信号自屏蔽电荷耦合原理及应用

本文利用静电信号高压电极自身作为传感器的屏蔽电极,使屏蔽深度与仪器灵敏度要求相一致,并使输入端接收的电荷量与被测电位成正比关系,而获得被测电位数值,提出“信号自屏蔽电荷耦合”原理,并从理论上和实验上论述了原理的正确性和先进性。利用此原理研制成ZPD-l型静电电位动态测试仪,该仪器与美制263型高速静电表、日本MH型人体静电电位仪等先进仪器相比,具有输入电阻高(>10~(14)Ω)、动态特性好,抗干扰能力强、高电压非线性失真小等特点。     

新型静电电位动态测试系统的研制

该测试系统主要依据接触式测试法和电压转换测试原理进行测试。通过对该系统的高压线性和频率特性进行校准,达到了设计要求。对人体静电电位进行测试实验,结果显示该测试系统运行稳定,响应速度快,测试数据准确,并可自主进行数据换算和存储。     

交流杂散电流对埋地钢质管道腐蚀危害实验

为探究交流杂散电流的影响因素及其对阴极保护系统的影响,搭建交流干扰腐蚀实验平台研究了土壤电阻率、干扰电压大小、涂层电阻率和通断时间比对交流杂散电流密度的影响;采用腐蚀试片失重法研究了交流杂散电流密度对腐蚀速率的影响以及阴极保护电位分别为-850 mV和-1 000 mV时对阴极保护系统的影响。实验结果表明:土壤电阻率、干扰电压大小、涂层电阻率和通断时间比对交流杂散电流密度具有较为显著的影响;阴极保护电位为-1 000 mV时,即使交流电流密度为20 mA/cm2,腐蚀试片也能得到有效保护。因此,埋地管道应采用绝缘性能好的防腐涂层,规划合理的铺设路线,并在运行过程中采取强制电流阴极保护系统,设置合理的阴极保护电位。     

“ZPD-1型静电电位动态测试仪”荣获92′北京国际发明展览会银奖

由我院刘尚台教授主持研制的“ZPD-1型静电电位动态测试仪”,在继1990年荣获第5届全国发明展览会银奖和国家实用新型专利后,又于1992年10月荣获92'北京国际发明展览会银奖。该仪器采用信号自屏蔽——电荷耦合原理研制而成,主要用于人体和其它静电导体的随机瞬变电位与静态电位的动态测量及高电压仪表的标定,也可对绝缘体进行起,放电的动态测量,它具有输入电阻高、频率特性好、高电压线性度优良及抗干扰能力强等优点,是弹药与火工品生产和储运中防静电危害的必备     

变距离静电电位检测研究

针对现有非接触式静电检测装置存在检测距离近且距离固定等问题,提出了对电位测量进行距离补偿的变距离静电电位检测方案。首先,从电位测量的基本原理出发,分析了距离测量误差与电位测量误差的关系,验证了精确测距的重要性,即要满足电位测量相对误差σV≤±10%,所选测距方式的距离测量相对误差-4.65%≤σd0≤5.41%的技术指标。然后,通过实验研究了检测距离与感应电位的关系,验证了0.5 m内对静电电位变距离测量的可行性,得到了对电位测量进行距离补偿的公式雏形Vs(V a,d)=Va(a+bd)c。依据此公式雏形以及大量的重复实验,可以得到公式中的各项参数值,编入单片机可实现对静电电位的变距离检测。     

动作强度对人体静电电位影响的实验研究

人体与身体以外的物体相接触、产生摩擦,则会在人体上产生静电。人体静电电位与人员的动作强度直接相关。通过对慢走、跑步、跳跃等三种人体场景动作情况下人体静电电位进行实验测量和探讨,得到了动作强度对人体静电电位的影响规律。     

蒙皮材料静电起电影响因素实验研究

为有效减小静电放电对飞行器的影响,设计蒙皮材料静电起电地面模拟实验平台．利用该平台对某型蒙皮材料进行静电起电实验研究,得到材料摩擦起电电位随时间的变化规律,并研究接触面积、相对速度、环境温度和相对湿度对材料静电起电电位最大值的影响,通过拟合曲线得到：相对湿度对静电起电电位的影响最大,相对速度次之,接触面积和环境温度对起电电位的影响相对较小．     

PCP系统的优化对船舶水下电场的抑制作用

为了达到抑制水下电场特征的目的,需要使船身电位保持均匀。采用边界元法建立了空气-海水两层介质中的船体模型,通过改变牺牲阳极阴极保护系统中牺牲阳极的数量和分布,定量计算了不同保护状态下的船身电位和水下电场,并进行了实验室船模实验。仿真和实验结果均表明:对阴极保护系统进行合理的设计,使阳极与腐蚀区域之间保护电流的作用距离缩短并使多个阳极共同承担同一区域的防腐功能,能够降低单个阳极输出保护电流的强度,提高船身电位的均匀化程度,在达到防腐效果的同时起到抑制水下电场的目的。     

电晕放电辐射场若干特性分析

为了研究电晕放电辐射场若干特性,首先进行了电晕放电时电晕电流的理论分析,研究了电晕电流的波形随电压变化情况。然后在采用针-板电极物理实验模型的基础上进行了电晕放电实验研究,分析了放电针上的充电电压对脉冲电流的影响,并确定了辐射场随传播距离的变化规律以及放电重复率随电压的变化情况。实验结果发现,当针为负极性时先发生放电,但正极性下先发生火花放电;电晕放电辐射场与距离成反比关系;放电重复率随着电压的增大而增大。     

高压大容量脉冲电容器保压过程中电压跌落的定量分析

针对金属化膜脉冲电容器在实际使用中由于充电结束以后较长的保压时间而产生电压跌落和能量损失，并最终导致脉冲功率电源系统的实际有效储能和储能密度下降这一实际问题，基于一种高压大容量脉冲电容器电压跌落的实验数据，分别从电导特性、自愈特性、极化特性及其与能量损失的相关性出发，推导了介质薄膜电导率与电压跌落的定量关系并进行了电导率测量实验，推导了自愈能量与电压跌落的定量关系并进行了寿命实验，阐述了松弛极化与电压跌落的定量关系并进行了仿真。结果表明，介质泄漏、自愈以及松弛极化在电压跌落中所占比例分别为29.64%、11.75%及58.35%，导致所研究电容器电压跌落的主要因素是松弛极化。     

基于PXI-4065和LabVIEW的某型导弹内场测试仪电压精确测量校准研究

摘要：基于PXI-4065多功能数字万用表和LabVIEW软件设计了某型导弹内场测试仪电压部分的精确测量校准实验,介绍了硬件的构成及软件开发的设计思想,经过实验验证,实现了电压测量的精确化及单个电压测量校准的自动化、智能化,降低了对操作人员的专业技术要求,节省了大量时间,可有效提高部队保障能力．     

921A钢在海水中腐蚀的力学化学效应

为了研究弹性应力和弹塑性应变对921A船体钢在模拟海水中腐蚀行为的影响,采用自制的载荷-电化学实验装置对921A钢在载荷与腐蚀介质协同作用时的开路电位、动电位极化曲线和电化学阻抗谱等电化学性能进行了测试,并由电化学阻抗谱拟合得到的电荷传递电阻定义载荷下的腐蚀速率修正因子,将实验得到的腐蚀速率修正因子与理论值进行了对比。结果表明:弹性拉应力与弹性压应力对力学化学效应的影响具有对称性。力学化学效应随着弹性应力的增大而增大,随着弹塑性应变的增大先增大后减小。弹塑性应变对力学化学效应的影响远远大于弹性应力的影响。在研究范围内,弹塑性应变引起的腐蚀电位负移量最大为62.6 mV,相应的腐蚀速率修正因子高达4.113,而弹性应力引起的腐蚀电位负移量最大为24.5 mV,相应的腐蚀速率修正因子为1.746。由此可见,应力应变对921A钢在海水中腐蚀行为的影响不容忽视。     

层流介质中金属板腐蚀电位分布研究

为了研究流动介质中产生的静电场,结合电化学和流体力学相关知识建立层流介质中金属板模型,利用贝塞尔函数展开及其逆运算推导出在三层介质中基于点电荷模型的腐蚀电位解析表达式,同时计算出金属板产生的电场。运用推导出的解析表达式计算出在流动介质中任意场点处金属板随不同流速产生的腐蚀电位,并通过实验验证结果的正确性。结果表明,对层流条件下电化学反应产生的电流密度所建模型的结果与实验测量数据吻合度较高,同时电场分布也会随着流体流速及层流方向上长度的变化而发生变化。     

集成电路ESD注入损伤效应及注入电压与能量间的关系

利用静电放电(ESD)模拟器对集成电路芯片进行电压注入损伤效应实验,通过存贮示波器记录的波形进行乘法和积分运算,得到对应注入电压下芯片上吸收的平均峰值功率和能量。对放电电压与平均峰值能量作散点图,采用曲线拟合的方法对离散点进行拟合,针对该曲线拟合的方法进行了分析,最终建立了ESD注入电压与平均峰值能量之间的数学模型。     

C波段磁绝缘传输线振荡器数值模拟与分析

用二维全电磁PIC方法对改进的磁绝缘传输线振荡器 (MILO)进行了模拟 ,对MILO的各项参数进行了研究 ,得到输入电压和慢波结构对MILO输出影响的规律。同时在实验上观察到与数值计算相一致的MILO工作主频不随输入电压变化的结果以及实验上证实MILO有明显的起始工作电压。     

H桥NPC三电平逆变器的输出电压谐波分析

逆变器输出电压的谐波分析为输出滤波器的设计提供了基本的理论依据.针对大容量H桥NPC三电平逆变器,结合PWM技术的基本思想,推导出逆变器中各开关管的开关函数.基于开关函数,得到了输出电压解析表达式,并分析了输出电压的谐波频谱特性.仿真与实验进一步证明了输出电压解析表达式的正确性.该分析方法推导过程简单明了、物理意义清晰...     

烧结工艺对Ag/AgCl电极电位稳定性的影响

分别采用3种温度(380℃、420℃和450℃)、2种升温方式(直接升温和阶段性保温升温)制备电极,并通过对电极表面微观形貌和金相结构的观察以及电极电位的检测分析方法,比较了不同烧结工艺的电极性能.实验结果表明:烧结后的电极体积略微膨胀,采用380℃阶段性保温升温方式烧结的电极具有更好的表面均匀性以及电位稳定性.     

影响油罐电位的输油参数分析

目前,油库、储运公司改扩建工程较多,不可避免对工艺流程进行调整,依据液体静电产生原理,应用高斯定理和欧姆定律等理论,分析油罐注油过程中油面电位以及时间与管径、流速等各参数之间的关系,针对管径不变流速变化的情况,进行实验分析,在不对管路进行整改,仅对泵进行重新设计优选时,对如何控制罐内电位的安全,提出参考方案,对油库改扩建工程有一定的指导意义。     

基于系统辨识的雷击浪涌注入效应仿真

为探索系统辨识方法在电磁脉冲注入效应仿真领域的适用性，使用三端稳压电源进行雷击浪涌注入实验，分别采集注入的雷击浪涌电压和三端稳压电源的响应电压。对采集的数据运用dh系列小波降噪，进行去除趋势项预处理。选用ARX模型，利用最小二乘法进行参数辨识。根据所得模型预测在不同浪涌电压下三端稳压电源的响应电压，并与实际电压进行对比。计算结果表明，基于系统辨识的方法得到了满意的能量耦合模型，较好的预测了三端稳压电源的响应电压。     

脉冲高电压的频率对电容分压器性能的影响

研制了一种测量脉冲高电压的电容分压器,从理论和实验两个方面分析了高电压脉冲的频率对电容分压器分压比的影响。并用此电容分压器测量了Tesla变压器型强流电子束加速器的谐振特性波形,测量结果与理论分析一致。