宽域废气氧传感器控制器的研究与实验

宽域废气氧（universal exhaust gas oxygen,UEGO）传感器是发动机闭环空燃比控制系统中最重要的传感器之一,其结构特殊,必须由控制器控制其温度和泵电压才能正常工作。针对温控对象的非线性特性,研究了分段加热控制算法。针对泵电压控制模块被控对象的不确定性,研究了鲁棒PID控制算法。基于dSPACE实时仿真系统实现UEGO传感器控制器,并在化油器发动机台架上进行实验。实验结果表明,控制器具有良好的鲁棒性和运行性能。λ值稳态时,控制器精度良好;λ值变化时,控制器能够快速响应。     

温差电材料Bi_(0.5)Sb_(1.5)Te_3双掺杂调控及热电性能研究

采用真空熔炼及热压方法制备Ga和Na共掺杂Bi0.5Sb1.5Te3热电材料。利用X射线衍射(XRD)技术对样品的物相结构进行了表征。在300~500K测量温度范围内,共掺杂样品的Seebeck系数均低于Bi0.5Sb1.5Te3的Seebeck系数,并随着Ga掺杂量的增加,Seebeck系数逐渐减小。共掺杂使样品的载流子浓度增加,从而有效地提高了材料的电导率。所有共掺杂样品的热导率都大于Bi0.5Sb1.5Te3的热导率,在Na掺杂浓度不变的情况下,随着Ga掺杂浓度的增加,热导率逐步增加,Na0.04Bi0.5Sb1.46-xGaxTe3(x=0.12)样品具有高电导率的同时,Seebeck系数和热导率的损失不是很大,材料的热电性能得到了改善,在300~475K测量温度范围内的热电性能优值与Bi0.5Sb1.5Te3相比较均有所提高,325K时的最大ZT值为1.4。     

一种适用于高温条件下的电声脉冲法空间电荷测量系统

温度变化时聚合物材料内部的电荷输运特性或电极/介质界面处电荷注入的特性可能发生改变。因此,研究聚合物绝缘材料在高温下的空间电荷特性十分必要。该文采用新型的、具有高居里点的聚偏氟乙烯–三氟乙烯(polyvinylidene fluoride-trifluoroethylene,P(VDF-TrFE))薄膜作为压电传感器,分体设计了脉冲耦合电路、信号放大器电路和电极加热单元,建立了适用于室温~110℃的电声脉冲法(pulsed electro-acoustic method,PEA)空间电荷测量系统。从电声脉冲法测量空间电荷的原理出发,分析了对压电传感器输出的电压信号、最终空间电荷密度值的影响因素。计入了温度对试样中的声速和试样相对介电常数的影响,得出了温度影响空间电荷密度的幅值和位置的校正方法。利用该系统测量了纯环氧试样在不同温度下的空间电荷分布特性。     

微波处理对Ni(OH)2性能的影响

采用微波特殊加热技术 ,首次对不同镍盐制得的球形Ni(OH) 2 材料进行了热处理研究 ,恒电流充放电测试结果表明 ,处理后材料的电化学比容量较未处理的提高 5 %～ 9%左右 ,充放电平台也明显提高。XRD与SEM测量结果揭示了该方法显著改善材料性能的原因 ,发现处理样品的C轴明显大于未处理样品 ,并且 (0 0 1)晶面和 (10 1)晶面的衍射峰也有显著宽化作用 ,同时表面有明显枝晶出现。循环伏安测试进一步证明了处理样品的电化学可逆性     

硫酸氢铵对灰垢板结与疏松的影响研究

燃煤机组选择性催化还原（SCR）烟气脱硝系统运行过程中，烟气中的硫酸氢铵（ABS）易造成空气预热器（空预器）冷端灰垢板结，增加了吹扫清灰难度。为此，实验制备ABS预混灰样压片并在不同温度下加热，设计新型检测方法比较样品抗压强度的变化，探索ABS对灰垢机械强度的影响规律。结果显示：1)ABS预混灰样在147～220℃加热板结过程中发生了物理团聚和化学反应，抗压强度最大提高了约95.50%，其中物理团聚起主导作用，影响程度约占88%～89%，化学反应的影响约占10%～12%;2)ABS板结灰样在220～300℃加热下，气化析出率最高达到96.43%，灰样由板结状态转为疏松，抗压强度由空白样品的195.50%降低到110.17%。证明通过高温加热降低堵塞物中ABS含量是可行的，为改进吹扫清灰创造了条件。     

软磁测试及分析系统设计

软磁材料制作的部件是诸多产品的核心部分,需测量以确定其性能和质量符合使用标准。本文介绍了一种以工业控制计算机为核心的软磁测试及分析系统,采用磁化软磁部件的方法,确定该材料的磁性能参数并绘制磁滞回线。该测试系统包括程控信号发生电路,主线圈功放电路,副线圈调理电路,数据采集模块和工业控制计算机,由C＋＋编写的软件可计算软磁材料的磁性能参数并绘制磁化曲线。实践证明,本测试系统测试操作简单,精度和稳定性高。     

基于LabVIEW的微波反射率自动测量系统

基于图形化编程语言LabVIEW,采用弓形测试法,搭建了对频率选择表面（FSS）微波吸收材料的反射率测量系统.整个测量过程在微波暗室中进行.系统主要通过LabVIEW设计的程序由VISA接口控制矢量网络分析仪HP8720ES,实现对测试FSS样品反射参数的数据采集,并由角锥吸波材料反射参数进行参数修正后计算得出测试样品的反射率.本系统的测试结果与NRL测量系统测量结果相比较,具有良好的一致性,表明本测量系统具有典型可靠性,其对FSS微波吸收材料的测量结果能够真实反映材料的吸波性能.     

基于ARM的人体表面温度测控系统设计

针对手术过程中的低温现象通常采用人体表面温度控制仪器对病人进行辅助保温。本文开发了一种基于ARM9 2440嵌入式处理器的、以人体表面温度为控制对象的表面温度控制系统。系统由多路人体表面温度检测模块、触摸式显示控制模块、气体温度检测及加热模块、气体流量检测及输送控制模块等在内的智能控制平台等构成。对系统核心模块的功能和效果进行了试验,结果表明,在手术中可以根据人体表面温度的实时变化情况,控制吹拂在人体表面的气流温度和流量,达到使人体核心温度稳定的效果。     

基于冲击负荷注入的电力系统混合动态仿真方法

混合动态仿真是实现电力系统动态仿真验证的重要方法。提出的混合动态仿真方法将包含恒定功率与冲击功率的实测数据直接注入仿真子系统,实现子系统间解耦。该方法避免了对外部系统动态等值可能引入的仿真误差,依托商用软件PSASP提供的负荷模型及固有的冲击扰动模块,简单易实现,避免了采用用户程序接口/自定义接口（UPI/UD）语言编写接口程序,实用性较强。以IEEE 10机39节点测试系统和某省级电网算例,验证了该方法的有效性。     

基于PID控制算法的自动取暖控制器的设计

设计了一款自动取暖器控制器,主要应用增量式PID的处理方法,系统以单片机AT89S51作为主控芯片,结合外围的温度数据采集、A/D转换模块、键盘设定、LCD显示等电路模块。它能够实现使自动取暖器可以按照用户的需求设置加热的温度值,当达到设定的温度值时,该控制器自动断电;可以按照用户的需要设定取暖器的启动时间和停止时间;可以在手动控制或者是预先设定的自动控制模式下工作。重点介绍了硬件电路的设计与工作原理以及软件的结构和实现。     

固体电绝缘材料导热系数的测定方法

简要介绍了几种测定固体电绝缘材料导热系数的方法,重点讨论了保护热流计法测定固体电绝缘材料导热系数的方法原理、导热仪的结构、影响测试结果的因素。     

FEATURE ARTICLE Conducting Polymer Composites

Conducting polymer composites become increasingly important for technical applications. In this article, the resulting electrical properties of such materials are illustrated by a variety of experimental examples. It is shown that the combined mechanical, thermal and electrical interaction between the filler particles via their electrical contacts and the surrounding polymer host matrix are responsible for the properties of the composite material. A short review is given of the theoretical background for the understanding of the electrical transport in such materials. The arrangement of the filler particles and the resulting conductivity can be described either by percolation or by effective medium theories. It can also be related to different types of charge carrier transport processes depending on the internal composite structure. Special emphasis is given to the microstructure of the filler particles such as size, hardness, shape and their electrical and thermal conductivities. A detailed analysis of the physics of the contact spots and the temperature development during current flow at the contact is given. It is shown that the polymer matrix has a strong influence on the electrical conductivity due to its elastic properties and the response to external thermal and mechanical stimulation. Strong changes in the electrical conductivity of conducting polymer composites can be realized either by thermal stimuli, leading to a positive and negative temperature coefficient in resistivity, or by applying mechanical stress. By using nonlinear fillers an additional degree of functionality can be achieved with conducting polymers.     

关于热导率测量的讨论

热导率是评价温差电材料热电性能的重要参数之一。通过实验发现,目前市售的激光法测量热导率仪器的热扩散率测量数据较可信,差距较小。但是比热的测量数值误差较大,重复性较差;比热的理论计算值与实际值差距也较大。作者认为,为了获得可信的热导率数值,应当用激光法测量热扩散率,用DSC法测量比热,用阿基米德法测量密度。     

IMPORTANCE OF THE THERMAL CONDUCTIVITY OF LIQUID DIELECTRICS

ABSTRACT

Accurate Knowledge of the thermophysical properties of novel and conventional, new and aged, dielectric liquids is essential to give a datum upon which to estimate the thermal performance of the electrical apparatus in which they are used. The thermal conductivity of a selection of natural mineral oils used in transformers and cables has been measured using the transient line source method. The importance of accurate evaluation of thermophysical properties and of their variation with temperature is shown by comparing calculated and measured wall temperatures in a tubular heat exchanger. By making measurements in a steady state parallel plate thermal conductivity apparatus and of radiation absorption properties, the “Poltz” radiation error associated with the apparatus when it is used with diathermanous liquids is demonstrated. The interesting observation emerges that in a range of viscosity (at a specific temperature) studied, the thermal conductivity increases with decreasing viscosity.     

基于傅里叶级数解析热扩散角的功率模块热阻抗物理模型

绝缘栅双极型晶体管功率模块失效主要由温度因素诱发。为提高功率模块可靠性,RC热阻抗模型被提出用于实时预测芯片结温。随着功率密度的提高,模块横向扩散愈发明显,多芯片热耦合效应愈加突出,导致传统RC模型会引入较大误差。文中针对RC模型精准度不足进行改进,揭示热扩散角取决于热流密度的物理内涵,结合多层封装结构下的傅里叶级数解析热流模型,建立一维RC热网络与三维热流物理场的本质联系,构造计及多芯片热路耦合的扩散角热网络,较为准确地描述多芯片结温动态特性,揭示热扩散与热耦合效应对芯片温度场形成的规律。与其他传统热扩散角模型相比,所提出方法的结温计算结果准确度最高。最后以型号SEMi X603GB12E4p模块为例,针对提出的物理模型进行验证,仿真与实验结果均表明,该模型能够表征不同工况条件下功率模块的热过程,验证了所提建模方法的有效性与准确性,误差小于4%,且验证了所提模型较不计及热耦合模型精度提高了16.72%。     

Thermal and mechanical properties of EPR and XLPE cable compounds

This paper shows that the mechanical and thermal properties of EPR cable dielectrics are very stable with temperature. Commercially available EPR and TRXLPE cable dielectrics typically have about the same thermal conductivity, although the thermal conductivity of TRXLPE above the melting point of the crystallites drops below that of the EPR dielectrics. The mechanical properties of EPR cable dielectrics are much more stable with temperature than those of the TRXLPE, as EPR polymer is essentially amorphous so that EPR cable dielectrics do not suffer from the very large thermal expansion of TRXLPE as its crystallites melt.     

定功率下加热器端差对机组热经济性的影响

定功率分析机组的热经济性有非常重要的意义。该文基于热力系统矩阵热平衡方程式与热耗变换系数的理论,通过严密的数学推导,建立了定功率条件下加热器端差对机组热经济性影响的简易数学模型。该数学模型考虑了热力系统的结构特点和辅助汽水系统的影响,并分别针对不同类型的加热器及在加热器之间采用不同连接方式时对机组热效率与加热器端差之间的依变关系进行了讨论。以某600MW机组为例,分别计算了其各级加热器端差增大2℃对机组热经济性的影响。研究表明,加热器端差对机组热经济性的影响可以用端差大小、热耗变换系数及相关的流量系数来描述。     

周期热流法测定金属材料热物性的实验及数值研究

对经典周期热流法进行研究和改进并结合相关文献对其测试理论进行分析，建立传热的二维瞬态数学模型，采用加权余量法中的Galerkin法对控制方程进行有限元离散，借助ANSYS有限元软件对周期热流法中试样的温度分布和热量传递规律进行数值模拟．根据测试原理和数值计算的结果，对测定装置进行开发和优化设计，解决了采用该法测试时难以得到较为理想的正弦或余弦温度波这一难题，减少了测试误差．通过对几种金属及合金的实验测定和数值计算，发现最大误差不超过4％，测试结果可靠，测试精度较高．     

泡沫陶瓷多孔介质有效导热特性研究

利用稳态平面热源法对泡沫陶瓷多孔介质的有效导热性能进行试验研究。以高空隙率的碳化硅和氧化铝泡沫陶瓷为对象,在分析温度对泡沫陶瓷有效导热系数影响的基础上,给出了多孔介质当量孔径变化对泡沫陶瓷有效导热系数的影响变化规律。指出随着温度的升高,碳化硅和氧化铝泡沫陶瓷有效导热系数均是先略有减小,随后再逐渐增加;在空隙率一定的条件下,随着多孔介质当量孔径孔逐渐减小(孔密度增加),有效导热系数先是略有减小,随后逐渐增加;与温度影响相比,泡沫陶瓷孔径变化影响相对较小。     

Engineering solutions for polymer composites solar water heaters production

Analysis of engineering solutions aimed at a considerable decrease of solar water heaters cost via the use of polymer composites in heaters construction and solar collector and heat storage integration into a single device representing an integrated unit results are considered. Possibilities of creating solar water heaters of only three components and changing welding, soldering, mechanical treatment, and assembly of a complicate construction for large components molding of polymer composites and their gluing are demonstrated. Materials of unit components and engineering solutions for their manufacturing are analyzed with consideration for construction requirements of solar water heaters. Optimal materials are fiber glass and carbon-filled plastics based on hot-cure thermosets, and an optimal molding technology is hot molding. It is necessary to manufacture the absorbing panel as corrugated and to use a special paint as its selective coating. Parameters of the unit have been optimized by calculation. Developed two-dimensional numerical model of the unit demonstrates good agreement with the experiment. Optimal ratio of daily load to receiving surface area of a solar water heater operating on a clear summer day in the midland of Russia is 130?150 L/m². Storage tank volume and load schedule have a slight effect on solar water heater output. A thermal insulation layer of 35?40 mm is sufficient to provide an efficient thermal insulation of the back and side walls. An experimental model layout representing a solar water heater prototype of a prime cost of $70?90/(m² receiving surface) has been developed for a manufacturing volume of no less than 5000 pieces per year.