星载电场仪的电场测量方法

空间电场是研究空间天气学和空间环境的一个重要参量,它与空间磁场监测相辅相成。本文详细评述了国外星载电场仪的电场测量方法。首先简述了空间电场测量在空间天气学应用研究方面的重要性和发展状况及趋势;针对国外不同卫星搭载的电场仪,讨论了空间电场的两种主要测量方法——双探针电场测量法和电子漂移电场测量法,指出了其工作原理、特点、使用范围和局限性;最后,对比这两种测量方法,并展望了星载电场仪的使用前景,这些对中国刚刚起步的星载电场仪研究是非常重要的。

基于速度场系数的主通风机风量单点统计测量方法

针对主通风机风量难以精准监测的问题,提出了一种单点统计测量方法。利用湍流统计法测量单点时均风速,基于速度场结构近似恒定原理将单点时均风速线性转换为断面平均风速,可有效解决风硐内风速非均匀分布和湍流脉动引起的监测误差。并用该方法在金川公司龙首矿风硐内进行了现场试验,结果表明,统计测量获得的速度场系数具有较好的稳定性,并能将监测误差控制在4%以内,大幅提高了主通风机风量的监测水平。方法可用于矿井主通风机性能的定期测定和风量的在线监测。

霍尔传感器温度漂移补偿电路设计

霍尔传感器作为一种半导体器件,其灵敏度随着温度变化而产生漂移的特性,限制了其在高精度磁场测量场合的应用。传统的温度补偿方法虽然对温度变化的一次项进行了完全补偿,但是却引入了温度变化二次项的误差。因此,对于温度变化显著的高精度测量场合,传统温度补偿法将不再适用。设计了一种闭环反馈电路,通过温度传感器采集温度信号,与信号处理电路的最终输出信号进行运算后送回信号处理电路的输入端进行补偿,而并不是简单地将温度信号与霍尔信号的输入信号进行相加后送入信号处理电路。仿真分析结果表明,通过调节补偿电路的反馈比例系数与霍尔芯片温度漂移系数,可以完全补偿霍尔芯片的灵敏度漂移。因此,这种闭环补偿方法可以不引入与温度变化二次项有关的误差,消除因温度变化产生的漂移,不仅适用于霍尔传感器,也适用于其他会随着温度漂移的传感器。

透风率及积雪形态对防雪栅防护效果的影响

针对道路风吹雪灾害的工程防雪措施,采用数值模拟与现场实测相结合的方法,系统研究防雪栅透风率和不同阶段积雪形态对防雪栅周边流场的影响特性,分析不同阶段积雪的形成机理,得到防雪栅周边积雪的演化规律。结果表明:随着防雪栅透风率的增加,防雪栅背风侧低速区以及旋涡范围逐渐缩小,雪颗粒堆积的速度变慢,对于不同透风率的防雪栅,积雪均最先在其背风侧5 H~9 H范围内发生沉积(H为防雪栅高度),并逐渐向两侧延伸;防雪栅底部间隙使得气流在防雪栅底部被加速,雪颗粒不易沉积,有效延长了防雪栅被积雪掩埋的时间;防雪栅两侧-2.5 H~18 H范围雪颗粒均会发生沉积,随着积雪厚度的不断增加,积雪的增长速率逐渐趋缓。

散裂中子源Quadrupole-D漂移管磁铁的研制

中国散裂中子源(China Spallation Neutron Source,CSNS)漂移管直线加速器(Drift Tube Linac,DTL)高能段由9 m长的腔和27台Quadrupole-D型漂移管构成,负责把H^-由60 MeV加速到80 MeV。漂移管Quadrupole-D磁铁采用国际先进的SAKAE结构,结构紧凑,孔径小,最大励磁电流396 A,漂移管外壳采用全无氧铜电子束焊接,加工和磁测精度要求高。按物理要求仿真设计了Quadrupole-D四极磁铁,给出了磁铁基本参数模拟数值。对磁铁进行霍尔测量,计算了Quadrupole-D磁铁的有效长度为71.8 mm,测量值偏差2.6%,积分场0.966 T,测量值偏差2.2%,中心位置横向磁场梯度测量值偏差0.4%,平整度优于0.003,满足物理要求。在漂移管机械加工过程中,利用自主研制的高精度旋转测量系统测量,27台Quadrupole-D磁铁的高次谐波均小于3.5×10^(-3),24台漂移管磁中心加工偏差达到小于0.03 mm,三台磁中心加工偏差在0.03～0.05 mm,满足要求。对一台磁铁进行额定电流运行测试,线圈表面温升约12℃,9 h运行稳定。

全场冰漂流测量技术研究

结合国内先进的航海雷达测冰技术,介绍了全场冰漂流测量技术的互相关分析原理及其Fouri er实现方法,以及冰漂流场中部分错误矢量的修正方法.利用全场冰漂流测量技术,通过对一些实测的雷达海冰图像进行互相关分析处理,获得的二维海冰漂流场的矢量分布图,充分验证了全场冰漂流测量技术的实用性和可靠性.

基于磁敏电阻和复合调制的弱磁测量方法

针对磁敏电阻存在温度系数大和不能检测磁场方向的缺点,提出了基于直流复合调制和交流复合调制的弱磁测量新方法。设置两个空心线圈,其中之一与磁敏电阻串联并产生调制磁场,另一个产生参考磁场。对于直流调制,分别在有参考磁场和无参考磁场时改变调制磁场的极性,检测和处理磁敏电阻两端的直流电压,获得被测磁场的数值及其方向;对于交流调制,分别在有参考磁场和无参考磁场时检测和处理磁敏电阻两端的直流电压,获得被测磁场的数值及其方向。实验表明采用所提出的方法能够检测磁场方向,并且磁场测量结果与温度无关,证明了该方法的有效性。

基于里奥滤光器的太阳窄带观测系统全视场频率漂移高精度测量方法(特邀)

针对地基大口径太阳望远镜的基于里奥滤光器的太阳窄带观测系统存在的频率漂移问题,提出了在线全视场频率漂移测量方法,并在NVST高分辨太阳光球观测实验系统进行了实测验证。实测表明,对全视场的频率漂移测量误差RMS小于0.1 pm。利用该方法测得的系统频率漂移可用于校正磁像仪的全视场频率漂移,提高太阳大气的磁场和速度场测量精度。

无场笼电离室电子漂移时间研究

使用无场笼电离室是低本底实验中氡含量在线监测的一种实验方案.利用北京正负电子对撞机(BEPC)上E3束流线的强子p/π束流,对无场笼电离室样机进行了测试.实验结果表明,样机边缘处电场是中心区域的三倍以上,此时测量得到原初电离电子漂移8 cm所需时间在电场均匀性较好的区域内为(1.13±0.44)μs,在电离室全部区域内是(1.99±1.13)μs.因此,当采用无场笼电离室方案时,需充分考虑信号上升时间,以提高信号探测效率.