高性能脉冲氙灯放电过程分析及实验研究

脉冲氙灯是一种新型分析仪器光源,本文利用量子理论以及气体放电理论分析了脉冲氙灯放电过程,设计了放电测试系统,实验测定了放电过程中的电压、电流和光脉冲信号。结果表明:在预电离阶段自由电子浓度较低,能量较低;气体放电阶段灯内形成电子崩,使得自由电子浓度的增大,放电电流迅速上升,电压下降;离子复合时释放出光子形成光脉冲。氙灯脉冲的光能量输出和光谱特性与复合电子能量、氙气复合能级有直接关系,当输入能量与氙灯的能耗不一致的时候,将导致充电电容反复充放电而是电路产生阻尼振荡。本文对于理解脉冲氙灯的闪烁光发射过程,优化放电回路设计和氙灯制造具有重要意义。     

氙灯的瞬态放电特性研究

建立了求解氙灯LC供电网络电路模拟计算程序,与以往的模型相比,我们在MEH理论的基础上考虑了氙灯放电过程中等离子体直径随时间的变化关系,因而可以更准确地研究大口径氙灯的放电特性。根据国内外的实验和计算结果对模拟程序进行了校核。结果表明：在氙灯放电开始时,等离子体放电柱的膨胀可以不受灯壁的影响;在放电后期,放电柱的膨胀要受灯壁的影响,因此,等离子体的膨胀过程对电流波形有影响。但在大能量长脉冲放电情况下,大口径氙灯的等离子体也可以充满内径。     

剩余电压对脉冲氙灯放电特性的影响研究

结合脉冲氙灯泵浦工作过程分析了剩余电压的产生机理,理论分析了剩余电压对脉冲氙灯放电特性的影响,并进行了实验测试。测试结果表明:随着剩余电压的增大,氙灯发光波形的形状基本保持不变,但发光功率峰值逐渐减小,当达到不稳定状态时(剩余电压为308V),峰值功率降至初始值的61.4%;同时,闪光时间也相应减小25μs左右。由此可见,剩余电压的存在将直接影响到激光发射装置的出光稳定性、激光脉冲宽度以及激光功率。鉴于此,在今后氙灯泵浦激光设备的设计、研制时,必须对剩余电压的影响进行充分论证,根据激光装置的工作特性和应用要求,合理确定剩余电压的上限。     

162000铬线圆光栅的光电刻划

在自己研制的圆刻机上,用光电控制的光刻方法,成功地刻出了每圈总数为十六万两千线条的圆光栅,最大直径误差±0.145秒,直径全中误差±0.089秒,线条由金属铬形成,在扫描电镜下观察,质量良好。文中描述了用脉冲氙灯对涂在铬层上的正性光刻胶进行曝光的方法,讨论了氙灯电压、工作电容、灯管内径等对光强及光谱分布的影响,曝光系统的光谱透过率,氙灯冷却系统的特殊设计及光刻刀架的概况。讨论了大功率氙灯触发控制电路的改进及其效果,利用电感线圈减缓放电速度提高灯的寿命,采用了接触式曝光工艺,对接触不良引起“垫起”的难题,采取了相应措施。最后,介绍了实际刻划的结果。     

高功率脉冲氙灯灯管的性能

研究了惯性约束聚变高功率激光驱动器使用的脉冲氙灯灯管(复合石英灯管和掺铈石英灯管)的光谱性能和抗冲击性能。分别对新复合石英灯管、新掺铈石英灯管、放电14 000发次的复合石英灯管、放电14 000发次的掺铈石英灯管进行了光谱透过率测试和实验对比。结果显示:复合石英灯管和掺铈石英灯管光谱性能都达到了高功率脉冲氙灯灯管的光谱指标,但掺铈石英灯管光谱透过率比复合石英灯管高约1%。对复合石英灯管和掺铈石英灯管进行了成分测试以验证其光谱性能。结果表明:除铈以外,掺铈石英灯管的其他金属杂质含量均低于复合石英灯管,认为其是掺铈石英灯管光谱性能优于复合石英灯管的一个原因。模拟了氙灯的放电运行,分别对复合石英灯管和掺铈石英灯管进行了动态抗冲击性能测试。结果表明,复合石英灯管的抗冲击性能较掺铈石英灯管高约6%。     

基于电阻焊原理的金属橡胶高能脉冲放电系统

对电阻焊工作原理和特点进行介绍,分析了微型电阻焊用于金属橡胶放电烧结的可行性,对基于电阻焊的金属橡胶高能脉冲放电系统进行了介绍,并通过初步放电实验验证了放电系统的可靠性,为金属橡胶高能脉冲放电强化奠定了基础。     

低功率水工质脉冲等离子体推进器的工作特性

为了解决Teflon脉冲等离子体推进器存在的性能低、有污染等问题,设计了以水为工质的脉冲等离子体推进器系统,并研究了它的主要工作指标的能量阈值.分析了水工质脉冲等离子体推进器系统的放电类型形成条件及原因,通过放电电压和电流测试实验,对工作能量阈值进行了实验研究,得到了稳定运行能量对应的储能电容值.实验结果表明:在足够高...     

激光管状脉冲氙灯制造与使用若干问题讨论

自从激光技术出现至今,管状脉冲氙灯一直作为固体脉冲激光器最有效的激励光源,应用于多种激光应用技术中。它对固体激光器输出特性、稳定性、寿命等起着重要的影响。和固体激光器中其它激光元件比较起来,其存在的主要问题是易损坏、寿命短,因而提高脉冲氙灯的性能,延长其工作寿命成为推广应用固     

脉冲大电流放电储能试验研究

为研究适合脉冲大电流放电的储能方式,利用静电放电模拟器分别对陶瓷电容器、薄膜电容器和电解电容器进行了静电放电储能试验。根据静电放电模拟测试系统测得的数据分别计算出每种电容器的储能效率,并进行了具体分析。结果表明陶瓷电容器最适合静电放电储能,其次是薄膜电容器,而电解电容器则不能满足高压脉冲大电流的储能要求。     

感应式磁声成像脉冲磁场发生系统的研究

介绍了感应式磁声成像系统的关键部件脉冲磁场发生系统的设计.给出了脉冲磁场发生系统的电路构成和工作原理;在对储能电容器RLC电路进行分析的基础上,确定了对电容的充电和放电的控制时序,对各元件的参数进行了计算;介绍了其中的关键部件8字形线圈的构成,并对8字形线圈产生的脉冲磁场随充电电压、线圈正中央垂直高度的变化关系进行了分析,给出了实验波形.     

Pulse electrochemical polishing for microrecesses based on a coulostatic analysis

Electrochemical polishing using a pulsing current is a potential alternative process for polishing micro patterns or microrecesses generated by pulse electrochemical machining. Pulse electrochemical polishing processes are attractive compared to conventional electrochemical polishing processes based on a continuous current because they allow instantaneous electrochemical reaction by applying ultrashort voltage pulses. However, there have been few attempts for calculating preferable pulse durations of the electrochemical process. To predict the preferable pulse durations, the specific polarization resistance and time constant should be obtained from a charging/discharging analysis of electrical double layer. This study describes a means of controlling physical and electrical conditions to achieve polished micro pattern or microrecess with lustrous and smooth surfaces while maintaining their original micro-scale shapes.     

起重机液压系统的状态监测

介绍了采用集成传感器的起重机液压系统状态监测的方法。通过对液压系统卸载压力、安全压力、流量、油温的在线监测，可以较好地获取液压系统的工作状态，诊断液压系统的故障。     

微细电火花线切割加工误差分析

微细电火花线切割加工过程中,加工时施加的张力、火花放电引起的放电力、材料蚀除过程中的爆炸力以及放电通道中的瞬时压力等共同作用使电极丝产生偏移,从而引起加工误差,影响加工精度。为了减小加工误差,从材料力学的角度分析了丝的变形大小以及来源,得出减小误差的方法。此外从几何角度分析拐角切割的形位误差,提出通过精确控制导向器的轨迹来满足加工精度要求的方法,为自适应控制提供了理论依据。     

PCI-9846高速数字化仪在电火花放电特性测试中的应用

针对电火花放电间隙状态变化特性的检测与分析等问题,利用凌华PCI-9846四通道高速数字化仪建立了测量系统,讨论了电火花加工放电间隙放电特性测量方案,测量了不同加工状态下放电间隙两端的电压波形和电流波形,分析了空载、正常火花放电、过渡电弧放电和短路等不同加工状态下的电压波形特征及其特征参数。研究结果表明,正常火花放电、过渡电弧放电和短路等不同加工状态下间隙电压的阈值范围不同,且与加工电流有关;在设计伺服控制器时,应根据电源电压、加工电流、工件材料等来动态修正电压阈值。     

微型经济的温度测控系统

介绍了一种使用新型测温集成电路ＤＳ１８２０和半导体致冷器件组成的简单精巧的温度测控系统。该系统能对被测对象在线实时控制,具有结构简单、经济实用、控制效果理想的特点,并具有冷却温度预设置和上下限报警等功能。     

基于无人直升机模拟飞行平台的串口通信程序设计

在实时性要求较高的测控系统中,数据采集和处理必须同步进行,而串口通信具有连接简单、使用方便、数据传送稳定等特点,在工业实时控制系统中得到了广泛地运用。文章以Win API函数作为底层接口,运用多线程编程技术,开发了一个用于无人直升机模拟飞行平台的串口通信软件,该串口通信软件实现了飞行参数实时获取、实时数据处理及实时发送等功能。实际应用中获得了良好的效果。     

传动误差测量与控制的一种新型硬件、软件系统

针对传动误差的测量与控制,提出了一种新型硬件、软件系统。以工控机、自行研制的测量控制接口卡为硬件基础,研制出光栅细分辨向电路,软件行程开关,在Ｗｉｎｄｏｗｓ平台下实现了实时测控。经试验表明,这个系统能对传动误差的高速数据采集、处理、复杂控制策略的实现提供应用基础。     

单片机控制油浸式变压器在线温度监测系统

针对变压器监测系统在实时性、可靠性方面的要求以及油浸式变压器发生故障时会产生不同的热效应,从而产生相应位置的异常温升的问题,讨论了基于嵌入式技术的大型变压器温度监测和故障诊断系统,详细地介绍了基于单片机控制的油浸式变压器温度采集电路的硬件电路设计。实践结果证明,该系统具有实时性强、可靠性高、运行成本低等优点,对大型油浸式变压器运行状态的实时温度监测和故障诊断而言,具有较广阔的应用前景。     

网络化测控平台选播运行模式策略研究

针对IPv4网络化测控平台中存在的实时性、网络负载均衡等需改进方面问题,提出将新一代IPv6网络引入测控平台,重点研究IPv6新的运行模式（即选播模式）在测控网络中运用策略,探索IPv6选播运行模式来提升搭建平台网络性能。通过融合测控选播模式数学模型并用D-S证据理论进行决策推导,将网络仿真软件OPNET结合工业现场状况,较准确模拟实验环境,IPv6选播运行模式与IPv4原有运行模式相比,网络时延从0.512ms降低到0.295ms,性能得到了很大的提升。论文介绍实验方法为研究新一代测控网络提供了新思路。     

七自由度数据臂多轴伺服运动控制器设计

介绍了一种采用ARM处理器以及FPGA设计的7轴电机伺服运动控制器在数据臂平台上的应用。与采用传统的MCU设计的多轴电机伺服运动控制器相比,该控制器具有较高的集成度和灵活性,便于用户实现较为复杂的算法。试验表明,该控制器能够满足多轴电机伺服运动控制的需要。在面向遥操作的7自由度数据臂平台中,将该控制器应用于关节数据采集和力反馈控制系统中,实现了多关节数据的实时采集和力反馈电机即时动作。该运动控制器可以应用在各类型机器人、医疗设备及数控机床等控制系统设计中。