基于GMap.net雷电监测预警系统设计与实现

基于GMap.设计的雷电监测预警系统,以大气电场测量为基础,利用地面电场仪组网,实现自动、连续、实时监测强雷电活动中地面产生的电场强度变化,存储大气电场数据,回放历史数据,同时采用时序差分法设置三级电场阈值,使得预警更加准确,提高准确率,减少虚警率。通过对2011-05-11南京六合地区的雷暴作为个例进行分析演示发现：在测站范围内,当电场的快变抖动出现并且电场值达到一定阈值时,电场值会随着时间增加而达到事先设定的闪电出现的强度,很少会有电场快变而没有产生闪电的情况出现,预警效果相对理想。     

电连接器真空环境试验电压加载方式研究

根据真空环境下电连接器主要是由沿面闪络造成绝缘电阻和耐压强度下降或被击穿而失效的状况,针对电连接器电压加载方式不同所产生的电场强弱会有较大的差异的问题,通过静电场理论,建立电连接器电场强度的计算模型并提出电连接器电场强度的计算方法;为了更快速准确地评价电连接器在真空环境下的绝缘工作寿命,以额定电压下所产生的电场强度最大且最为均匀为目标,建立电连接器电压加载方式优化的数学模型;通过采用电场强度的信噪比作为综合评价函数,将优化的多目标转化为单目标,并通过应用遗传算法对电压加载方式进行了优化。优化结果表明,电压加载方式经优化后电场强度可提高了50％左右,而且均匀程度更高,可为实现电连接器真空环境可靠性的准确评价提供依据。     

电子方舱门的屏蔽设计

一、概述方舱由于它独特的优点,从五十年代开始,在地面电子设备中逐渐得到广泛的应用。现代国外新研制的地面电子设备基本上都采用方舱装载方式。一个完整的电子系统由众多的电子设备组成,相互之间,内外之间会发生各种干扰,特别是地面车载设备更为突出。电子方舱除要满足自身的刚度、强度等结构技术指标外,还必须具有射频抑制,防核电磁脉冲,防化学武器,防生化物武器等能力。任何方舱必定有门,门的尺寸     

一种新型地球物理电容性电场传感器研究

当前在地球物理勘探中使用的电场传感器探头—不极化电极存在一些不足,如要求电极具有较低的接地阻抗,这使其在沙漠、冻土、戈壁等高阻区应用较为困难。分析了电场传感器系统的等效电路,指出低频电容性电场传感器应用在地球物理电法勘探中的可能性,并设计出一种低频电容性电场传感器,该电场传感器可直接放置于地面,进行地电场的测量。为提高电场传感器测量的准确性,采用输入电容中和技术以抑制耦合电容变化所带来的测量误差。该电场传感器工作频率为0.1~1kH z。外场测试表明,该电场传感器具备准确测量地电场信号的能力,在工作频率范围内获得与不极化电极相似的测量结果,幅值差异小于5%。该电场传感器在高阻区的地球物理勘探领域具有较好的应用前景。     

中国仪器仪表行业协会奚家成理事长视察天津仪表集团并指导工作

GTS(U)2—1数字式电子探空仪用于探测从地面至高空30km范围内大气温度、压力、湿度的变化，探测技术难度非常高。目前，我国高空探测使用的探空仪以机械式为主，稳定性差，传输方法落后．造成国内探空站60％的台站被国际气象组织(WMO)通报批评。国家气象局在2000年10月份工作会议上提出：要加速研制开发数字式探空仪，以满足我国高空探测业务的需要。     

电子设备的强电磁脉冲耦合特性研究

随着复杂环境下电磁干扰问题的日益突出,迫切需要研究在复杂电磁环境中电子设备的耦合效应。基于时域有限积分法(FITD)和脉冲模拟试验对计算机机箱和谐振腔体的强电磁脉冲耦合效应进行研究。建立计算机机箱以及谐振腔体的物理模型,开展传输线型有界波电磁脉冲耦合试验,得到了强电磁脉冲对电子设备的耦合规律,并通过仿真验证了试验的正确性。研究表明:与电磁波电场极化方向垂直的孔缝越大,耦合进入腔体内的场强越强;垂直极化时随着入射角的增大,耦合进腔体内部的场强越小,而水平极化时入射角的改变对内部耦合场强影响不大;腔体孔缝的形状、面积等也会对腔体内耦合影响较大。研究结果可为电子设备的电磁试验与电磁防护提供参考。     

大气电场的特征及雷电预警技术研究

近年来,由于高科技的迅猛发展及其在社会各个领域的广泛应用,城市中的雷电灾害已严重影响现代通讯和计算机的应用,并造成建筑物破坏、人畜伤亡等恶性事故的发生,因此人们防雷意识不断提高,对雷电预报的要求越来越迫切。本文以大气电场资料为基础,利用地面电场仪的组网观测,监测雷雨云中强雷电活动中心在地面产生的电场强度、极性以及闪电数等,并结合闪电定位系统及天气雷达等设备的监测,探究雷电现象与各类监测数据的相关性,期待能为雷电的监测和预报提供更好的方法,最大程度减少雷电灾害给人民生活和社会经济造成的损失。     

晋北高寒冷凉地区冬暖型日光高效节能温室设计结构及其特性

在北纬39°～41°高寒地区,最大冻土深度1 m以上,温度-26℃～30℃,研究晋北高寒冷凉地区生产反季节蔬菜是一项具有挑战性、高科技含量的科研攻关课题.     

电火花加工电极间隙电场分布研究

以电极间隙电场分布为研究对象,通过求解拉普拉斯方程,推导得到了均匀电场中,微粒周围电场强度分布的解析表达式。通过数值仿真计算,得到了受电极尖角、微粒影响的电场分布云图。从解析计算和数值仿真计算两个方面分析了最大电场强度与电极间隙、微粒介电系数、微粒直径的关系。通过对两种计算方法得到的结果进行对比,找出了解析计算与数值计算结果存在误差的原因。     

基于关节受力特性分析的臂式发射机构射击姿态优化研究

为了提高武器站射界及机动性，改变传统武器站结构形式，将机械臂作为武器搭载平台，采用运动学及动力学仿真分析得出机械臂运动质心运动规律及关节扭矩变化规律，计算关节驱动装置相关参数，进一步得出以机械臂为搭载平台的武器站最佳射击姿态。首先通过Adams动力学仿真得到恒定后坐力峰值为121.25N；其次通过运动学仿真及数据处理，得出各个关节负载质心分布区域，从而求解出各个关节负载转动惯量的分布区间，计算得出J₃、J₂分别为+70°、-60°时，J₁负载转动惯量最大，为0.821 kgm²；当J₃、J₂分别为+70°、+15°时，J₂负载转动惯量最大，为1.7196 kgm²；对不同射击姿态下的机械臂保持力矩进行仿真分析，J₃、J₂分别为+60°、+70°，J₂扭矩最大，为72.98 Nm;J₃为-15°时，J₃扭矩...     

连铸旋转电磁搅拌器电磁场分布数值模拟

以有限元分析法为基础,对连铸结晶器电磁搅拌过程进行了磁场数值模拟,结果表明：电磁场作用下结晶器纵向方向上低频磁场呈现两头大中间小的分布趋势,磁场的峰值出现在与搅拌器中心对应位置附近;电磁力由铸坯外表面向中心液芯处衰减;随着低频电流的增加,钢液中磁感应强度和电磁力增大,但磁感应强度和电磁力的分布不受线圈电流的影响;随着电源频率的增加,钢液中磁感应强度和电磁力减小,且磁感应强度和电磁力的分布不受电源频率的影响。     

时域电磁法套管探伤技术三维有限元数值模拟

提出了一种非接触式套管探伤装置设计方案.采用有限元仿真技术,对装置中纵向磁探头与横向磁探头的时域电磁响应进行了数值模拟.结果表明,纵向磁探头产生与套管同轴的环状涡流,而横向磁探头产生的涡流方向与前者互相垂直.磁探头上的接收信号主要来自金属套管.分析了套管上存在孔洞、纵向裂缝和横向裂缝时,两种磁探头的响应特性.不同孔洞损伤的电磁响应计算结果显示,两种磁探头对孔洞直径的变化均具有较高分辨率.通过对不同参数纵向裂缝与横向裂缝电磁响应特征的讨论,认为横向磁探头对套管上纵向裂缝长度的变化无判断能力,而纵向磁探头对横向裂缝长度变化的识别效果较弱.不同套管损伤的实验结果证实了数值模拟的正确性.     

复杂电磁系统的电磁防护设计原则

复杂电磁系统是一个典型的强电磁脉冲源,高功率高电压设备放电产生的脉冲不仅对低电压的通信控制设备有干扰和破坏作用,同时也对操作人员等生物体构成不良影响.通过对强电磁脉冲的特性分析,讨论总结了复杂电磁系统中的电磁防护设计原则,并用于指导实际应用,取得了很好的防护效果.     

Propagation of Radar Pulses from a Horizontal Dipole in Variable Dielectric Ground: A Numerical Approach

We numerically investigate the propagation of radar type short pulses from a horizontal dipole in the presence of some simple models of inhomogeneous ground with a flat surface. We use 3-dimensional (3-D) pseudospectral time domain (PSTD) and 2-D finite difference time domain forward modeling to determine the range and azimuth dependence of electric field components and to simulate events in a moveout profile. The models are: (i) a uniform half space with either high or low conductivity; (ii) a vertical dielectric wedge; (iii) a surface thin layer with a monocline wedge overlaid on the dielectric half space. Our homogeneous results agree with the analytical solutions, and more clearly show the significant vertical electric field component, which occurs for all models. The incorporation of an anomalous dielectric quadrant does not affect the air wave and only complicates ground wave propagation near the boundary. Modeling of a monocline dielectric wedge shows predictable subsurface reflections and refractions, some of which are highly dispersive events, depending on the direction of propagation. We present two field examples that appear to demonstrate some of our findings. We conclude that air waves make suitable references for moveout profiles regardless of dielectric complications, and that our results provide some insight into the interpretation of unique events seen in moveout profiles.     

Linear Programs for the Reconstruction of 2D Images from Geophysical Electromagnetic Measurements

In this paper we present an approach for constructing vertical sections of the electrical conductivity of the earth on the basis of surface measurements. We assume that the conductivity of the earth varies with depth and laterally but not along the third dimension or strike. Electromagnetic measurements are effected every few meters across strike using pairs of horizontal and vertical coils, with the separation between source and receiver varying in order to sample different depths. The data thus provides information about the vertical and horizontal distribution of electrical conductivity of a section of the earth. Recovering the true conductivity distribution from the measurements is a nonlinear inverse problem that allows some useful linear approximations, which we exploit here using linear programming techniques. We apply a regularization approach using -insensitive functions for both, the fitness to the data and the penalizing function. This representation enforces a model structure of blocks immersed in a homogeneous basement, a useful model in many practical instances. Applications of the technique to synthetic and field data in one and two dimensions illustrate the usefulness of the technique.     

叠层板型堆芯元件模型的流致振动测试

为了保证叠层板状结构在流致振动时的强度、刚度、稳定性及可靠度，需要测量和分析叠层板状结构在流场中的固有振动特性。由于结构元件各单板之间的距离很小，常规的测试方法不能测出该结构的真实动态特性参数，提出一种电磁法测试技术。测试结果表明：叠层板状元件的固有频率随着流速的增大而下降；其流致振动是一种随机振动过程，并具有复模态特性；电磁法具有较高的可靠性和精度，对流致振动测试具有较好的实用胜。     

Frequency Dependence of the Soil Electromagnetic Properties Derived from Ground-Penetrating Radar Signal Inversion

The accuracy at which the subsurface electromagnetic properties can be identified from full wave inversion of ground penetrating radar (GPR) signals relies on the appropriateness of the model describing their frequency dependence. In this paper, we focus on the characterization of the frequency dependence of the dielectric permittivity and electric conductivity of a sandy soil subject to different water contents from inversion of GPR measurements. Based on previous studies of Lambot et al. the methodology relies on an ultrawide band (UWB) stepped-frequency continuous-wave (SFCW) radar combined with an off-ground monostatic transverse electromagnetic (TEM) horn antenna. Forward modeling of the radar signal is based on linear system transfer functions for describing the antenna, and on the exact solution of Maxwells equations for wave propagation in a horizontally multilayered medium representing the subsurface. Model inversion, formulated by the classical least-squares problem, is carried out iteratively using advanced global optimization techniques. The frequency dependence of the electromagnetic properties of the sandy soil is characterized by performing inversions of the radar signal in different and subsequent limited frequency bands, in which the electromagnetic parameters are assumed to be constant. We observed that over the entire frequency band considered in this study (1–3 GHz), the dielectric permittivity of the sand remains constant with frequency, whatever the water content is. In contrast, the electric conductivity increases significantly from 1GHz to 3 GHz, and this effect increases with water content. The frequency dependence of the electric conductivity may be adequately described using a simple linear relationship. This approach is advantageous since it limits the number of parameters to be optimized in the inverse modeling procedure.     

基于热压罐工艺的电磁防护复合材料机箱研制

针对武器装备减重和电磁屏蔽设计需求,文中采用镀镍碳纤维和碳纤维增强复合材料作为机箱主材料,配合层间电磁增强和缝隙、搭接等部位的电连接设计,利用热压罐成型工艺制备了电磁防护复合材料机箱。按照GJB 151B-2013 的相关要求对机箱的电磁兼容性进行了测试, 测试频率范围为30MHz ~18 GHz, 并验证了所用成型工艺的可行性。测试结果表明,与相同结构的铝制机箱相比,该机箱质量降低了31. 4%,其电磁兼容性满足RE102 辐射极限值要求。采用该工艺制作的碳纤维电磁防护机箱具有质量轻、强度高、成型快、成本低、屏蔽性能好、环境适应性强等优点,具有较高的工程价值和发展前景。     

电动汽车驱动电动机的电磁场强度分布及安全分析

随着纯电动汽车的发展,从电动汽车驱动电动机对外部环境产生的电磁场强度入手,分析了在汽车主要空间范围内,电动汽车用驱动电动机所产生的电磁场强度分布及安全问题。采用AnsoftMaxwell软件,建立其二维的有限元模型,在一定空间范围对电动机进行了有限元分析,通过仿真得到电动机在电动汽车的空间电磁场分布情况。仿真结果对电动汽车电磁安全的进一步优化设计与国家相关电磁安全标准的制定具有一定的参考价值。     

介电湿润芯片上液滴从静止到运动的机理

针对介电湿润芯片上液滴在电场作用下的运动过程,对液滴从静止到运动的机理进行了研究。根据电磁极化原理并结合克劳修斯-莫索提方程对固液接触面的极化机理进行了研究,在极化性与介电常数之间建立了一个连接。应用COMSOL Multiphysics多物理场仿真软件对芯片中的电场进行建模和数值仿真,分析了芯片中电场强度和麦克斯韦应力张量对液滴受力的影响,建立了液滴内部流体静压力差公式,分析了液滴的运动过程和机理。最后,通过实验验证了液滴的运动过程。