青年和老年分别进行分析,比较FIVC组和非扁平下腔静脉(NFIVC)组间的临床资料。结果FIVC男女性之间有统计学差异;FIVC组患者的年龄高于NFIVC组年龄;老年组FIVC所占比例高于中青年组。中青年患者FIVC组比NFIVC组有更高的损伤严重程度评分(ISS)、血乳酸升高患者构成比、休克率及死亡率,收缩压(SBP),血红蛋白浓度更低,死亡病人的住院时间更短,且需要更多的输血量及输液量;老年患者FIVC组比NFIVC组有更高的ISS和死亡率,死亡病人的住院时间更短;老年FIVC组男性ISS、输血量高于女性。结论在正常成人中FIVC多见于老年人和女性,特别是老年女性。腹部CT所检出的FIVC提示中青年外伤患者处于低血容量状态且预后不佳;老年外伤患者FIVC与低血容量状态、休克无明显相关性,但提示预后不佳。

火电厂等离子火检冷却风机振动大的原因及处理

火电厂等离子火检冷却风机的作用是冷却火检探头的,由于火检探头在锅炉炉膛里,工作环境温度比较高,为了保证探头的正常工作,安装2台等离子火检风机进行冷却;如风机停运,会导致火检烧毁,无法监视炉膛内火焰状态的严重事故。对某电厂6号机组等离子火检冷却风机振动大的实例进行详细分析,并根据分析结果,对风机进行了改造处理,改造后设备运行正常,运行安全性得到了显著提高。