用超声衰减谱测量层状双金属氢氧化物粒度分布的方法

层状双金属氢氧化物(LDHs)作为一种性能优良的非贵金属电催化剂,在提高析氧反应速率、降低制氢成本等方面具备巨大优势,其粒度大小直接影响催化活性位点的有效暴露面积和本征结构,很大程度上决定了LDHs电催化析氧反应的活性时间和催化效率.因此,实现对LDHs粒度分布的在线检测对LDHs的合成控制与活性提升具有重要意义.根据LDHs粒度小、形貌特殊的特点,本文建立了一种基于超声衰减谱在线测量其在悬浮体系中粒度分布(PSD)的方法,该方法在LDHs粒度表征领域的应用尚属首次.利用超声衰减谱法对LDHs悬浮体系粒度分布进行测量的最大难点是传统ECAH模型需要首先已知难以获得的体系分散相和连续相的物性参数.本文采用主成分分析(PCA)结合误差反向传播(BP)神经网络建立了预测模型,并引入遗传算法(GA)对模型进行优化,解决了超声衰减谱法的难点,通过CoFeAl-LDH悬浮体系进行了验证.结果表明,PCA-GA-BP神经网络能有效对LDHs在悬浮体系中的粒度分布进行在线预测,预测值与真实值的峰形重合度高,峰高偏差小,两者的均方误差MSE为0.1497,模型拟合优度R2=0.9768,说明该方法可作为在线测量LDHs粒度分布的有效方式.

基于超声衰减谱和相速度的颗粒粒径测量

超声波在颗粒两相体系中传播,包含了大量颗粒粒径信息,结合理论模型,通过提取超声波有效衰减谱和相速度谱分析了颗粒的粒径分布。实验中,对体积分数为10%的3种不同粒径分布的聚苯乙烯-水悬浊液,通过双样法和插入取代法(单样法)分别获得宽带超声波衰减谱与相速度谱,以ECAH模型为理论基础,并分别用Twomey、ORT和Davidon-Fletcher-Powell优化算法,反演出悬浊液颗粒粒径分布。测量结果与显微镜图像法结果进行对比,中位径误差小于15%,表明了利用超声波衰减谱法(UASA)和相速度谱法(UPVSA)测量悬浊液颗粒粒径分布的可行性与可靠性。

高频宽带超声衰减谱表征纳米颗粒粒度的方法

为研究纳米颗粒粒度的表征,在'长波长'条件下,通过提高超声波频率、增加频带宽度以及提高纳米颗粒悬浊液中超声波检测的稳定性等技术手段,实现了纳米级颗粒粒度分布的准确测量。实验中,采用中心频率50MHz宽频超声换能器,通过缓冲块内一次回波校验和变声程方法,以体积分数0.5%的纳米银-水悬浊液为验证性测量对象,获得了频率为25～62MHz的宽带声衰减谱。粒度反演过程中,采用McClements&BLBL理论模型结合最优正则化算法,将实测声衰减谱进行反演计算获得了纳米银颗粒的粒度分布,并证实了在50MHz频率下的理论测量下限可以达到5nm。与CPS离心沉降纳米颗粒测量仪、TEM图像等结果相比较,表明超声衰减谱法测量纳米颗粒的结果是可信的。

卤化银微晶中光电子衰减谱的特性

光电子在卤化银材料潜影形成过程中发挥着重要的作用 ,光电子衰减行为在很大程度上决定于卤化银的晶体结构。采用光学与微波双共振技术 ,测量了自由光电子和浅俘获光电子的衰减谱 ,得到了卤化银中电子陷阱的密度和深度分布。以自由光电子寿命为纽带 ,通过分析掺杂卤化银晶体中电子陷阱的分布情况 ,可以确定浅电子陷阱掺杂剂的最佳掺杂浓度。

超细颗粒悬浊液超声衰减谱与声速谱测量研究

将短时傅里叶变换应用于超细颗粒两相介质中超声脉冲信号处理和时频谱联合分析,采用变声程方式,提出了一种对超细颗粒两相介质声衰减谱与声速谱同时测量的方法,并对平均粒径281nm的ZnO-H2O悬浊液超声衰减谱与声速谱进行实验研究。

基于地震子波衰减谱的碳酸盐岩烃类检测方法

针对碳酸盐岩储层,根据含油气地层对地震波高频成分吸收增强、吸收系数增大的原理,提出了基于地震子波衰减谱的烃类检测技术。该技术在对地震资料进行去噪的基础上,应用复倒谱匹配法分别求取目的层上、下沿层时窗内的地震子波谱,进而求取上下时窗地震子波衰减谱。通过衰减谱进行碳酸盐岩储层烃类检测。在Y2井区碳酸盐岩储层的实际应用中,与基于目的层的烃类检测技术相比较,该技术敏感性较高,能够有效地预测碳酸盐岩储层的油气分布,对井位部署和油气增储上产具有指导作用。

超声衰减谱法颗粒粒径测量中遗传算法参数优化

在超声衰减谱法测量颗粒粒径分布的反问题求解中,反演算法至关重要,遗传算法作为一种全局最优化算法,其参数优化对于颗粒粒径分布反演效果极其关键.从最大代数、种群尺度、交叉和变异概率等参数优化角度,对于服从3种典型分布函数的颗粒系进行数值模拟.研究发现,当最大代数为300、种群尺度为60、交叉概率范围为0.4~0.85、变异概率为0.045~0.08时,获得的反演结果与设定值较吻合.在此优化参数下的数值算例和对两种玻璃微珠-甘油悬浮液样品的实验超声衰减谱反演,进一步验证了此优化参数下遗传算法具有较好的稳定性和抗噪性.

激发极化电位衰减谱测井电极系设计

现有的激发极化测井仪器只有简单排列的电极系,只能测量激发电场断开瞬间的二次场电位的衰减值,因此只能利用极化率参数来定性评价地层性质.本文设计一种激发极化电位衰减谱测井电极系,采用阵列式组合结构,电极之间彼此绝缘,测井仪器通过单片机控制电极系来激发地层和采集数据,可以采集到整条激发极化二次场电位衰减谱,所包含的信息量远远大于现有的激发极化率测井.激发极化二次场电位衰减谱经过拟合可以得到弛豫时间谱,通过分析弛豫时间谱可以确定渗透率、孔隙结构等地层参数.根据这套电极系研制的测井样机已经取得了满意的现场试验资料.

激发极化电位衰减谱的连续测井方法

原有的激发极化测井仪只能采集到激发电场断开瞬间的二次场电位的衰减值,采集不到完整的激发极化电位随时间的衰减谱。本文介绍一种自行研制,且能够连续记录激发极化电位衰减谱的测井方法,该方法采用阵列式组合的电极结构,通过单片机控制电极系来激发和采集数据,可以采集到完整的激发极化电位衰减谱。应用该方法研制的样机已经采集到了完整的激发极化电位随时间的衰减谱,所包含的信息量远远大于传统的激发极化测井。

超声衰减谱法测量泥沙粒度分布

利用超声衰减谱的测量,可以获得泥沙中颗粒粒度分布信息。采用超声耦合相模型和Bouguer-Lambert-Beer-Law散射模型的叠加描述河流泥沙中超声衰减行为,宽频超声换能器测量得到2MHZ至7MHZ间泥沙声衰减谱,结合独立模式的最优正则化反演算法,获得了体积浓度4.5%,12.4%,15.8%下泥沙的颗粒粒度分布。结果表明,超声衰减谱法能在体积浓度直至15.8%的高浓度条件下获得泥沙颗粒粒度分布,并且测量得到的平均粒度受浓度变化影响较小。将超声法测量结果与光学图像法测量结果相比较,两种测量方法得到的结果较为吻合。

岩石激发极化衰减谱的多指数反演

激发极化衰减谱比极化率具有更为丰富的储层信息，与地层的孔隙结构、渗透率、地层水电阻率以及泥质含量密切相关。衰减谱是一系列单指数衰减的线性叠加，因此，可以对衰减谱进行多指数反演，得到弛豫时间谱，从而可以更好地利用激发极化衰减谱来进行储层评价。一般的非负最小二乘反演的结果振荡剧烈，与实际情况不相符。这里采用阻尼最小二乘方法，结合奇异值分解技术对泥质砂岩的激发极化衰减谱进行了多指数反演，得到了光滑连续的弛豫时间谱，弛豫时间分布点数为32点-64点较合适，算法和软件对实际的岩心具有较好的效果。

一种测量岩石声波速度和衰减谱的技术

提出了一种实验室测量岩石声波速度和衰减谱的技术 ,可直接比较来自岩样顶界面的反射波和穿透岩样的透射波。通过对这两个波的频谱分析 ,并考虑了漫射的耗散修正 ,从而给出了连续的声波速度和衰减谱。这种技术可应用于高温高压的测量环境 ,并可测量相对松散的岩石。

基于超声衰减谱的金属材料无损辨识

分别以六种不同成份的金属材料为例,获取材料内部一段时域的超声背向散射信号f(t)后,两等份为f1(t)和f2(t),再通过快速傅里叶变换,计算出材料的衰减谱F(ω)。结果表明:利用衰减谱相关系数(两种材料的衰减谱Fa(ω)与Fb(ω)的相关系数)的计算可以对原始材料进行辨识。

发动机圆形管道内噪声衰减谱模态分析

本文应用模态分析方法建立了剪切流存在条件下，发动机多段声衬圆形管道声传播工程计算模型，对管内各模态频谱和总噪声衰减频谱进行了算例计算，并与有关文献试验数据进行了对比．结果表明：多段声衬圆形管道中声传播工程计算方法是可行的，从而为发动机前短舱管内声传播研究提供了一种模态分析工程预测方法．

岩石激发极化衰减谱采集系统设计

理论和实验研究表明,岩石激发极化衰减谱含有丰富的地层信息,其采集系统对于谱分析至关重要。文章设计了激发极化衰减谱采集系统,该系统由夹持器、恒流源、控制电路和数据采集卡组成。研制了集成运放反馈型高精度可调正负恒流源,以单稳触发器和光电耦合器为基础研制了供电方向和时间控制电路。该系统的研制成功为激发极化衰减谱分析提供了坚实的基础。

基于超声波衰减谱的石膏浆液粒度测量方法

为控制脱硫副产品石膏生成粒度,提高脱硫石膏的品质,有必要对石膏浆液的密度、浓度及粒度进行快速准确测量,为此设计了一种基于超声波衰减谱的非浸入式脱硫石膏浆液粒度测量方法(简称超声波法),并用该法对不同电厂6种石膏浆液进行对比测量。在ECAH理论模型的基础上,通过对超声脉冲时域信号进行快速傅立叶变换(FFT)获得超声波衰减谱,基于MATLAB语言编写不同的反演程序,分别用最优正则化算法(ORT)和投影算法(Projection)以及非独立的遗传算法(GA)计算得到石膏浆液粒度分布,并与常规测试方法进行比对分析,其中正则化算法所得偏差值在20%以内,证明了该算法的可靠性。所设计的脱硫石膏浆液粒度测试超声波法,可为后续开展脱硫石膏浆液粒度分布在线测量仪的研制提供借鉴。

基于改进差分进化算法的超声衰减谱反演计算

针对传统差分进化算法存在早熟收敛和求解精度低的缺点,研究了一种自适应控制参数的差分进化算法。通过引入自适应控制变量因子、自适应缩放因子和交叉因子使种群不断地向更新成功的个体学习,促进了后续种群的进化。对于颗粒粒径分布服从高斯分布、R-R(Rosin-Rammler)分布以及对数正态分布的3种典型颗粒系进行数值模拟,研究算例发现,改进差分进化算法反演得出分布参数值■,K的误差小于5%,体积中位径相比于设定分布的误差小于5%,因此,改进差分进化算法具有较强的稳定性与抗噪性。

表征超声衰减谱粒度的改进和声搜索算法

针对超声衰减谱法颗粒粒径测量,提出一种改进和声搜索算法,在和声搜索算法迭代达到200次时,加入拟牛顿算法,调节和声搜索算法全局和局部搜索能力,提高算法的收敛精度。对服从3种典型粒径分布函数颗粒系进行数值模拟,改进算法反演得出罗辛-拉姆勒(Rosin-Rammler)分布参数值相对误差小于8%,正态分布参数值相对误差小于5%,对数正态分布参数值相对误差小于10%,同时用改进算法对两种硅-水悬浮液样品的实验超声衰减谱反演,与标称尺寸对比粒径相对误差为6.0%和8.2%,表明了利用改进算法表征颗粒粒径的可行性。

水电厂汽轮机油颗粒度的超声衰减谱法研究

在湖南洪江水力发电厂2号机组检修中,采用超声衰减谱法对轴承油系统和调速器系统的汽轮机油的颗粒度进行了分析。结果表明,调速器系统中汽轮机油的颗粒度小于轴承油系统的;从粒径分布可知,调速器系统的油质符合要求,而对于轴承系统中重力油箱需考虑更换过滤器、轴承油箱需排油清污及清理管路等。与显微镜法测量结果对比,在某一范围内,观测颗粒度占比不同,显微镜法的颗粒度不够连续,而超声衰减谱法测量结果误差较小,更符合实际情况。

超声衰减谱测量电池浆料的粒度分布

电池浆料中颗粒状活性物质的粒度大小和分散均匀性对电池的内阻、电压、局部表面电流和总极化程度等性能有直接影响,实现对其的在线实时测量对电池的质量控制具有重要意义.基于电池浆料的高固含量、高黏度和低透光性的特点,本文利用超声衰减谱的方式测量了其粒度分布(PSD).应用于电池浆料的粒度分布测量的最大难点是其利用超声衰减谱法预测粒度分布的模型需要难以获得的分散相和连续相的物性参数.本文采用主成分分析(PCA)结合误差反向传播(BP)神经网络建立预测模型解决了超声衰减谱法的难点,并引入遗传算法(GA)优化BP神经网络的初始阈值和权值.通过以LiCoO_(2)为活性物质的电池浆料进行了验证,结果表明,PCA-GA-BP神经网络能够有效对不同固含量电池浆料的粒度分布进行预测,预测值与真实值的峰形重合度高,峰高偏差小,两者的均方误差为0.1358,拟合度(R^(2))为0.9816,说明超声衰减谱法可作为测量电池浆料粒度分布的重要方式.