摘要：为了解决地球探测仪器等领域所需脉冲电压在几十至几kV之间输出电流相对较小的问题,提出了在中小功率场合采用IGBT代替空气放电球隙,从而改进充放电回路的控制方式。给出了以IGBT作为控制开关的Marx发生器的构成框图,IGBT驱动电路和AT89S52单片机控制电路;分析了以放电球隙作为控制开关的Marx发生器基本回路的动作过程;设计了一种以IGBT为控制开关的3级Marx发生器,并进行了放电等效电路的计算和元件参数的选择。采用单片机内部定时/计数器产生周期性脉冲信号,作为IGBT驱动电路的原始控制信号,最终实现了幅值1200 V,脉宽1-10 ms,脉冲频率为10-240/min可调的脉冲电压。采用示波器分压测试的方法给出了负载电阻输出脉冲电压的实际测试结果。测试结果表明,中小功率场合采用IGBT作为控制开关构建Marx发生器切实可行。

摘要：以叶片锤为振子,研究弹簧振子在被测液体中作阻尼振动时,各振动周期内最大振动速度对数衰减率与被测液体黏度之间的关系。推导叶片锤垂直振动法测量液体黏度的黏度系数计算公式,设计叶片锤弹簧振子测试装置的基本结构,给出振动信号的提取方法,并利用该装置进行液体黏度的测试试验。研究结果表明:所推导的计算公式以多周期平均振动对数衰减率为特征参数,可以快速求得被测液体黏度,从而给出叶片锤垂直振动法进行液体黏度测量的理论依据;所得出的测试方法可以应用于液体的黏度测试,具有方法便捷、装置简单、成本低廉、测试结果可靠和能够连续测试等优点。

摘要：铸造合金熔体热物理性能对铸件的物理及力学性能有着重要影响,熔体热物性参数是其许多固态性能指标的重要表征。准确而快捷地测定合金熔体主要热物性参数,对冶金和铸造工作者设计优质合金材料和最佳熔体处理工艺具有重要的实际意义。介绍铸造合金熔体表面张力、密度、黏度、电导率等热物性参数集成测试系统的研制方法,该系统由计算机测控单元、熔体保温单元、传感器分配及升降机构、熔体试样取送机构等部分组成,在计算机控制下,熔体试样被自动送入保温单元,传感器分配及升降机构自动选配对应传感器并依次完成热物性参数自动测试。

摘要：为了更真实地揭示应力–渗流条件下岩石节理的(长期)力学、渗流特性规律及其破坏机制,自主研制一套岩石节理全剪切–渗流耦合试验系统。试验系统主要由主机及伺服加载系统、渗流剪切盒及其密封系统、渗流伺服控制系统、数据测量和采集系统组成。该试验系统的主要创新性如下:(1)自行设计并研制了独特的渗流剪切盒,解决了在3 MPa渗透压力下的节理剪切试验过程中,节理剪切位移达到节理试件长度的10%(20 mm)时节理上下剪切盒在运动过程中密封的关键技术难题;(2)解决了用位移信号反馈控制荷载的伺服控制中交叉控制的技术难题,实现了岩石节理剪切试验的常法向刚度控制方式,使得研制的岩石节理全剪切–渗流耦合试验系统能进行常法向荷载、常法向位移、常法向刚度3种法向边界控制方式的剪切试验;(3)设计并研制了可以测量大流量和微小流量的岩石节理渗流的流量测试系统,有效地解决了岩石节理渗流试验仪器大范围流量的测量难题;(4)开发了岩石节理全剪切–渗流耦合试验稳压及压差控制系统,解决了在节理试样的进水端和出水端渗透压力差的稳定和可控性问题;(5)设计并研制了可以进行准静态下试验的液压伺服加载系统和蠕变状态下试验的电机伺服加载系统,使得研制的岩石节理全剪切–渗流耦合试验系统既能进行准静态下也能进行蠕变状态下的相应试验。通过开展不同应力边界条件下的剪切–渗流耦合试验,验证了该系统的准确性和可靠性。试验系统为高渗透水压下的节理剪切–渗流耦合性质的基础研究提供了设备支撑,对促进我国节理力学和水力学特性基础前沿研究起到积极推动作用。

摘要：地面核磁共振找水方法是目前世界上唯一直接找水的地球物理方法。本文介绍一种基于谐振原理的大功率,高精度地面核磁共振发射机。该发射机采用DDS产生当地拉莫尔频率,通过大功率开关电路产生功率方波,由发射线圈和谐振电容产生谐振,实现大功率发射。本设计具有输出功率大,频率精度高,重量轻等优点,已成功用于地面核磁共振找水仪样机中。

摘要：超声波在流体中传播时对流场不产生扰动和压力损失,是两相流过程参数检测的一种重要手段。采用编码信号的超声技术,可在相同发射功率条件下获得比传统单脉冲信号更高的信噪比和分辨率。为了准确测试气液两相流含气率,采用超声衰减法,利用FPGA技术设计并实现了一种基于线性调频编码激励和脉冲压缩信号技术的超声检测系统;研究气液两相流中气泡的结构尺寸与气相含率的测试方法。实验测试结果表明,编码激励信号对气液两相流气泡结构尺寸敏感,通过适当的修正方法可实现两相流含气率的准确检测,在一定气泡尺寸范围内,检测精度可达±5%。研究工作为采用基于编码激励信号的脉冲压缩超声测试技术应用于两相流参数的检测提供了方法基础。

摘要：为了避免太阳敏感器(DSS)指向故障导致星载太阳辐射监测仪(SIM)功能失效,为风云三号(FY-3(03))卫星的太阳辐射监测仪(SIM)设计了备份跟踪方式程控太阳跟踪并分析了其跟踪精度。利用星上儒略日时间和卫星轨道瞬根,基于类基准地表辐射网(BSRN)算法推导了轨道坐标系太阳矢量、俯仰角和偏航角。将计算结果与卫星给定指向数据进行了比较。结果表明:太阳矢量三轴偏差均小于0.1°,俯仰角平均偏差为0.024 6°,偏航角平均偏差为-0.080 4°。对利用程序计算的多轨道指向数据进行了太阳模拟跟踪控制实验,结果表明:SIM俯仰跟踪控制精度优于0.1°,偏航跟踪控制精度优于0.05°。为保证在轨跟踪精度,试验了俯仰零点角和偏航零点角,其分别为80.46°和-36.96°。最终分析结果表明,俯仰程控跟踪不确定度为±0.318°,偏航程控跟踪不确定度为±0.316°,满足SIM太阳跟踪精度±0.5°的要求。设计的太阳程控跟踪降低了SIM对光学指向器件的依赖,提高了在轨太阳跟踪的可靠性。

摘要：为了基于测温电阻实现空间低温辐射计的腔温测量,研究了系统的电子学测量精度和测量稳定度。结合实际电子学需求,进行方案设计和器件选型,提出了一种新型的基于超低噪基准源LTZ1000ACH,四线制柱状锗电阻GR1400-AA和24位模数转换器LTC2400的对偶相消式精密电压测量系统。对于整个链路信噪比进行了逐级理论计算和分析,并通过电路仿真软件TINA-TI对系统幅频特性和温度响应特性进行了仿真分析,最后在77K液氮环境下对该系统进行了测温精度和长期稳定性测试。实验结果表明:锗电阻实际采样电压值在100μV内波动,长期测量稳定度达到1×10-5;在77K液氮环境下,系统测温精度达到4mK,长期稳定性达到1×10-5。得到的结果基本满足空间低温辐射计电子学部分的设计指标要求。

摘要：科氏质量流量计(CMF,Coriolis Mass Flowmeter)全数字闭环系统,采用现场可编程门阵列(FPGA,Field Programmable Gate Array)和现代数字信号处理方法对CMF传感器进行稳定精确的闭环控制,实时性和精度较高.以高速并行器件FPGA为运算和控制核心,在相位控制中引入FIFO(First In First Out)组件,通过控制FIFO的读、写请求信号来改变时间差,实现对拾振和激励信号的相位差准确、稳定的控制;采用不连续和连续幅值控制相结合的非线性幅值控制方法,快速、准确地设定幅值,适应性强,实现对拾振信号幅值的良好控制,并控制拾振信号以稳定的幅值输出,提高CMF的测量精度和稳定性.实流标定对比实验结果表明:CMF数字闭环在零点稳定性、动态响应特性和重复性方面都优于模拟闭环,并在一定程度上提高了CMF的测量精度.

摘要：针对地下浅层分布式震源定位过程中,无法有效获取爆破震动矢量信息的问题。按照最优阻抗匹配原则和姿态测试原理,介绍了一种基于MEMS技术和灌封工艺技术的新型地下震动传感器,通过ABAQUS软件对球形结构的高阶模态分析以及对样机幅频特性、线性度、轴间串扰等特性的实验标定,结果表明球形传感器结构合理,传感器样机三轴特性一致、正交性好、轴间抑制比高,能够可靠地接收全向震动信号,在地下空间定位中具有一定的工程应用价值。