扫描电镜中扫描透射成像装置的研制及应用

使用扫描电镜自带的背散射电子探头(BSED)作透射散射电子探测器,设计了一套适合FEI Quanta 650FEG扫描电镜使用的扫描透射(STEM)成像装置,并制定了该STEM成像装置的操作说明。以埃洛石复合ZrO₂纳米颗粒为观察对象,对自制STEM成像装置的实用性进行了验证。结果表明：STEM像衬度与背散射电子探头到样品之间的距离相关,通过调整背散射电子探头与样品之间的距离,可以实现高角环形暗场像的采集,使ZrO₂纳米颗粒的亮度明显高于埃洛石;STEM像衬度与透射电镜采集的HAADF-STEM像一致,元素分布状态也与埃洛石和ZrO₂纳米颗粒对应,表明所研制的STEM成像装置具有较好的实用性。     

一种新型调节装置--点槽面机构的机械设计

在同步辐射光束线中,双晶单色器是主要的光学元件之一,单色器镜箱的位置调整是保证光路稳定的首要条件．介绍了一种点槽面机构的机械设计,来实现镜箱空间位置的调节．此种机构是一种新型精密可调支撑系统,获得中国发明专利(ZL02137176．8)．     

盾构机换刀机器人抓取机构夹持力建模分析

针对锁钩-销轴式的滚刀抓取机构,基于目前一种适用度较广的间隙接触力模型,考虑接触面摩擦力,建立由滚刀及拆装机构的重力传递至油缸夹持力的数学模型。分析水平工况和竖直工况这2种特殊工况的夹持力模型,进而推导其他工况的抓取机构夹持力模型,并采用ADAMS进行仿真验证。基于换刀机器人试验台开展不同工况下的滚刀夹持状态分析,最后进行对比分析。研究结果表明：夹持力模型计算结果与仿真以及试验结果基本吻合,验证了夹持力模型的正确性,为盾构换刀抓取机构的夹持力输出提供了理论支撑。     

钻井柴油机废气余热分析研究

随着经济的快速发展与能源供应相对不足的矛盾日益突出,柴油机废气余热回收利用越来越受到重视。针对钻井常用柴油机Z12V190耗油量大、热效率低、大部分热量以废气余热形势随废气排到大气中、能源浪费较大等问题,分析柴油机燃烧反应与废气成分,分别根据质量守恒定律和能量守恒定律,建立了废气排量计算模型和废气余热量计算模型;并举例计算。分析发现:Z12V190柴油机废气排量较大,废气排量随废气含氧量增加急剧增加;废气余热量随废气排量增加呈线性增加。废气余热量较大,具有较好的经济开发前景,结合当前存在的利用柴油机废气余热热管锅炉、热力发电、热能储藏等实际应用,为钻井用柴油机废气余热回收利用做理论基础。     

用于海上风电系统的耗能装置专利技术分析

【目的】大规模海上风电会对柔性输电系统的稳定性带来诸多挑战。本研究从专利技术的角度,对应用于海上风电发电系统的耗能装置的发展进行了研究和分析,以期为相关产业提供参考。【方法】通过专利检索对该领域国内外专利申请趋势、专利申请区域分布及主要申请人进行分析。【结果】针对该领域专利发展方向进行了一定的分析,提出改进对耗能装置的拓扑结构可增强故障穿越能力、将耗能装置安装设置在陆地更经济等建议。【结论】以上分析有助于技术人员了解该领域的发展情况,对于相关工作具有良好的促进作用。     

发动机吞水试验用喷水装置管路调控特性试验分析

针对发动机吞水试验用喷水装置的供水系统,需满足不同状态下差异较大的供水量需求。通过进行阀门特性试验,阀门开度在20%~100%范围内变化时,供水流量有较大变化的同时供水压力也有很大变化,从而不利于水滴粒径的有效控制。通过开展不同喷嘴数量条件下的调试试验,对管网调控特性进行分析,对于回水阀开度大于55%时的某一特定开度,随着喷嘴数量的增大,供水压力基本不变,而喷水流量随之增大;对于回水阀开度小于55%的某一特定开度,随着喷嘴数量的增多,供水压力有所减小,而喷水流量随之增大。因此采用阀门调节与喷嘴数量调整结合的调节方式,可将不同工况的供水压力控制在400kPa以上,试验过程中的影像记录及水滴粒径测量结果表明,可将水滴粒径有效控制在2mm以下,满足相关标准要求。     

长寿命膨胀锥及其发射器设计

膨胀锥的外形结构决定了膨胀过程中塑性变形力的大小,其中关键因素是膨胀锥锥角。通过对实体可膨胀管膨胀过程进行数值模拟研究,得出膨胀管与膨胀锥在不同的接触条件;膨胀管在不同的膨胀率及不同的壁厚条件下,膨胀变形力与膨胀锥锥角的关系。在选定了膨胀管材料和确定了膨胀率之后,可确定膨胀锥锥角最佳值。研制了新型PZG-bj型膨胀锥材质。在配合内润滑涂层的条件下,其使用寿命已经达到现场实验连续膨胀150 m无明显损伤;室内实验间断膨胀条件下累计行进450 m无明显损伤。研制出一种发射腔挤压成型的可钻发射器,具有加工工艺相对简单,成本低,可靠性高等优点,单根补贴效率可提高50%。     

多功能超细化污水处理装置的研制及应用

针对平方王油田污水特点,设计了一套多功能超细化污水处理装置,该装置通过在污水中混入一定量空气,利用多相流中气液分布与传质原理,可同时解决污水水质改性、预氧化脱硫脱铁等问题,将腐蚀与水质不稳定性问题,在站内的预氧化过程中一并加以解决;现场试验结果表明,CO2去除率65%以上,预氧化脱硫率100%,二价铁、总铁脱除率大于90%,污水p H值提高0.9左右,效果明显。具有较广的推广价值。     

镁粉尘云最低着火温度及抑制技术的实验研究

为评价镁粉着火燃烧危险性及惰性粉体对镁粉着火燃烧的抑制作用,采用Godbert-Greenwald恒温炉装置研究了喷粉压力、浓度、粒径及惰性粉体Ca CO3、Si O2对镁粉尘云最低着火温度的影响。结果表明:喷粉压力为0.03 MPa时,最有利于镁粉着火燃烧;镁粉尘云的最低着火温度随浓度的增加而降低,存在最小危险浓度,5.45 kg/m3;高于此浓度,镁粉尘云的最低着火温度几乎不变;镁粉粒径减小,其最低着火温度降低;镁粉尘云最低着火温度随Ca CO3、Si O2含量的增加而先升高后趋于稳定;惰性粉体浓度低于52%时,Ca CO3的抑制效果强于Si O2;高于52%时,Si O2的抑制效果强于Ca CO3;当炉体温度高于630℃时,Ca CO3与Si O2对镁粉的抑制效果较弱。     

基于粒子群优化的升降机驱动装置控制策略

针对由于施工升降机驱动装置存在非线性因素,导致吊笼驱动装置运动精度低和响应慢的问题,提出了一种基于粒子群优化的比例、积分和微分(proportional integral derivative, PID)控制策略。首先,建立异步电机的矢量变频控制模型,基于MATLAB/Simulink通过偏差耦合控制策略实现三电机同步控制模型搭建,并设计了粒子群PID控制器以及模糊PID控制器;然后在ADAMS软件中建立驱动装置的虚拟样机,通过ADAMS的Controls接口模块与MATLAB实现机电联合仿真;最后根据施工升降机实际运行工况进行联合仿真验证并分析控制策略可行性。研究结果表明：粒子群PID控制器提升了吊笼位置控制精度与响应速度,粒子群优化PID系统响应时间相较于PID控制系统提升38%,相比模糊PID提升6%,系统稳态误差分别提升62%、98%,满足实际运行需求。