摘要：针对矿井瓦斯(甲烷)气体浓度连续、安全、原位准确的监测需求,设计一种全光路激光甲烷传感探头。甲烷探头的体积仅为φ4 cm×8 cm(圆柱体),外部为不锈钢外壳。为确保测量过程的安全性,探头内部由全光学元件组成,而无相关电学结构,利用三面反射镜构成光路系统,探头的吸收路径约为20 cm,所设计的甲烷探头具有灵敏度高、鲁棒性强以及安全性高的优点。为验证甲烷探头的性能,在实验室搭建一套基于激光探头的甲烷浓度探测系统,使用中心波长为1653.7 nm的分布式反馈半导体(distributed feedback laser,DFB)作为光源,结合波长调制光谱(wavelength modulation spectroscopy,WMS)和直接吸收光谱(direct absorption spectroscopy,DAS)的技术,实现甲烷气体的高灵敏度探测。实验结果表明,常温常压下在低浓度(0~1%)测量误差小于±5.0×10^(-4),高浓度测量误差小于真值的±5%;该传感器的探测极限(1σ标准)为68 ppm且响应时间约为10 s;在较长时间内,不同距离(1 km、2 km、5 km)测量的甲烷气体浓度基本一致。上述实验验证了设计的甲烷传感探头可对甲烷气体进行准确探测,能够应用于矿井瓦斯气体的原位监测。

摘要：为了实现激光器在一定温度范围内LD泵浦源免温控稳定工作,具有较高并且稳定的泵浦光吸收效率,分析了DPL激光器中LD发射谱和Nd：YAG增益介质吸收谱的特点及匹配问题,据此提出了一种激光器免温控泵浦源的多波长选择理论和方法,同时增加泵浦光吸收长度克服Nd：YAG吸收谱和LD波长失配的不利影响。优化设计了一个波长为802.35 nm@25℃、813.15 nm@25℃和810.95 nm@25℃的三波长LD泵浦方案,计算结果表明：在一定吸收长度下,多波长泵浦光吸收效率可达73.96%,并且在-15.7~65.7℃宽温度波动范围内,激光器输出能量不稳定度优于5%。同时还模拟分析了增益介质吸收长度和掺杂浓度对泵浦光吸收效率的影响。

摘要：本文总结了用于多工况环境模拟试验室的制冷空调系统的设计经验,介绍了一种经济性与可靠性兼顾的环境模拟室的设计方案和关键设备的设计要点。

摘要：并行作业特征分析是负载分析的重要基础。作业记账日志是开展作业特征分析的重要数据源。由于作业记账日志中没有记录应用名称,现有工具无法按应用名称开展作业特征分析。提出基于关键字模糊匹配的作业记账日志标记方法,设计通用的作业数据模型和柔性可扩展软件架构,集成实现并行作业特征分析工具JobCAT。通过某超级计算机系统百万量级作业记账日志数据测试验证,JobCAT的作业记账日志标记率大于95%。JobCAT支持7个插件、29项统计报表,可一键生成应用的作业特征分析报告,对负载分析研究具有实用价值。

摘要：为了研究在剪切波沿地下长型结构纵向传播情况下,惯性力对地下结构与地基动力相互作用的影响,基于Winkler地基模型和Euler-Bernoulli梁模型,分别建立了长型地下结构的静力平衡方程、自由振动方程和强迫振动方程。通过振型叠加法将偏微分方程简化为常微分方程;利用微分算子法分别求得静力平衡方程;自由振动方程和强迫振动方程的解析解。通过算例计算,比较并分析了静力平衡方程解与强迫振动方程解的差别。结果表明在算例取值情况下,惯性力对结构振动的影响较小;而在地基基床系数k很小或轴向力N很大时,惯性力的影响才较为显著。

摘要：煤炭资源作为主要的化石能源,在国家的经济发展中具有十分重要的地位。煤矿的高产高效是我国未来煤炭行业的发展趋势,而影响煤矿高产高效开采的主要问题是煤矿安全,其中采空区煤炭自然发火又是煤矿主要灾害之一,实时准确监测煤矿采空区主要指标气体体积分数对防治煤自燃具有重要意义。基于可调谐半导体激光吸收光谱技术和多路复用的锁相技术,设计了一套集成度较高的多种指标性气体实时在线分析监测系统。该系统充分利用不同气体分子的“指纹”吸收谱线特征和DFB激光器的窄线宽、快速调谐的特性,通过检测目标气体的一条孤立的吸收线实现气体体积分数的快速检测,并在系统电路设计中采用多路扫描信号以及无相位误差的正弦调制信号,实现了使用一块锁相放大器,通过分时和自动切换通道对多采样点处的CH_(4),CO_(2),O_(2),CO,C_(2)H_(2)和C_(2)H_(4)等6种指标性气体体积分数同时在线监测。在实验室分别测试了系统对6种指标气体最低检测限分别为9.9×10^(-4),4.73×10^(-4),0.12%,7.2×10^(-7),1.3×10^(-6)和1.28×10^(-5),表明该系统具有较好的稳定度和较低的检测极限。并在合作煤矿通过井下束管抽采系统将采空区的进风巷和回风巷的气样,直接通入井下气体监测系统,完成实时气体体积分数现场试验验证,试验表明该系统可为煤矿安全生产和预警提供有效的数据保障,可以满足煤矿安全检测标准要求,促进对煤自燃特征信息指标体系的建立和分级预警方法的确定,便于实现对煤自燃隐蔽火源危险程度的判识和预警。

摘要：针对目前市场上电钉枪普遍存在推力小、打钉过程中容易出现冒钉、斜钉现象,以及操作体验感较差的问题,提出了一种新型电钉枪的设计方案。新型电钉枪主要由三音圈直线电机、连杆组件、导向装置、控制组件、钉夹等组成,以三音圈直线电机作为驱动单元,双导柱机构作为导向单元;同时提出了全新的结构布局,增强了电钉枪的握持舒适性;利用Maxwell软件对三音圈直线电机的电磁力进行分析计算,得出最大推力约为150 N,为实验验证提供理论支撑;同时对连杆进行静强度分析,得出连杆的最佳运行角度为30°以内较安全可靠。通过机械结构设计以及零部件的安装调试后,对搭建的电钉枪进行测试,与市场上普通电磁铁式电钉枪相比,新型电钉枪最大速度约为21 m/s,提高了约40%,最大推力约为153.85 N,提高了约1.1倍,与仿真计算结果基本一致。

摘要：基于新能源发电单元与柴油发电机组并联构成的新能源混合动力船舶,针对船舶电网具有三相不平衡、含低次谐波、直流偏压以及负载突变时电压与频率瞬态波动大等固有电能质量不佳问题、新能源接口逆变器锁相要求,依据二阶广义积分器(SOGI)具有的低通与带通特性,提出了一种适应于的新能源混合动力船舶交流电力系统锁相电路结构SOGI-FDE-FLL,包括基于SOGI的锁频电路(SOGI-FLL)与基于SOGI的前置级滤波器(SOGI-FDE)两部分,前者实现电压与频率快速而准确的跟踪,后者除高频滤波外,实现了直流偏压的消除及正序分量的提取。通过理论研究与仿真分析,获得了电路参数的优化设计方法。实验结果表明,所提出的基于SOGI锁相电路结构在电网电压幅值、频率跃变时,锁定的电压幅值、频率无振荡,且动态调节时间小于3个低频周期,验证了其在船舶电网电能质量极差条件下锁相速度快、锁相效果良好。

摘要：对5根无黏结部分预应力混凝土梁进行受弯性能试验,研究配置600 MPa钢筋的无黏结部分预应力梁的受弯性能。分析非预应力筋配筋率及混凝土强度等级对试验梁挠度、极限应力增量及抗弯承载力的影响。研究结果表明:增大非预应力筋配筋率可以提高无黏结部分预应力混凝土梁的抗弯承载力;配置600 MPa钢筋的无黏结部分预应力混凝土梁的极限承载力仍可用GB 50010—2010《混凝土结构设计规范》中推荐的算式进行计算;600 MPa钢筋的屈服强度设计值取520 MPa具有足够的安全储备。

摘要：航空相机动态分辨力检测系统用于在实验室内模拟飞机飞行过程中地物相对飞机运动状态,实现针对航空相机在进行动态照相时的分辨力的检测。主要研究基于LABVIEW的动态分辨力检测系统的虚拟仪器技术与运动控制技术,根据航空相机像移速度方程设计了动态目标模拟的运动曲线,采用摩擦波动补偿算法改进了常规的PID控制算法完成运动曲线中的高精度匀速段的直线电机控制。系统实现了动态图形匀速直线运动速度范围10~1000mm/s,匀速段瞬时速度误差≤3mm/s,平均速度波动误差≤0.1%。