基于开路电压特性的动力电池健康状态诊断与估计

电池系统复杂的配置和严苛、不确定性的工作环境造成的电池衰退过程极为复杂.为了准确地实施电池系统的管理与控制以保证其高效、可靠和安全运行,有效的电池健康状态诊断与估计必不可少.利用容量增量分析和差分电压分析等原位电化学分析方法对电池开路电压特性变化进行分析,建立电池容量衰退与其衰退机理的量化关系,追溯到电池衰退的源头,从衰退机理角度对电池健康状态进行更真实和更准确的诊断.同时,建立基于电池开路电压曲线的容量估计模型用于电池健康状态估计,该模型不仅能捕捉电池内部不同阶段电化学反应特性,而且具有较高的精度和鲁棒性.在电池全生命周期内,该模型估计误差均小于4%.     

两电极温度差对氧传感器准确度的影响

准确而可靠地监测气体中的氧浓度,对于科学实验和工业生产是十分重要的。在使用二氧化锆基固体电解质氧传感器测定气体中氧含量时,工作电极和参比电极的温度差是测量误差的重要来源。本工作根据实验测定得到了两电极温度差(T_2-T_1)和气体流量 Q 的关系,其结果可以用下式表示T_2-T_1=aQ~b这里 a 和 b 是常数。用本实验结果,能够得到由二氧化锆基固体电解质氧传感器测得的准确而可靠的数据。本文还讨论了混合电动势和气流沿程阻力对氧测量误差的影响。为了改进氧传感器的性能,本文提出了一些建议。     

一种高分辨率直流信号源的设计

直流信号源是工业控制中用来校准变送器，输出直流电压，电流信号的高精度仪表。文章提出了一种能够产生宽动态范围，高分辨率直流电压、电流信号的技术。本设计采用了双D／A补偿技术，实现了直流电压信号动态范围0—12V，分辨率为0．1mV，直流电流信号动态范围0—20mA，分辨率为0，001mA的便携式仪表。文章还提出了一种新的V/I转换电路，并对该电路进行了分析。同时，设计还采用了单片机的IAP功能进行了系统定标。最后，对于设计的直流信号进行了测试，并给出了测试数据。     

基于FPGA的转速光电传感测量系统

利用光电式测量的抗干扰性好、反应快、灵敏度高、精度高、可测范围宽的优点,对高速转轴的转速进行更精准的测量。激光器将转轴的转速参数转换成周期性的光信号,然后高速硅光电二极管将接收的光信号转换为电流信号,经模拟电路处理得到数字电压脉冲信号,再利用基于FPGA数字移相技术的高精度脉宽测量方法对数字电压脉冲信号进行测量,处理后最终得到转速的精确结果并显示在液晶屏幕上。试验结果表明,测量结果准确度高,稳定性好,适用于一般的高速测量场合。     

基于CAN总线的锂离子电池测试系统

锂离子蓄电池是在20世纪90年代初发展起来的先进蓄电池,它具有电压高、比能量大、寿命长、无记忆效应等特点.控制器局域网CAN(controller area network)由于具有抗干扰性强、使用可靠等优点,目前已被广泛应用到工业控制领域.本系统以CAN总线进行数据传递,使用一台上位机和多个下位机对锂离子电池进行电压、电流、容量等测试.实践证明该系统具有实时性高、性能可靠、传输距离远、抗干扰性强等特点.     

空间分辨电化学研究新方法

简述当前国内外主要的原位（In Situ)空间分辨技术及其在电化学研究中的应用,包括扫描微电极技术、扫描电化学显微镜、扫描探针显微镜、扫描Kelvin探针技术、扫描光电流谱技术、显微激光拉曼光谱技术等,其中扫描微电极技术、扫描电化学显微镜、扫描Kelvin探针技术可直接测定腐蚀电极表面或界面化学不均一性的分布图像,而其它方法则是通过测量表面分子振动光谱、表面隧道电流及光电响应等,进而从分子水平研究腐蚀电极过程。并侧重介绍作用已建立的具有微米空间分辨度的电化学方法,主要有多种形式的扫描微电极技术及阵列电极技术等,并用于研究金属/溶液界面电化学不均一性及局部腐蚀过程。结果表明,空间分辨电化学方法的发展及应用,使得人们对金属表面和金属/溶液界面电化学不均一性,特别是金属局部腐蚀发生、发展过程机理的认训得以深化。     

复合材料LiMn2O4/活性炭的电化学行为

利用充放电测试、循环伏安和交流阻抗等方法研究LiMn2O4/活性炭复合材料在1 mol/L LiPF6-EC/EMC/DMC有机电解液中的电化学性能.研究结果表明:复合材料同时具备超级电容器高功率密度和锂离子电池高能量密度的特点;复合材料的容量包含活性炭的双电层电容和LiMn2O4电化学反应的容量;当活性炭的质量分数为20％时,10C倍率下复合材料的首次放电容量高达76.4 mA.h/g,100次循环后容量几乎没有衰减(0.01％),与纯LiMn2O4电极相比有很大提高.     

电化学制氢及煤脱硫反应的实验研究

利用双反应器进行了低电压下电解制氢及煤化学脱硫的研究。该系统由电化学反应器和煤化学脱硫反应器两部分组成。考察了不同参数对电解过程及煤化学脱硫过程的影响情况,并初步研究了双反应器的循环配合问题。结果表明,采用双反应器形式在较低电压(1.0V)下电解制氢,可制得高纯氢气,产氢电流效率为97％左右,每生产1Nm~3H_2耗电2.4W·h,同时能在一定程度上脱除煤中的各种含硫化合物。煤脱硫滤液电解与电解液再脱硫的循环配合较好,使循环操作可较平稳进行。     

基于化学振荡反应的多参数测量系统设计

提出基于化学震荡反应的多参数测量系统的设计方案,此方案可用于测量化学震荡反应过程中的4路信号:电压、温度、pH及容器内压强.此方案能实时采集此4路信号,可解决化学振荡反应中出现的压值为负的问题,能利用软件分析系统对数据进行分析、处理、对比和显示,能直观反映参数间的关系.实验结果表明:给定值与测量值间相关系数的平均值高达0.998 74,因此该系统有高的测量精度.     

一种基于瞬时无功功率的改进p-q谐波电流检测方法研究

针对传统的谐波检测算法在检测三相电压对称时效果良好而不对称时存在很大误差的问题,提出一种新型的既适用于三相电压对称系统又适合三相电压不对称系统的高精度改进p-q谐波检测方法.该谐波检测方法应用正负序解耦理论提取三相电压的基波正序电压分量,通过给定的谐波拟合精度与相对误差等指标进行相应的跟踪计算,从而实现谐波电流的准确检测.通过仿真和实验表明,提出的谐波检测方法与传统方法相比具有较大的优势,精度、有效性和抗干扰性能表现良好.     

超声测距系统的高精度中心椭圆算法

描述了基于新型驱动电路和低噪声程控放大器的超声测距系统.驱动系统的设计从硬件角度提高了回波信号的信噪比和稳定性.基于能量重心校正法和最小二乘法的原理,提出了一种改进型椭圆中心超声回波寻峰算法:通过曲线拟合搜索椭圆中心点,即回波信号能量集中点,进而找到回波信号的峰值点.测试比较证明,与包络线法和三次多项式法相比,此算法测量相对误差稳定在0.2%,适用高精度工业测量.     

交流阻抗谱中的Kramers—Kronig关系及其应用

对Ｋｒａｍｅｒｓ－Ｋｒｏｎｉｇ关系在电化学体系交流阻抗谱的用性进行了探讨，提出用较少的实验数据进行数值积分的方法，得到较好的结果。并提出Ｋｒａｍｅｒｓ－Ｋｒｏｎｉｇ关系对于电化学体系的各种应用。本方法成功地用于铜缓蚀体系的研究。     

TiO2-assisted GaN-nanowire-based stable ultraviolet photoelectrochemical detection

Ultraviolet photodetection plays an important role in optical communication and chemical- and bio- related sensing applications. Gallium nitride (GaN) nanowires-based photoelectrochemical-type photodetectors, which operate particularly in acqueous conditions, have been attracted extensive interest because of their low cost, fast photoresponse, and excellent responsivity. However, GaN nanowires, which have a large surface-to-volume ratio, suffer suffered from instability in photoelectrochemical environments because of photocorrosion. In this study, the structural and photoelectrochemical properties of GaN nanowires with improved photoresponse and chemical stability obtained by coating the nanowire surface with an ultrathin TiO₂ protective layer were investigated. The photocurrent density of TiO₂-coated GaN nanowires changed minimally over a relatively long operation time of 2000 s under 365-nm illumination. Meanwhile, the attenuation coefficient of the photocurrent density could be reduced to 49%, whereas it is as high as 85% in uncoated GaN nanowires. Furthermore, the photoelectrochemical behavior of the nanowires was investigated through electrochemical impedance spectroscopy measurements. The results shed light on the construction of long-term-stable GaN-nanowire-based photoelectrochemical-type photodetectors.     

条施机定量施肥控制系统设计

针对化肥利用率低,肥料浪费较为严重和精量施肥在我国推广实施难度较大的问题,设计了条施机定量施肥控制系统.先研究了条施机定量施肥的原理,在此基础上设计了定量施肥控制系统并对控制系统进行了电路设计和软件设计,对控制系统的条施机行走速度、单位距离排肥量、排肥电机电压与排肥量关系和PWM占空比进行了计算分析.田间试验表明,条施机设置施肥量为300～750 kg/hm~2,其定量施肥控制系统的最大偏差为5.28%,平均偏差为4.49%,定量施肥的控制精度较好,该定量施肥控制系统为施肥机控制系统的设计提供了参考.     

基于改进下垂控制的并联电流源环流抑制策略

传统的下垂控制为电压型控制,通过下垂方程对电压的幅值和相位进行整定,在电流源并联系统中受到限制,使得电流分配精度不高,且环流抑制效果有限。对此,采用了一种针对电流源并联系统的改进下垂控制策略,结合下垂方程对电流的幅值和相位进行调整,输出参考电流,提高了电流分配精度,可以更好地应用在电流控制系统中。该策略引入了纯感性的虚拟阻抗,在减小功率耦合的同时提高了环流抑制效果,同时针对虚拟阻抗的使用而导致的母线电压跌落,在无功下垂控制回路中使用了电压补偿,减小电压跌落的同时得到了更加精准的输出电流。最后,通过MATLAB/Simulink仿真与搭建实物样机并进行相应实验,验证了理论分析的可行性。     

Chemical speciation drives hydrothermal vent ecology

The physiology and biochemistry of many taxa inhabiting deep-sea hydrothermal vents have been elucidated; however, the physicochemical factors controlling the distribution of these organisms at a given vent site remain an enigma after 20 years of research. The chemical speciation of particular elements has been suggested as key to controlling biological community structure in these extreme aquatic environments. Implementation of electrochemical technology has allowed us to make in situ measurements of chemical speciation at vents located at the East Pacific Rise (9 degrees 50' N) and on a scale relevant to the biology. Here we report that significant differences in oxygen, iron and sulphur speciation strongly correlate with the distribution of specific taxa in different microhabitats. In higher temperature (> 30 degrees C) microhabitats, the appreciable formation of soluble iron-sulphide molecular clusters markedly reduces the availability of free H2S/HS- to vent (micro)organisms, thus controlling the available habitat.     

全固态一氧化碳电化学传感器响应研究

采用化学还原方法制备了Pd-Nafion复合膜电极作为催化传感电极,研制了室温全固态电解质型一氧化碳传感器,考察了复合膜电极对一氧化碳/氮气体系产生电流响应的适宜电位,响应时间常数以及响应电流与一氧化碳体积分数的关系,并探讨了检测环境温度对传感器响应输出电流的影响.     

Integration of Sensor Network Synthesis and Steady-State Online Data Reconciliation

IntroductionWe need to analyze,simulate,optimize,control,and upgrade the chemical processes to increaseprofit.The basis of these efforts is the processdata,and the validity of process data has directinfluence on the efficiency of these efforts.Generally,the validity of process data refers to:( 1 ) The observability of variables,which meansthat a variable can be measured directly or beestimated through the process constraints[1] ;( 2 )The reliability of estimating a variable,which isdefined as…     

基于真有效值算法的电压测量仪表的方案设计

为了实现对非正弦交流电压信号有效值的精密测量,并使之不受被测波形的限制,采用真有效值（TRMS）转换技术,利用专用高性能真有效值TRMS AC/DC转换芯片AD536,结合高精度AD转换芯片ICL7135,利用51单片机定时器和中断功能,给出一种实用的、准确度高的真有效值测量仪表设计方案。实践证明,该仪表实现了0.5级表的设计要求,可以准确、实时地测量各种波形的有效值电压或电平。     

基于固态高聚物电解质一氧化碳传感器研究

以固态高聚物膜为电解质,用化学沉积法和浸渍-还原法制备了金属/聚合物的复合膜电极为气敏电极,组装成分别以电流型和电位型的CO电化学传感器,研究发现传感器的稳态输出电位与CO体积分数的对数呈线性关系;应用恒电位电解技术研究电流型传感器的传感性能,按电流 电压曲线确定其合适的外控电位,探讨了稳态扩散电流的产生,并在此外控电位下测定了传感器的线性应答。文中也研究了传感器的温度和湿度特性,研究表明在检测环境温度范围为30～45℃时传感器的温度系数为0.84μA/℃,从湿度特性发现在给定水蒸气分压下,输出电流与CO的体积分数之间具有线性关系,同时也随水蒸气分压增加而增大。