基于电极绝缘的四轴静电支承系统的位移测量

为了提高静电支承系统的可靠性,对设计的压控型四轴斜交静电支承系统的电极进行了绝缘化处理,但是电极的绝缘处理影响了支承系统的位移测量。针对这一问题,分析了四轴位移测量的原理并给出了保证转子测量地电位的方法,研究了电极绝缘对间隙电容以及位移测量的影响,通过引入增强因子量化了这一影响并对绝缘条件下的位移测量重新建模。测量实验表明设计的位移测量电路的测量精度优于0.2μm,在电极绝缘的条件下可以实现对转子位移的测量。

电极绝缘的压控型四轴静电悬浮支承技术

基于经过绝缘化处理的支承电极,提出了压控型四轴静电悬浮支承系统的技术方案。首先给出了支承系统的位移测量电路,介绍了在极限工作条件下可以将执行器件功耗降低70%以上的低功耗的高压放大器。推导了电极绝缘条件下的静电力模型,并引入加权系数来表征电极覆盖绝缘膜对静电悬浮力的影响。根据建立的静电力模型设计了控制器并进行了悬浮实验。实验结果表明,支承系统实现了转子的稳定悬浮,说明在合理量化电极绝缘对测量系统和静电力模型的影响条件下,电极绝缘的静电悬浮支承系统可以实现正常工作。

侧壁绝缘电极的微槽电化学放电加工特性研究

在电化学放电加工中,电极浸没在溶液中的部分均会发生放电,其中侧壁区域的放电会对微槽加工产生不利影响,破坏加工表面质量。针对该问题,提出了一种金刚石涂层侧壁绝缘电极,分析了其电流-电压曲线特性,并进行了微槽加工实验。通过与传统电极比较,发现电极侧壁绝缘后,其临界电压增大、临界电流减小。在微槽加工中,侧壁绝缘电极能有效提高加工精度和加工表面质量,故在高质量微槽加工中具有良好的应用前景。

交流方波绝缘电极动态电场乳化液静电聚结特性

为解决目前高含水油田开发过程中油水分离效率较低的现状,搭建非均匀电场动态破乳聚结特性试验平台,开发动态静电聚结特性分离效率的在线测试评价系统,系统分析绝缘电极动态电场形式对W/O型乳状液静电聚结破乳的影响规律,构建绝缘电极动态静电聚结数学模型,依据数值求解和试验分析相结合的手段,提出高含水实验用乳化液制备方法和动态静电聚结试验及其测试分析方法,优选油包水乳状液动态电场形式,优化绝缘复合电极绝缘层厚度,揭示交流方波静电聚结不同绝缘层厚度的电场强度动态变化规律,发现交流方波绝缘复合电极运行特性。结果表明:交流方波能够有效地提升管式静电聚结段环形流道内分离效率,绝缘复合电极的绝缘层厚度与击穿电压成正比关系,且绝缘层应采取合适的厚度且需做成双层,由此可有效提升静电聚结的分离效率,减小绝缘层材质的介质损耗正切角tanδ,可极大增强W/O型乳化液的静电聚结效果并提高动态电场乳化液分离效率。

平板绝缘电极静电聚结器脱水研究

随着原油重质化、劣质化,原油脱水变得更加困难,造成常规电脱水器的极板之间会产生电弧及短路、电脱水电流大,甚至造成变压器跳闸、烧毁现象发生。尝试采用氟塑料设计制造平板绝缘电极静电聚结器,并进行室内实验。通过分析实验结果,总结绝缘材料、电极结构和电场作用时间等因素对聚结效果的影响规律,评价该结构的静电聚结器及制作工艺的优缺点。实验结果表明,对含水特高的原油乳化液,该静电聚结器的脱水效果非常理想。对含水率为70%和80%的原油乳化液,脱水效率可达95%以上。

绝缘电极电脱水技术的研究进展

分析了国内外采用不同绝缘材料制成电极处理高含水原油乳状液的研究进展,分析认为聚结效果较好的绝缘材料介电常数至少为3,并具有强抗电压击穿和低阻抗能力,同时绝缘材料表面具有憎水特性、绝缘层的厚度越薄时,聚结效果越好。绝缘电极可采用两种或多种上述材料的复合或层状结构。采用绝缘电极开发静电聚结器已经在海上油田、陆上油田油水分离领域进行了工业应用,应用表明:采用绝缘电极提高油水分离效率的工艺方法是开发高效的油水分离设备的一个方向,但还需在绝缘材料、电极结构、制作方法上进行深入研究,来满足工业装置长周期运行的要求。

针形绝缘电极经椎间穿刺记录大鼠脊髓下行性诱发电位

在麻醉制动大鼠上，应用阻力脱失引导技术，把针形绝缘电极刺入颈髓和腰膨大硬膜外间隙及附近区域。经绝缘电极刺激颈髓，诱发下行性场电位（ｄｅｓｃｅｎｄｉｎｇｓｐｉｎａｌｆｉｅｌｄｐｏｔｅｎｔｉａｌｓ，ｄＳＦＰ）。结果由腰膨大硬膜外间隙绝缘电极记录到的大鼠脊髓场电位，与暴露脊髓用银球电极在脊髓背表面直接记录到的场电位波形一致，同样由Ａ、Ｎ、Ｐ波组成。绝缘电极经椎间穿刺记录脊髓场电位的方法，操作简单，对动物影响小，可重复记录，可用于慢性实验。

一种绝缘检测专用电极的研制

介绍一种新型绝缘检测专用电极,用以解决带电作业工器具绝缘强度检测效率低下、误碰端子遭电击的问题,并从研制的设计工艺、安全可靠性、经济实用性等方面做了具体分析,验证成果潜在的推广应用价值。

不同电极/绝缘壁宽度比值的法拉第型发电通道性能研究

空间核能磁流体发电技术是一种以核能为热源的新型发电技术,热电转换效率高,能很好地解决深空探测所带来的能源问题,是完成未来深空探测任务的理想电源之一。法拉第型发电通道是空间核能磁流体发电的一种重要结构,采用氦/氙混合气体为工质,研究导电极/绝缘壁宽度比值对氦/氙混合等离子体磁流体发器性能的影响。研究结果显示,电极/绝缘壁宽度比值L_(M)≥1.0时,通道等离子体结构较为稳定,L_(M)=1.0时焓提取率最大。

阴极侧壁绝缘对微孔电化学加工精度的影响(英文)

在微孔电化学加工中,阴极侧壁区域的工件阳极溶解极易导致加工锥度的产生.为了提高阳极溶解的定域性,采用阴极侧壁绝缘电极进行微孔电化学加工的实验研究.采用直径80～100μm的侧壁绝缘阴极,在0.5mm厚度的不锈钢板(1Cr18Ni9Ti)上加工出一系列微孔.结果表明,阴极侧壁绝缘可以很好地减少加工锥度,从而提高微孔电化学加工精度.此外,减小脉冲宽度及加工电流密度、降低电解液浓度也有益于加工精度的改善.

内透明集电极IGBT开关特性及短路特性仿真研究

针对内透明集电极(internal transparent collector,ITC)绝缘栅双极型晶体管(insulated-gate bipolar transistor,IGBT)结构的短路特性进行数值模拟研究,通过模拟仿真明确了缓冲层掺杂浓度、局域载流子寿命控制区位置及局域载流子寿命参数对ITC-IGBT的导通特性、开关特性、短路特性的影响。通过优化折中器件的缓冲层掺杂浓度、局域寿命控制区寿命参数和局域寿命控制区位置的关系,在器件特性满足要求的同时,改善器件的抗短路能力。文章最后给出一种可供参考的具有良好抗短路能力的IGBT器件设计方法,确定了缓冲层浓度的最低值和局域载流子寿命最大值,明确了局域寿命控制的合理范围。

IGBT集电结局域寿命控制的比较与分析

新型的电场终止型绝缘栅双极晶体管(FS-IGBT)改善了传统穿通型(PT)IGBT性能上的不足,但对于1 200 V以下器件需要超薄片加工。为打破加工技术的限制,用简易的厚片工艺实现薄片性能,可以在集电结附近设置载流子局域寿命控制层(LCLC)来改善器件性能。目前有两种方案:将LCLC区置于集电区内形成内透明集电极IGBT(ITC-IGBT);或置于缓冲层内,形成缓冲层局域寿命控制IGBT。对这两种结构的600 V器件结合具体参数进行了仿真和比较。仿真结果表明,两种结构的器件可实现几近相同的折中特性,但当LCLC区位于缓冲层内时,需要更低的局域寿命,且更易发生通态特性的回跳现象,影响器件性能。因此将LCLC区置于集电区,即形成ITC-IGBT结构是一个更好的选择,为探索用厚片工艺制造高性能IGBT提供了必要的参考。

600V高性能新型槽栅内透明IGBT的仿真

载流子存储层(CSL)可以改善IGBT导通态载流子分布,降低通态电压,但影响器件阻断能力。为了平衡载流子存储层对器件阻断能力的影响,在器件n-漂移区中CSL层处近哑元胞侧设计了p型埋层(p BL),利用电荷平衡的理念改善电场分布,并借助ISE-TACD仿真工具,依托内透明集电极(ITC)技术,研究了600 V槽栅CSL-p BL-ITC-IGBT电特性。为了保证器件承受住不小于10μs的短路时间,设置了哑元胞。在此基础上,仿真分析了CSL和p BL的尺寸及掺杂浓度、哑元胞尺寸等对器件特性的影响,并与普通的槽栅ITC-IGBT、点注入局部窄台面(PNM)ITC-IGBT的主要技术指标进行对比,给出CSL和p BL的尺寸及掺杂浓度的最佳范围。结果表明,合理的参数设计可使CSL-p BL-ITC-IGBT具有更优的技术折中曲线。

微小孔电火花电解复合加工关键技术研究

针对发动机关键零件精密群小孔加工中易形成的再铸层和微裂纹问题,进行了电火花电解复合加工研究。筛选复合加工工作液,优化复合加工电压,采用侧壁绝缘电极及软质导向器,使电火花加工在去除工件材料方面发挥主导作用,电解效应在提高表面质量、降低重熔层方面发挥辅助作用,以达到电火花加工-电解效应综合平衡。

OTFT with Bilayer Gate Insulator and Modificative Electrode

An organic thin-film transistor （OTFT） with an OTS/SiO2 bilayer gate insulator and a MoO3/AI electrode configuration between gate insulator and source/drain electrodes has been investigated. A thermally grown SiO2 layer is used as the OTFT gate dielectric and copper phthalocyanine（CuPc） is used as an active layer. This OTS/SiO2 bilayer gate insulator configuration increases the field-effect mobility, reduces the threshold voltage, and improves the on/off ratio simultaneously. The device with a MoO3/Al electrode has shown similar Ids compared to the device with an Au electrode at the same gate voltage. Our results indicate that using a double-layer of electrodes and a double-layer of insulators is an effective way to improve OTFT performance.

内置式静电聚结器分离性能影响因素及研究现状

为提高原油脱水率,改善传统静电聚结器所存在的弊端,介绍了国内外有关容器内置式静电聚结器的最新研究进展。详细阐述了内置式静电聚结器聚结效果的影响因素,总结了各因素对脱水效果的影响:最优临界电场强度为2 000~4 000V/cm;延长电场作用时间可以提高原油脱水率,通过对比不同电场形式确定了其适用场合;提出了绝缘电极结构对材料介电常数和材质的要求;分析认为存在最优电场频率,总结了温度、压力、流态和入口含水率对脱水效果的影响。研究结果表明,运用内置式静电聚结器可有效提高原油脱水率,对今后原油脱水研究方向具有指导意义。

静电聚结原油脱水试验研究

针对目前高含水原油采出液采用传统三相分离与热化学分离和电脱水方法存在分离级数和设备多、油水分离效率低、电脱水运行不稳定等问题,在静电预聚结研究基础上,采用自制绝缘电极和乳化液,开展静电聚结脱水研究,使水滴预聚结和沉降分离同时进行。通过静态聚结脱水试验考察了乳化液水含量、电压、温度和沉降时间等因素对静电聚结脱水效果的影响,结果表明乳化液脱水率随温度升高、电压增大和沉降时间延长而提高。其中温度影响最大,电压和沉降时间影响较小。在动态静电聚结原油脱水试验装置上进行验证,同时对不同分离器结构和不同电极结构及进料方式进行了对比,对试验条件进行了优化。动态试验结果表明,在电压2 kV,温度65～70℃,停留时间不大于10 min的条件下,高含水乳化液的脱水率均可达95%以上。

高电压电容吸附法处理模拟含盐废水

针对电容吸附除盐法的缺点,通过对电极进行绝缘处理,开发了一种新型高电压电容吸附除盐技术。实验结果表明:增大外加电压,有利于除盐效率的提高;外加电压为60 V时,NaCl去除率可达90%以上;增大废水流速对吸附效果不利;反应温度对处理效果的影响不大;在NaCl质量浓度为80 mg/L、外加电压为60 V、反应温度为25℃、废水流速为36 m/s、反应时间为30 min的条件下,经一级处理和二级处理后出水的NaCl质量浓度分别为39 mg/L和16 mg/L,NaCl去除率分别为51.3%和80.0%。

新型静电聚结分离器油-水分离特性

将同轴圆柱绝缘电极和传统重力式分离器整合,设计出了新型静电聚结分离器。基于Maxwell-Wagner模型,从电介质极化的角度分析了同轴圆柱绝缘电极的电场-频率分布特性;采用水-原油乳状液作为实验介质,利用显微高速摄像系统考察了电场强度、频率、乳状液含水率对新型静电聚结分离器聚结和分离效率的影响。结果表明,新型静电聚结分离器能够有效避免乳状液的二次乳化,并对不同流量、含水率的乳状液具有良好的适应性。交流电场作用下,绝缘电极在低频和高频时具有不同的电场分布特性,可以通过计算绝缘电极的极化弛豫时间获得高效聚结频率。乳状液含水率越高,最优电场强度和拐点频率越小,极板电压和频率是决定静电聚结分离器能耗的关键因素。

高效静电聚结油水分离技术研究

为提高海上采油平台油水分离设备的效率,在绝缘电极研究的基础上通过静态和动态试验全面研究了影响高效静电聚结脱水效果的因素。结果表明:通过优化条件、使用M2复合电极,在温度不低于70℃、电压2 000 V左右、停留时间不低于10 min条件下,不同水含量乳化液的静电聚结脱水率均可达到80%;脱水温度和电压对静电聚结脱水的影响较大。在相同条件下,乳化液的静电聚结脱水率随电压的升高或温度的升高而增加;70℃是QHD32-6原油乳化液脱水温度的转折点,当脱水温度高于此温度时,脱后含水趋于稳定;绝缘电极在高含水乳化液中的耐压性可通过增加绝缘层厚度实现。