超小自聚焦光纤探头在光学相干层析系统中的应用研究

建立了基于超小自聚焦(GRIN)光纤探头的扫频光学相干层析(SS-OCT)系统,经玻片厚度测试实验,分析了其在光学相干层析成像系统中的应用效果,并与裸单模光纤结构探头的检测结果对比分析,结果表明超小自聚焦光纤探头具备更强的聚焦性和信号收集能力.     

基于多路开口同轴探头的介电常数测试系统开发

本文提出并开发了一种基于多路开口同轴探头的介电常数测试系统,利用射频多路开关实现多探头分时工作,获取多路反射系数并对其进行补偿,基于准静态模型反演得到介电常数,首次利用开口同轴探头法实现了介电常数的空间多点测量;然后通过测量已知介电常数的液体,对照液体介电常数理论值进行误差分析,验证了该系统的准确性;最后使用该系统对非均匀含水石英砂进行测量,获得了空间多点的介电常数分布,进一步结合介电混合定律反演得到了空间多点石英砂中水体积分数。结果显示：该系统获得的介电常数反演值与理论值吻合度高,误差分析表明该系统精度优于现有主流的单探头商业测试系统,利用该测试系统可实现对非均匀介质介电常数空间多点分布的精确测量,且测量精度高、可靠性好,扩展了开口同轴探头法在非均匀介质测量中的适用范围,对非均匀介质的微波介电特性研究具有重要科学及工程意义。     

油套管联接拧紧扭矩的计算方法

油套管联接过程中,拧紧扭矩是影响油套管联接质量的主要因素之一。在弹性力学的基础上,结合厚壁圆筒理论,根据螺纹牙的几何尺寸,建立了数学模型,通过计算每圈螺纹牙表面的摩擦扭矩,得到油套管上扣时所需拧紧扭矩的计算公式。建立了能够模拟螺纹拧紧过程的摩擦力测试试验装置,试验测得了螺纹牙接触表面的摩擦因数。以P-110S油套管为计算实例,将理论计算得到的拧紧扭矩与实际操作中的上扣扭矩进行比较,结果表明所建立的理论模型及计算公式是合理的,此研究为计算油套管上扣扭矩提供一种精确的计算方法。     

玻璃钢抽油杆微波无损检测系统的优化

为了对玻璃钢抽油杆的缺陷准确定位，防止缺陷漏检，同时降低检测仪器的成本，对检测系统的组成进行了优化，在分析检测系统的信号源频率，探头形式以及探头位置对缺陷检测的影响的基础上，得出微波无损检测系统的优化方案，微波信号源频率采用36．75GHz，4个探头空间相互垂直，2个平面布置且发射探头均采用距离被测试件1－5mm；2个穿透接收探头中，1个距离被测试件1－20mm，另1个距离被测试件80－140mm。     

小试件材料弹性常数超声测量方法的研究

介绍了针对小试件材料力学性能测试的特殊需求而设计的超声精密测量系统和测试方法，并进行了实验验证．系统基于声学显微镜技术，利用超声波线聚焦PVDF探头，通过同时测定纵波和漏表面波波速来表征材料的弹性常数等．对不同材料的小试件弹性常数进行了测量，测量结果与常规实验结果和理论值相吻合，表明该方法可行，结果可靠．误差分析结果表明本测试系统及测试方法具有较高的测量精度，泊松比和杨氏模量的测量误差均小于3％，能够满足工程及科学研究的要求．此外，该系统不仅适用于各向同性材料，而且适用于各向异性材料，为进一步评价块体纳米材料制备工艺和表征纳米材料的力学性能奠定了基础．     

针翅套管传热元件阻力特性实验研究

针翅套管式强化传热元件是一种新开发的传热管,传热效果好.以润滑油与水作为实验介质,对多根针翅高度与节距不同的针翅套管进行单管实验.根据实验结果,分析了油侧通道中针翅高度、节距、针翅管管径等参数对针翅套管阻力的影响,总结了适用于针翅套管阻力计算的实验关联式.应用该实验关联式对其他不同参数的针翅套管进行阻力计算,计算结果与实验结果符合较好,证实了实验关联式的可靠性.     

一种探测电磁干扰的磁场探头设计

采用磁场探头进行电磁兼容辐射干扰探测来定位电子设备中的辐射源是一种很有效的方法。文章设计了一种带状线结构的近场磁场探头,可用于电磁干扰的探测。通过建立电磁仿真模型,计算了探头的S参数,验证了设计的探头在0.05~7GHz频带范围频率特性良好。应用三层印制电路板技术制作了该磁场探头,并通过一个特性阻抗为50Ω的微带线测试了探头耦合S参数,并测试了频率为3GHz时微带线上方的磁场分布,测试结果说明本探头具有较高的分辨率。实验测试结果和电磁仿真结果吻合较好,证明了所设计的带状线结构磁场探头的有效性。     

生物表面光谱特性识别的神经网络方法

给出一种光纤探头式生物表面光谱测试系统，该系统可以测量生物表面反射光谱。同时通过比较正常与反常生物表面反射光谱，利用BP神经网络模型，实现生物表面特性的自动分类和识别。对水果表面特性进行诊断分析实验，取得了良好的结果。实验结果表明，多层BP神经网络能够排除测量误差，对重叠的生物表面反射光谱有较强的识别能力。     

一种新型胶体耦合介质在材料弹性常数超声无损检测中的应用

基于声学显微镜的材料弹性常数超声无损检测方法,利用点或线聚焦探头对水浸试件经散焦测量,获取材料声学特性,进而反演材料力学性能.在工程应用中,常会遇到被测工件过大或试件材质不宜浸水等问题,难以进行散焦测量.新型胶体耦合介质具有制备简单、成本低、用后易清理、环保无污染等特点.胶体介质经多次不同配比试验,确定最佳配比,其介质密度、声速及声阻抗等声学性能与水近似,满足水浸探头的测试需要.利用该耦合介质对铝、钢和钛试件弹性常数进行超声无损检测,实验结果与水浸测量一致,与理论值及拉伸法测量结果吻合,将其应用于大型铝板弹性常数检测,测试结果也与理论值相符.研究表明新型胶体耦合介质超声检测效果满足聚焦探头散焦测试需要,扩大了基于声学显微镜的材料弹性常数超声无损检测范围,为工程应用提供了有效的技术手段.     

某导航终端芯片传导敏感度测试研究

对某导航终端导航芯片进行了传导敏感度测试研究。通过电流注入探头把连续波干扰信号耦合到电源端口,然后观测信号输出管脚的时域信号及导航分析软件的分析结果来判定导航芯片是否敏感。通过对电流注入探头进行S参数校准分析精确得出注入到电源端口的干扰信号幅值。通过该测试方法得到芯片电源端口10 k Hz~400 MHz的敏感度曲线。通过研究发现敏感度曲线与电源端口和信号输出端口的插入损耗趋势一致,验证了测试结果与校准方法的正确性。该测试的扩展不确定度小于CISPR规定值,该测试方法可为导航芯片级传导敏感度测试中出现的敏感现象提供判定依据。     

套管在变压器间接出线结构下尾部电场计算与优化设计

在变压器间接出线结构条件下，应用模拟面电荷－表面电荷法对２２０ｋＶ油纸电容式套管的尾部电场进行了数值计算，并在此基础上对均压球的轴向位置，最大外径以及芯子尾部上、下屏蔽进行了优化设计，从而为制造厂家提供了科学的设计依据。     

高压变压器套管电容芯子一种新的设计方法

本文通过分析传统的等电容、等极板台阶设计的电容芯子局部放电起始电压偏低的原因,提出以极板边缘最大场强 E_(max)为设计基础,以各绝缘层局部放电平均场强与极板边缘最大场强的比值恒定作为设计目标的新的设计方法。本方法调整了各极板下部的轴向场强 E_2(i)的分布,使纸油界面上的切向场强下降且趋于均匀,理论分析和实验结果可知,新设计的套管局部放电起始电压有较大提高,并有利于提高油中闪络电压。     

5600 kVA电炉变压器微机测控保护系统

在镍冶炼生产过程中,电炉变压器的工作环境与条件均较一般的电力变压器恶劣,常规的集中控制保护不能满足其特殊的可靠性及安全性要求．随着微计算机技术及现场总线技术的发展,对变压器的保护与监控措施已开始改变．变压器微机测控保护与监控系统,以高性能嵌入式微控制器87C196KC-20为核心,应用CAN（控制器局域网络）现场总线技术,实现变压器保护测控装置与监控主机的多主通信,构筑一个全分布式的微机保护测控与监控系统,实现电炉变压器的反时限电流保护、运行参数实时监测与在线故障诊断等功能．     

特高压变压器线圈的电场计算与分析

为了分析特高压变压器线圈周围的电场,建立了变压器高压线圈、均压管和均压球的三维实体模型.根据线圈的轴对称结构的特点,取1/4线圈进行计算.对于中部的线圈和均压管,采用二维有限元的方法,计算出电场的分布,并求出最大电场强度值.推导了多层油纸绝缘结构等效为单一介质时等效介电常数的计算公式.利用等效介电常数把线圈外的油纸绝缘...     

基于AD7755的掌上型电能表现场校验仪的设计与实现

分析了现场校验仪的测量原理,给出了被校电度表的电压、电流、功率、电能表误差等参数的计算公式,并以CPU89C2051为控制计算核心,AD7755为测量核心,配以高精度钳型电流互感器和液晶显示模块,设计和实现了掌上型电能表现场校验仪系统.该系统可在不拆表、不断电的情况下,快速准确地测出被校电度表的电压、电流、功率、电能表误差等参数.     

无末屏电流互感器tan δ正反接线测量研究

模拟电流互感器瓷套外部缺陷,采用正反两种接线方法对无末屏电流互感器的tan δ值实测和理论分析发现:测量电流互感器内部一次绕组对二次绕组主绝缘的绝缘情况,正接线要比反接线灵敏;当测量电流互感器外壳、套管及支架的绝缘状况时,反接线则比正接线灵敏.据此提出了更准确有效的无末屏电流互感器的tan δ现场测量方法.     

风荷载作用下特高压变压器套管接线柱结构受力仿真与试验

为分析风荷载作用下引下线对特高压变压器套管顶部接线柱的作用效应,通过仿真分析与等效风荷载试验测试方法研究了端子板类型、引下线布置方式、跨点间距变化等影响因素对变压器套管接线柱应力作用。结果表明：在风速作用下套管接线柱是结构体系的受力薄弱部分,无法满足25.98m/s风速作用的结构安全要求;仿真分析模型与试验测试结果误差在-9.06%~7.97%;采用一字型端子板、单引下线结构形式可降低34.60%套管接线柱受力。可见进行引下线结构体系优化,可确保变压器套管在户外环境下的安全运行。     

电场作用下单气泡行为的可视化

为进一步探索电场强化沸腾换热的机理,利用高速摄像机研究了绝热条件下注入到静止变压器油中的氮气泡在电场作用下的行为。获得了在不同电场作用下气泡形态成长的实验图像,并分析了电场作用下气泡的长径比、脱离体积和脱离周期随电场的变化关系。实验研究表明:随着电场强度的增大,气泡的长径比变大,脱离体积变小,脱离周期变短。电场中气泡行为的改变主要取决于电场强度和电极距离。外电场作用促进了注入气泡从小孔的脱离。     

电场作用下单气泡行为的可视化

为进一步探索电场强化沸腾换热的机理,利用高速摄像机研究绝热条件下注入到静止变压器油中的氮气泡在电场作用下的行为,获得了在不同电场作用下气泡形态成长的实验图像,并分析了电场作用下气泡的长径比、脱离体积和脱离周期随电场的变化关系。实验研究表明:随着电场强度的增大,气泡的长径比变大,脱离体积变小,脱离周期变短。电场中气泡行为的改变主要取决于电场强度和电极距离。外电场作用促进了注入气泡从小孔的脱离。     

光纤测量技术在变压器状态检测中的应用研究

实现对变压器等电力系统关键设备的状态检修,迫切需要强电场环境下的各种无损在线监测技术。本文重点论述了用于变压器的油温和线圈温度、绕组等振动、油溶解性气体分析、局放检测、输变电系统、高压开关气体压力等参数检测的的全光纤敏感传感器和传感器的应用。