光纤光栅波电转换的人机仿生跟随

为拓展光纤光栅在机器人智能感知领域的应用,设计了光纤光栅感知护具并研发了光纤光栅波电转换系统及其人机仿生跟随的交互操控算法。感知护具中设置有3个光纤布拉格光栅传感单元,主要包括弹性绳的拉力环。通过拉力环对光纤光栅施加预紧力,可有效避免由于衣物或皮肤聚集引起的牵引力方向偏移。光纤光栅波电转换系统对人体手臂的肘关节弯曲角度、腕关节俯仰角度、指关节开合角度进行运动姿态特征提取,分别对应控制机械臂的方向、高度和机械爪开合角度。构建了人体手臂运动角度范围和机械臂运动角度量程的对应关系,获取了检测系数和控制系数,最终通过动态实时波长与PWM控制电信号的转换推导出系统的波电转换系数。实验结果显示,在实验量程内,机械臂的方向、高度、开合控制输出的波电转换系数最大累积误差分别是0.77111%,1.99291%,0.34117%,3个控制角度的输出偏差分别为1.13560°,1.72056°,1.82657°。光纤光栅波电转换的仿生跟随方法具有良好的控制精度,实现了机械臂运动与人体手臂运动的仿生跟随,为智能机器人仿生跟随的深入研究奠定了理论基础。

金属间化合物电催化剂在氢电转换器件应用中的研究进展

人类对可持续能源的高度重视,使得绿色环保的氢能成为研究热点。能量转换和存储技术(如燃料电池和电解水)可实现氢能源和电力的相互转换,但实现这些技术的前提是需要开发高效稳定的催化剂。结构有序的金属间化合物具有确定的组成和可调控的几何效应和电子效应的优势,已被探索作为能量转换和存储技术的有效电催化剂,金属间化合物表面均匀的活性位点分布也有利于研究催化剂活性和结构之间联系(即构效关系)的理想模型。本综述首先介绍了氢电转换装置催化剂所面临的挑战以及金属间化合物在电催化中的优势,其次从活性和稳定性的角度重点论述金属间化合物在氢电转换装置中的研究进展,最后总结并展望了金属间化合物电催化剂未来的发展前景。

一种超紧凑封装的光/电转换阵列模块

针对传统微波光子产品通道数多、体积和功耗大、集成度低的问题,设计了一种基于微波光子混合集成封装技术的超紧凑封装光/电转换阵列模块,通过将光子器件、微波芯片、可调衰减芯片、电路系统封装入一个壳体内,可以在超紧凑空间内实现光/电转换、信号放大、衰减可调和均衡等多项功能。测试结果表明:该模块在2~18 GHz频段光电响应度较高,大于0.8 A/W;6个通道的S21的平均值为-3.5 dB,每个通道的平坦度在±1.5 dB以内,通道隔离度大于55 dB,且驻波反射小于1.7。

大功率声电转换材料的研究及其应用

本文简要叙述了大功率声电转换材料在声学及电子工程领域中的意义和作用，论述研制和开发新型、高性能大功率声电转换材料是大功率声电转换器件研制和开发工作的需要，还介绍了作者研制的系列大功率压电陶瓷Ｆ１－ＰＺＴ、Ｆ２－ＰＺＴ、ＦＤ３－ＰＺＴ及ＦＤ４－ＰＺＴ的有关情况。

基于亥姆霍兹共鸣器的声电转换系统研究

考虑到电站汽轮机噪声的可利用性,利用亥姆霍兹共鸣器和声电转换装置,结合声学理论研究方法对电站汽轮机声场特性进行研究。利用亥姆霍兹共鸣器对声波的放大作用,将电磁式换能器置于亥姆霍兹共鸣器刚性壁板上,使放大的声波能够通过换能器将声能转换成电能,转换的电能通过一个放大稳流电路为负载供电。基于电站汽轮机的声场特性,引进穿孔板作为亥姆霍兹共鸣器矩阵,研究其声质量、声阻抗、声顺等参数;并将电学、力学电路耦合到声学电路进行简化;最后得出了负载两端的电压功率响应曲线,并以此判断声电转换是可以实现的。

考虑风电接入和气电转换的综合能源系统日前区间优化

针对气电综合能源系统优化调度中未充分挖掘可调度因素、未充分考虑风电预测误差不确定性的现状,研究含风电的气电综合能源系统日前区间优化调度方法。首先,基于区间数学对风电出力的不确定性进行区间描述,综合考虑抽水蓄能、气电双向转换以及需求响应等资源和技术,并用区间数学表示优化目标和优化约束,构建含高比例风电的气电综合能源系统日前优化模型,综合优化系统的经济性、环保性。然后,基于区间序关系和可能度的方法将区间优化模型转化为确定性优化模型,继而采用Jaya算法进行求解,保证求解的高效性和解空间的可行性。最后,进行算例分析,仿真结果验证了综合利用抽水蓄能、气电双向转换以及需求响应等要素对系统进行区间优化,能取得优化效果上的优势,并能为系统调度人员提供风电不确定度对系统优化影响的信息。

太阳能光-热-电转换利用系统的分析

在太阳能光热电转换利用的“三环节理论”模型的基础上,对太阳能光热电转换利用进行了经济学分析,并与常规火力发电的经济学作了对比,提出了化石能源的稀缺价值和环境成本的观点。探讨了聚焦型太阳能集热器的设计参数对太阳能光热电转换利用系统中单位输出价Cu 的影响。

从驻极体声电转换到驻极体电声转换的发展(待续)

从电-声、声-电转换的可逆特性出发,介绍了从驻极体声-电转换到驻极体电-声转换的发展。并结合实用产品,从原理、设计、特性等方面进行了阐述。

从驻极体声电转换到驻极体电声转换的发展(续完)

介绍松下公司的一例驻极体耳机（EAH-80）的设计与实践，如图8所示。

液晶温度计的色电转换技术及其应用

提出了利用光纤实现液晶温度计色电转换的技术方法,讨论了系统设计并分析了实验结果。简要介绍了其在生物医学研究(血气无创测量)方面的应用。

秒表检定仪机/电转换器设计

针对目前秒表检定仪的检定需求和缺少检定所需机/电转换器的现状,介绍了一种用于把秒表检定仪夹具的机械信号转换成电脉冲信号的机/电转换器的工作原理、电路设计以及制作方法。并对其进行了性能测试,给出了测试数据,数据表明该转换器满足设计要求,解决了机械秒表检定仪因缺少机/电转换器无法检定的问题。

特种电源用碱金属热电转换器的发展

本文评述利用β″－Ａｌ_２Ｏ_３固体电解质优异的离子导电性质的高效直接发电器件──碱金属热电转换器的发展和作为特种电源的应用前景。

井中声电转换波场辐射能量定量分析

井中声激发极化效应研究是实现声激发极化测井实用化的技术基础 ,实质上是声波在双相孔隙介质中向电磁波的转化 ,其结果就是形成井中声电转换波场 ,最终表现为井中声场辐射能向电磁场能的转化 .通过对双相孔隙介质中声激发极化过程声电转换波场能量的理论分析 ,研究了井中声电转换波场能量的总体构成 ,提出了井中低频声激发极化电场电能体密度的概念 ,并推导出具体表达式 .

基于光/电转换的球形偶极子天线系统研制

针对小型机箱机柜屏蔽效能测试的工程需求,设计了一套基于光/电转换的30 MHz～3 GHz球形偶极子天线系统。整套装置采用信号源外置方案,分为光发射模块和球形偶极子天线模块。其中球形偶极子天线模块直径仅为100 mm。光发射模块将电信号转换为光信号,经光纤传入球形偶极子天线内部,完成光电转换、单端转差分以及放大。放大后的差分信号经匹配网络后通过球形偶极子天线辐射至自由空间。整个装置在30～230 MHz、230 MHz～1 GHz、1～3 GHz这3个频段内分别具有不低于55、55、40 dB的动态范围。经实验证实,整套装置性能稳定可靠,适合工程使用。

基于光电转换技术的场强测量系统设计

介绍了一种利用光纤进行数据传输的场强测量系统,它利用单片机控制实现自动调谐和信号检测,检测到的信号经过电/光转换器得到光信号后,通过光纤传送到微机后进行数据处理和显示。

超声无线输能的声电转换通道设计

通过对超声无线输能系统的声电转换通道进行理论分析,利用电声传输线类比法构建了声电转换通道的一维仿真模型,并利用有限元仿真软件进一步构建了声电转换通道的有限元仿真模型,提高了模型的精确度和适用范围。进行了超声无线输能的实验,并将仿真结果与实验测量结果进行对比,仿真模型的有效性得到验证。利用所建仿真模型分析了负载阻抗对系统能量传输效率的影响规律,对声电转换通道进行了优化,确定了系统的共振频率和最佳负载阻抗。在以上研究基础上建立的超声无线输能实验系统,能够成功透过8 mm厚的铜板点亮20 W灯泡,能量传输效率达到57%,实验证明了利用超声透过金属板进行能量无线传输是切实可行的。

海洋温差能供电水下滑翔机的液电转换过程建模与效率分析

海洋温差能供电是提高水下滑翔机的续航里程和在位工作时长的有效技术手段。其能量传递路径的优化与能量转化效率提升对于保证水下滑翔机正常工作至关重要。基于水下滑翔机海洋温差能供电系统中机械能-电能转换过程的能量转换机理与损耗机理,建立了液压马达以及发电机等关键器件的参数化能量平衡方程、机械能-电能转换模型以及转换效率计算公式,开展了能量转换过程的效率分析。通过平台试验与模型求解结果对比可知,压力能-动能、动能-电能的能量转化效率的相对误差较小,分别仅为6.37%、5.12%。验证了模型的准确性。在此基础上,通过对模型的效率分析,对海洋温差能供电系统进行了优化设计与试制。在后续的海试试验中,试验样机可以收集6701 J的电能,压力能-电能转化过程的能量转化效率可达38.86%,验证了系统的有效性。

一种基于光电转换技术的表面电流探头

本文介绍了一种基于光/电转换技术的表面电流探头的设计方案。它可用于测试直接电流注入装置内导体的表面电流强度。在强电磁场环境下,该系统有抗干扰能力强、测试精度高的特点。本文给出了电流探头结构设计和电路设计方案,并给出其传输阻抗校准曲线。

具有抗干扰能力的光电转换电路

光探测或光电转换在自动化、过程控制等领域中有着广泛的应用。为接收或探测信号光束或瞬时光脉冲而设计的任何一种系统几乎不可避免的都处在环境光的影响之下。这样,就存在着一个如何提高和增强系统的接收灵敏度及抗杂散光干扰能力的问题。特别是当有用的光信号比较微弱而且是一种瞬时光脉冲的情况下,这个问题更为突出。为要解决这一问题。

压电与压磁声电转换材料的研究及应用

对应用于声电转换方面的两类材料──压电与压磁声电转换材料的制备作了研究，对它们的压电效应与压磁效应、电致伸缩与磁致伸缩及其应用作了归类比较。并且指出，在有些重要应用方面它们将长期共存及相互不可替代。