快速瞬态质量传递规律的实验与理论研究

建立了液-固及液-液快速阶跃式接触质量传递实验装置与实验测量系统,并分别进行了相应的实验研究.通过实验及理论分析,揭示了液体与固体多孔介质及液体与液体突然接触时不同于经典传质理论所描述的物理机制,研究了各种因素对快速瞬态质量传递规律的影响.结果表明,修正Fick定律表达式的计算结果与实验结果吻合良好,能更好地描述两种介质突然接触时质量传递的阶跃函数特性与规律,表明质量松弛时间、质扩散系数、边界质量扰动强度等对快速瞬态质量传递规律有一定的影响.     

阶跃式平面热源法在测量非织造布热物性参数上的应用

针对非织造布的特点,选择了阶跃式平面热源法对非织造布样品进行导热系数和热扩散率的测量.通过对试验结果的检验,证实了非织造布可以用阶跃式平面热源法测量导热系数和热扩散率.此外,针对测量结果的稳定性的分析,说明测量方法的设计对测量精度会有直接影响.     

β射线式PM2.5测量仪的挥发性颗粒物补偿方案设计

目前β射线法加动态加热系统的PM2.5连续监测仪缺少挥发性颗粒物补偿措施,造成挥发性颗粒物在采样加热过程中丢失,从而导致测量结果存在偏差.针对这一问题,利用冲击采样原理,在理论计算的基础上设计了一种挥发性颗粒物连续补偿测量装置.该补偿测量装置设计为A、B双通道的三级冲击式采样器,可实现颗粒物粒径为10μm、5μm和2.5μm的冲击采样,采集的挥发性颗粒物由石英晶体微天平直接测量,并采用加热的方式结合双通道的设计实现连续的采样测量功能.     

基于微带谐振法的介电常数无损伤测量

为了能够简便且无损伤地测量介质的介电常数,介绍了一种基于微带谐振法的介电常数无损伤测量方法,测量装置采用四分之一波长型阶跃阻抗谐振器(stepped impedance resonator,SIR)以及背面缝隙耦合的馈电结构,使得测量装置不仅尺寸小巧而且易于贴近待测介质表面进行非破坏性测量.待测介质的介电常数由待测介质的厚度和测量前后谐振频率的变化决定,三者的函数关系式由三维电磁仿真以及三维数据拟合获得.此外,设计并制作了一款谐振频率在2 GHz频段的实物装置,实测了6种样品的介电常数,测量结果与安捷伦E4991A测试仪的测量值进行比较.根据实测比对,该测量装置的相对测量精度在±6％.最后,仿真研究了接触面缝隙带来的测量误差,并给出了相应的参考曲线.     

用激波管测量固体介质中的空间电荷分布

本文分析了压力阶跃波法测量固体介质中空间电荷分布的基本原理,讨论了激波在气体激波管内的传播及气体激波作用于固体时在固体内引起的波动的过程。用直径为113mm的激波管为主体构成了空间电荷测量系统,并用压力传感器和微型计算机构成了激波波速测量装置,从而较准确地获得了激波波速、激波压力阶跃波形等有关参数。并得到了一些空间电荷的测量结果。     

用实验的方法确定记录式长度测量仪器的动态参数

本文论述了以阶跃函数形式的测试讯号——块规的阶跃尺寸输入到记录式长度测量仪中求取其动态参数——频率特性。全部实验工作是在一台拟用作丝杠自动检查的记录式长度测量仪器上进行的。从研究的结果表明以这一方法来求取就录式长度测量仪器的频率特性是可行的,尤其在测试设备较简陋的条件下更有实际的意义。     

一维材料的热物理性质：低至原子级的瞬态表征（英文）

因为结构尺寸效应导致了强烈的能量载流子散射，一维微/纳米尺度材料的热物理性质显著区别于其相应的块体材料。本文深入评述了微/纳米尺度热物性瞬态表征的前沿技术。其中用到的瞬态激励源包括阶跃焦耳加热、阶跃激光加热、脉冲激光加热和频域调幅激光加热。在热探测方面，采用了基于电学和拉曼散射的测温/温度响应物理原理。这些技术可以测量从亚毫米级至原子级（单原子厚度）尺度的导热系数、热扩散率和比热容。本文侧重于综述这些瞬态技术相较于稳态技术的优势、物理原理、挑战和潜在应用，突显它们在揭示一维材料原子尺寸级别复杂热输运现象方面的重要意义。     

非相干衍射法在表面平度检验中的应用

提出了一种对材料表面平度进行测量和评价的光学和数字相结合的新方法。建立了表面水平侧影在非相干光学成像系统中的数学模型，把侧影看成是放在空间不变线性系统中的阶跃函数，在非相干光学成像系统中其图像输出即是在空间频率意义下阶跃函数的傅立叶交换。设计了一套实现上述测量的光学数字系统。并用数字信号处理技术消除背景噪声，对表面的不平斑粒进行模式识别和统计分类。最后实测衍射强度的纹波，分析成像系统的冲激响应，计算该系统的光学传递函数，从而评价整个系统的成像质量和精度。     

杜哈梅尔积分的全解析算法

从杜哈梅尔积分的严格定义式出发，利用其解析式中存在的广义函数，提出杜哈梅尔积分的全解析算法。给出了用于解析计算的通用解析表达式。算例表明，本算法简洁，特别适于当系统的输入ｘ（ｔ）或其阶跃响应ｓ（ｔ）为具有不连续点时的复杂函数情况。     

雷电波测量用高电压探头频响特性评定方法

介绍了针对雷电波测量用高电压探头频响特性评定的阶跃波响应测量方法和以部分响应时间、稳定时间、过冲为主的一套响应参数。由于标准规定的阶跃波响应参数涉及大量积分等复杂计算,为保证软件计算的正确性,文中给出了一种基于指数和正弦函数的模拟响应标准数据的核查方案,解决了响应参数计算软件核查难的问题。     

n维广义Fourier变换中的屏蔽效应

通过定义n维空间的单位阶跃函数和Fourier变换，分析了单位阶跃函数对存在广义Fourier变换的可分离变量的函数（信号）的屏蔽效应，利用卷积定理和Dirichlet积分证明了所给出的定理．     

杜哈梅尔积分的全解析算法

从杜哈梅尔积分的严格定义式出发，利用其解析式中存在的广义函数，提出杜哈梅尔积分的全解析算法。给出了用于解析计算的通用解析表达式。算例表明，本算法简洁，特别适于当系统的输入ｘ（ｔ）或其阶跃响应ｓ（ｔ）为具有不连续点时的复杂函数情况。     

积分球反射法测量铌的发射率随温度的变化

提出了一种利用积分球反射法的脉冲加热技术测量材料热物性的方法，在此基础上研制了脉冲加热瞬态热物性测量装置，给出了利用该装置测量的铌在632．8nm波长下法向光谱发射率随温度的变化曲线，并进行了讨论。结果表明，所研制的装置能同时测量带状试样的比热、电阻率、全波长半球发射率及法向光谱发射率，具有试样制备简单、测试精度高等优点。     

永磁同步电机速度伺服系统的模糊控制

为了消除永磁同步电动机系统参数、负载扰动等不确定性因数的影响,结合遗传算法和模糊控制,利用遗传算法对模糊控制器的参数进行优化设计,将单位阶跃函数下的ITAE积分性能指标作为评价函数,通过对隶属度函数和量化因子的优化设计,提高了速度系统的动态响应能力.仿真和实验结果证明:该方法能够提高速度检测装置的分辨率,使系统具有更强的鲁棒性.     

电阻分压器性能与高压纳秒双指数脉冲的测量

在分析电阻分压器性能影响因素的基础上,仿真分析了电感补偿、供给式电容补偿、收集式电容补偿及综合补偿的补偿效果.加入套筒电极的收集式补偿措施,更适用于小型电阻分压器的性能改善.介绍了小型收集式补偿电阻分压器的结构设计,试验对比验证了其补偿效果.仿真优化显示,该分压器阶跃响应的上升时间(10%~90%)能够降低7 ns,达到1 ns以内.并对分压器的双指数脉冲响应进行了仿真分析和试验,结果表明,分压器准确测量双指数脉冲的前提是分压器阶跃响应的上升时间小于被测脉冲的上升时间,且没有过冲.     

与地面完全弹性碰撞的小球的运动

利用脉冲函数整体地表达出了小球所受的力 ,结合阶跃函数推导出了小球的运动方程     

微波滤波器小型化设计

分析了广义切比雪夫函数和耦合矩阵综合,提出综合广义切比雪夫函数和阶跃阻抗谐振器设计小型化滤波器.采用同轴阶跃阻抗谐振器设计了中心频率为2.14GHz,带宽为60MHz的交叉耦合滤波器,同时分析了同轴阶跃阻抗谐振器耦合实现方法和电路形式,证明了该方法的可行性,并获得很好的试验结果.同交叉耦合滤波器比较,设计的滤波器体积减小了30%.     

电力系统实时相角测量装置

研制的实时相角测量装置采用模式式结构,具有易于扩充和可靠性高的特点,测量系统高精度的实时时钟系统,为准确相角测量奠定了基础,通过对测量装置进行的误差分析表明,该相角测量装置具有较高的测量精度,初步实验研究验证了相角测量装置的准确性。     

面向磁约束聚变实验的先进中子发射谱仪诊断的研究

本文评述了EAST和HL－2A托卡马克装置上开展的聚变发射中子谱仪研究的进展．面向等离子体物理研究和ITER装置中子诊断技术发展的最新需求,针对EAST和HL-2A托卡马克装置的低中子产额（10^9-10^11s^-1）场,设计和发展了全数字化的液体闪烁谱仪和芪晶体中子谱仪．进行了EAST和HL-2A放电实验聚变中子产额随时间演化规律的研究,开展了HL-2A装置上NBI辅助加热效果的评估和EAST聚变等离子体锯齿震荡的中子通量诊断．使用液体闪烁谱仪和芪晶体中子谱仪测量实现了EAST放电的芯部聚变离子温度诊断,首次将托卡马克装置实验中子能谱直接诊断离子温度的下限推到1keV以下．在EAST装置上建设的双环式球形阵列中子飞行时间谱仪将为托卡马克装置辅助加热和快离子物理研究打下坚实的基础．     

全悬挂传动机构的动力学分析、实验及扭力杆抗扭缓冲装置的优化设计

本文建立了转炉全悬挂倾动系统的三个动力学数学模型。倾动系统被区分为交流电机拖动系统或直流电机拖动系统。驱动力矩不再象以往那样简化为阶跃函数,而是决定于所用电机的实际机械特性。弹性尖峰力矩对于扭力杆缓冲装置的扭转刚度K_1的实验曲线与理论曲线基本一致。实验和数值分析都表明弹性缓冲装置能够显著地降低尖峰力矩。通过约束优化的数值方法解决了扭力杆缓冲装置的参数设计。