基于Lissajous图技术的波长移相标定方法

波长移相干涉仪可应用于大口径光学元件的检测。研究了基于Lissajous图技术的波长移相标定方法,实现了干涉图间移相量的计算,解决了在不同干涉腔长下进行测试时移相量需控制成为一个特定值的问题。首先通过模拟仿真,验证了方法的正确性;然后编写程序对已知移相量的实际干涉图进行计算。结果表明,在干涉图对比度较好以及对计算的两点选择恰当的情况下,计算出的相对误差在4%范围内。

钢圈反射式光栅信号的补偿

为了提高钢圈反射式光栅的测量精度,设计了光栅信号补偿系统,分别对光栅信号的幅值、直流电平和相位进行了补偿,补偿后两路光栅信号的正交性得到了改善。首先,根据钢圈反射式光栅提取信号的方式建立光栅信号电子学处理系统。然后,分别从幅值、直流电平和相位等3方面提出系统的补偿算法。以8 192lp/mm的钢圈反射式光栅为平台,以实际的精度检测结果为评判依据,对提出的信号补偿系统进行了实验验证。结果表明,补偿后的光栅精度比补偿前提高了2.28″,提高幅度达到50%。实验结果验证了光栅信号补偿方案的可行性。

介质阻挡放电在水处理中的影响因素分析

为了研究水处理中对于介质阻挡放电(DBD)的放电功率和处理效果的很多影响因素,搭建了可实现双介质阻挡放电的实验平台。实验结果表明:相同实验参数下,放电时间越长则放电功率越大,尤其是放电前60 s内放电功率上升最明显,当120 s左右放电稳定时,放电功率可达到初始放电功率的2倍左右;当空气间隙固定时,液面高度与放电功率呈非线性关系,电源电压较小时,液面高度越小则放电功率越大,随着电源电压的升高,液面高度的影响减小;另一影响放电功率的重要因素是初始电导率,相同输出电压下,高电导率液体可以得到更大的放电功率;但是,放电功率相同时,初始电导率越低则越有利于化学反应的进行,其处理效果也越好。通过研究水处理中介质阻挡放电在各参数尤其是液体参数变化时的放电功率变化和处理效果差异,可对将介质阻挡放电应用到污水处理中的相关理论有所完善,亦可供设计、优化介质阻挡放电水处理装置有所参考。

单介质与双介质结构介质阻挡放电水处理性能的比较

为研究不同结构介质阻挡放电(DBD)在水处理中的特性,首先搭建了可实现单介质阻挡放电和双介质阻挡放电的实验平台。实验结果表明,相同实验条件下若要得到相似的放电功率,则双介质阻挡放电所需的电压远高于单介质阻挡放电;2种结构下所得的放电电压电流波形以及Lissajous图的形状均有一定的相似性,但等效电容等参数的不同使它们也存在一定的差别。然后在2种结构下以相近的放电功率,对质量浓度为100mg/L的碱性品红溶液进行了处理。通过对各自脱色率的对比分析发现,介质层数对脱色效果影响不大;通过对2种情况下的pH值和化学需氧量(COD)的对比分析说明,2种结构下发生的化学反应也是相似的,并且最终都达到了去除有机污染物的目的。通过对不同结构介质阻挡放电在水处理中的特性的实验研究和优劣分析,完善了介质阻挡放电处理污水的相关理论,可以为设计、优化介质阻挡放电水处理装置提供参考。

介质阻挡放电等离子体射流装置的实验研究

基于介质阻挡放电的形式,设计并制作了两种等离子体射流装置:一种内电极裸露;另一种内电极覆盖有石英玻璃。笔者对两种不同电极等离子体射流装置的特性进行了测量。在中频正弦电源通入Ar的情况下,测量了放电的李萨如(Lissajous)图、放电的图像和放电的光谱图;并且分别由放电的Lissajous图和光谱图,计算得到了放电的功率和电子激发温度。实验结果表明:在外施电压保持不变的情况下,气流对于放电的功率和电子的温度几乎没有影响;通过对比两种射流装置的电学和光学特性发现,与内电极覆盖有石英玻璃的等离子体射流装置相比,内电极裸露的情况下,其放电的功率和电子激发温度均比较大。

气液两相介质阻挡放电的等效电路模型

针对目前对介质阻挡放电的电气模型研究主要集中在气相放电,对气液两相介质阻挡放电研究较少的问题,搭建了相应的实验装置,对气液两相介质阻挡放电的外加电压、放电时间等外部实验参数,与放电电流、放电功率等内部放电参数间的关系进行了研究。通过测量不同气液比下放电功率随时间的变化趋势,利用数值分析的方法对实验数据进行分析,提出了一种可反应液体参数及放电时间对放电效果影响的仿真模型,该模型以微放电为主要放电形式,其微放电电流值为时间的函数。最后,将提出的模型在MATLAB中进行仿真验证,并在气液体积比1:1、放电电压峰值24 kV时将仿真与实验结果进行了对比。研究发现:随着放电的进行,仿真放电电流值有了较大的增长,其变化趋势与实验所反应的电流变化趋势一致;同时,仿真功率值与实测值误差<2%,说明该仿真模型可以很好地模拟实际的放电发展过程。

等离子喷涂介质层提升臭氧发生器性能的试验研究

为了结合陶瓷的性能优势和搪瓷的工艺优势,利用先进的等离子喷涂工艺制备了臭氧发生器介质涂层。对涂层进行了微观结构分析和介电性能测试,并设计制作了管式臭氧发生器样机,研究了不同涂层对臭氧产生性能的影响。研究结果显示等离子喷涂涂层满足臭氧发生器的设计要求,且可以获得更高的相对介电常数εr,其中氧化铝(Al2O3)加氧化钛(TiO2)的双涂层方案具有最佳的臭氧生成性能。等离子喷涂工艺具有很强的灵活性,可替代玻璃和搪瓷成为臭氧发生器新的介质层负载工艺,具有良好的应用前景。

平板型DBD臭氧发生多参数影响研究

DBD放电特性主要由其放电参数评定,因此研究DBD臭氧发生器的放电参数对臭氧合成实际应用具有重要意义。文中主要研究峰值电压、放电频率和气体流量的变化对平板型DBD臭氧发生器放电特性及臭氧合成特性影响。并利用Q-V Lissajous图来计算臭氧发生器等效电容、放电间隙的折合场强、放电功率等放电参数,进而得出臭氧体积分数与产率的变化关系。实验结果表明:峰值电压从5 kV增大到9 kV,放电频率从5.5 kHz上升到8 kHz时,放电功率呈线性增大,放电间隙的折合场强和介质层等效电容逐渐增加,放电间隙等效电容逐渐减小,等效总电容、放电最小电压和击穿电压基本不变;臭氧体积分数随峰值电压增大先增大后减小,随放电频率的增大缓慢上升,而臭氧产率则均减小。气体流量从0.5 L/min变化到4.5 L/min时,放电参数基本不变,臭氧产率则随之增大。放电频率一定,峰值电压较高时,气体流量适当增加能促进臭氧的生成。

聚丙烯/蒙脱土纳米复合材料振荡剪切和简单剪切流变响应

制备了三种聚丙烯(PP )/蒙脱土( n -MMT)纳米复合材料,采用X射线衍射(XRD)进行表征,利用应变控制型流变仪进行振荡剪切测试,如小振幅剪切振荡(SAOS),中间振幅剪切振荡(MAOS)和大振幅剪切振荡(LAOS),应用毛细管流变仪进行简单剪切测试。并用傅里叶变换(FT)法,Chebyshev公式和Lissajous图对MAOS和LAOS测试结果进行处理。结果表明,所有 n -MMT在PP基体中呈剥离分散状态, N -甲基-十八烷基乙醇铵改性的蒙脱土分散性优于十八烷基胺改性的蒙脱土,钠基蒙脱土分散性最差。储能模量和损耗模量随 n -MMT在PP基体中的分散性改善而增加,所有材料表现出类似的剪切变稀行为。 n -MMT分散性越好,FT变换法得到的第3次相对谐波幅度 I 3/1 ,Chebyshev公式处理得到的参数 e 3 和Lissajous图的应力-应变曲线面积越大,表明 I 3/1 , e 3 和应力-应变曲线面积可能与聚合物基纳米复合材料的分散性有关。

脉冲介质阻挡放电等离子体热效应实验

为了研究介质阻挡放电的热效应,将介质阻挡放电等离子体激励器(DBDPA)安装在一个小型量热风洞中,采用微秒级脉冲等离子体电源驱动DBDPA产生放电等离子体。分别应用Lissajous图形分析方法和量热学原理获得了DBDPA的放电功率特性和热功率特性。结果表明:①脉冲介质阻挡放等离子体的放电功率、热功率和热效率均随着激励电压峰-峰值和激励频率的升高而逐渐增大;②脉冲介质阻挡放电等离子体的放电功率和热功率与激励电压和激励频率之间均存在幂函数关系,即脉冲式介质阻挡放电等离子的放电功率正比于激励电压峰-峰值的1.75次方,正比于激励频率的1次方,其热功率正比于激励电压峰-峰值的5.0次方,正比于激励频率的1.5次方;③在激励电压和激励频率这两个参数中,优先选择提高激励电压峰-峰值更有利于提高热效率,也可更快地提升介质阻挡放电等离子热功率中气体加热功率的比例。

线-板式介质阻挡放电反应器的优化

研制了一种新型线-板式介质阻挡放电反应器。通过分析V-Q Lissajous图,得出了反应器放电过程的特征,以乙烯的降解率为指标,优化了反应器的结构,并考察了工艺参数(相对湿度、乙烯初始浓度和停留时间)变化对反应器性能的影响。实验结果表明,反应器放电时,输入功率的增加不会使放电电压增大,增加的是放电电流;优化后的反应器以2.5mm厚的陶瓷板做阻挡介质,以间距为0.5 mm的钼丝做电晕极,放电间距3 mm;乙烯的降解效率受湿度的影响小于10%,随初始浓度的增加或停留时间的减小而降低;最佳的工艺参数为湿度24%(298 K)、初始浓度17 mg·m^(-3)、停留时间1 s。与传统的平行板式反应器相比,该反应器起晕电压较低、能量效率较高,适于降解低浓度的乙烯气体。