添质铝金红石(TiO_2)单晶体焰熔法生长实验及机理

使用添加适量(原子分数为0 4%)Al2O3的金红石粉料,采用焰熔法成功地生长了尺寸为20mm×30mm的透明金红石单晶体,而采用相同工艺使用纯金红石粉料生长的晶体却是蓝黑色不透明的·添质铝在晶体生长过程中有如下作用:Al3+在晶体中取代Ti4+的位置,减少了氧的配位数,因而减少了晶体形成时对氧的需求,从而减少了由于Ti4+还原而形成的Ti3+和非本征氧空位的数量;由于Al3+半径小于Ti4+,因此增加了正离子间距,使氧离子更易于迁移;形成添质后晶体的本征(固有)缺陷对Al′Ti V¨O,提供氧离子扩散通路·因此适量Al2O3的添加从宏观上增加了氧离子在晶体中的扩散速度,避免了大量色心的形成,从而在生长过程中可直接获得透明的金红石单晶体·

基于信息融合技术的工业链条炉智能控制方法

分析了工业链条锅炉燃烧控制现状及各种影响因素 ,提出一种基于火焰图像处理及信息融合技术的锅炉炉膛火焰燃烧专家控制方法。实验结果表明 :方法对火焰的燃烧状态有较高的识别准确性。同时提出了一种完善的工业锅炉智能控制系统的结构。

紫铜管的火焰钎焊工艺

紫铜的焊接性分析表明紫铜熔焊时易产生裂纹、未焊透和气孔等问题,而紫铜钎焊可避免这些问题的产生,进而介绍紫铜管的火焰钎焊工艺。

多特征融合的新型火灾图像探测方法研究

针对常用的单特征判据的火灾图像探测技术在复杂场景中难以有效地去除干扰,容易出现误报漏报情况,在对火焰图像的颜色特征和形态学特征的研究基础上,结合计算机图形学、数字图像处理等技术,提取火焰的面积变化,颜色特性,以及尖角特征等多种参数,拓展一种多特征融合的火灾图像探测方法。通过采用七组视频录像对此探测方法进行验证,实验结果表明,该方法能较好地排除干扰信息,探测率高,可靠性好。

基于气炼法Yb^(2+)/Yb^(3+)共掺石英玻璃制备及光谱特性的研究

提出利用气炼法制备Yb^(2+)/Yb^(3+)共掺石英玻璃,通过增加辅助加热装置来控制Yb^(3+)和Yb^(2+)离子间的转化过程,并对不同条件下制备的Yb^(2+)/Yb^(3+)共掺石英玻璃的吸收特性和发射特性进行了研究。由于Yb2+离子的4f^(14)→4f^(13) 5d能级跃迁,经过辅助加热制备的Yb^(2+)/Yb^(3+)共掺石英玻璃有着更强的吸收强度和更多的吸收峰,并且其吸收光谱的尾部向更长波长延伸,同时也可观察到Yb^(3+)离子典型的吸收特性。经过辅助加热制备的Yb^(2+)/Yb^(3+)共掺石英玻璃的主发射峰位于530 nm左右,经色作标换算得到所制备玻璃的色坐标为(0.332 2,0.476 7),落在白光区域。研究结果表明,所制备的Yb^(2+)/Yb^(3+)共掺石英玻璃是一种白光LED的潜在材料。

基于数字图像处理的生物质混燃火焰稳定性检测方法

低质燃料或混合燃料(如煤粉+生物质等)的燃烧常常出现火焰不稳定现象,导致燃烧效率低、NOx排放量偏高等。由于燃烧器火焰本身的复杂性和现有检测方法的局限性,目前还无法对火焰的稳定性进行定量检测和评估。本文提出一种基于数字图像处理的生物质混燃火焰检测及稳定性评价方法。该方法定义了一个在[0,1]范围内连续取值的通用火焰稳定指数,并采用数字CCD相机采集火焰图像信息,通过图像分析提取火焰长度/高度、亮度、温度、闪烁频率等特征参数,经过对火焰特征参数进行统计分析和数据融合,求得火焰稳定指数,实现火焰稳定性的定量检测和评估。在生物质燃烧试验台对玉米芯、麦秸、柳木和花生壳4种不同生物质两两混合形成的3种混合生物质燃料进行了燃烧试验。试验结果表明定义的火焰稳定指数能够有效表征火焰燃烧状态。

基于多特征融合的视频火灾检测方法

相较于传统单点传感器检测火灾的方法,采用视频检测火灾更快、更可靠,而且可以提供火灾大小、增速等直观的图像信息。结合图像处理技术,设计一种可以同时检测火焰和烟雾的视频火灾检测方法。首先,通过提取移动区域的方式,并利用改进的火灾颜色模型提取出疑似火灾区域;然后,选出抗干扰能力强的火灾特征并对提取各特征的方法进行设计;最后,将火焰特征输入支持向量机进行火焰判别,将烟雾各特征与阈值比较后的结果输入可调节检测灵敏度的逻辑运算器进行烟雾判别,结合火焰与烟雾判别结果决定是否进行火灾预警。大量实验结果表明,该方法不仅可以检测明火,而且可以检测阴燃火,在检测准确率、误报率及反应时间上都有更好的表现。

Tomographic Data Fusion with CFD Simulations Associated with a Planar Sensor

Tomographic techniques have great abilities to interrogate the combustion processes, especially when it is combined with the physical models of the combustion itself. In this study, a data fusion algorithm is developed to investigate the flame distribution of a swirl-induced environmental(EV) burner, a new type of burner for low NOx combustion. An electric capacitance tomography(ECT) system is used to acquire 3D flame images and computational fluid dynamics(CFD) is applied to calculate an initial distribution of the temperature profile for the EV burner. Experiments were also carried out to visualize flames at a series of locations above the burner. While the ECT images essentially agree with the CFD temperature distribution, discrepancies exist at a certain height. When data fusion is applied, the discrepancy is visibly reduced and the ECT images are improved. The methods used in this study can lead to a new route where combustion visualization can be much improved and applied to clean energy conversion and new burner development.

焰熔法制备单晶体生长室内的燃烧特性

以氢气和氧气的燃烧为基础,研究了焰熔法生长单晶体过程中生长室内的燃烧特性。结果表明:在O2和H2的流量分别为6 L/min和20 L/min条件下炉膛中心最高温度为3504.3 K,根据这个结果可确定晶体生长的位置或确定在已知位置晶体生长所需要的最佳流量;随着H2流量的增大,生长室内中心和径向的温度都逐渐提高,而最高温度的位置随着O2流量的增大而逐渐向下移动,中心O2流量每增大1 L/min,最高温度的位置向下移动5 mm,在距喷嘴110 mm处的温度平均升高230℃左右;H2分布圆直径对生长室内中心与径向的温度分布、O2的冲击深度和开始燃烧位置的影响很小。

飞秒激光照射下Yb^(2+)/Yb^(3+)共掺石英玻璃上转换荧光研究

为了研究Yb2+在石英玻璃中的光谱特性,提出采用气炼法制备Yb^(2+)/Yb^(3+)共掺石英玻璃。首先对Yb^(2+)的形成过程进行了分析,然后对制备的Yb^(2+)/Yb^(3+)共掺石英玻璃的吸收特性和发射特性进行了分析。结果表明,所制备的Yb^(2+)/Yb^(3+)共掺石英玻璃在260、320、359、400和437nm紫外和可见光波长处以及在910和975nm近红外波长处均出现了吸收峰,并且在530nm可见波长处出现了发射峰;使用波长位于710nm的飞秒激光照射所制备的Yb^(2+)/Yb^(3+)共掺石英玻璃,观察到了位于500nm波长处左右的上转换荧光。分析表明,Yb^(2+)/Yb^(3+)共掺石英玻璃上转换荧光是两光子同时被Yb2+吸收所引起的。