光学硫化氢气体传感器的研究现状及发展

基于光学方法的硫化氢传感器具有高灵敏度、抗电磁干扰、抗腐蚀等特点,是一种新型的硫化氢检测方法.详细介绍了各种光学硫化氯气体传感器的检测原理、检测精度,并分析了其优缺点,以及光学硫化氢传感器的发展趋势,对研究光学硫化氢传感器有重要参考价值.     

应力场强法中场径参数的研究

针对应力场强法中场径计算方法存在争议且不易求取的问题,基于应力场强法假设,研究了场径参数计算方法的理论依据;在考虑场径求取可行性的基础上,提出一种在任意载荷条件下确定试件场径的方法.给出了场径的求取步骤,选取6块不同应力集中系数的缺口试件在4种应力比下,按照步骤求取场径.对场径计算结果拟合并作图,由图所示分析影响场径大小的因素.得出结论:在相同应力比下,场径与应力集中系数呈很强的线性关系;在相同应力集中系数下,场径与应力比呈很强的二次曲线关系.通过实例对所提出的方法进行了验证,结果表明:由提出方法确定的场径计算得出的疲劳寿命更贴近于试验寿命,在保证安全的基础上提高了疲劳寿命预测的准确性.     

管道缺陷超声波内检测机器人运动特性仿真

利用超声波测距进行管道内缺陷检测时,为了保证机器人的检测精度,需使其运行时始终与管道同轴。分析机器人的运动学关系,利用Pro/E、ADAMS进行机器人在不同弹簧刚度系数K和预紧力下的运动学仿真研究。通过分析机器人质心的位移、动能曲线、弹簧受力的变化情况,得出机器人在不同弹簧刚度K值和预紧力下的运动状态。仿真结果表明,在质心偏离管道轴线小于0.5 mm前提下,机器人弹簧刚度系数的取值为120 N/mm,机器人运行平稳且满足检测精度。     

基于涡流测距的保温管偏心检测有限元仿真分析

为了研究保温管偏心检测中的电涡流传感器探头线圈的性能,根据电涡流测距原理,采用有限元方法,利用软件对涡流传感器检测偏心进行仿真分析,研究了管道偏心时探头线圈阻抗的变化以及检测距离和管道材质改变时对探头线圈性能的影响。     

基于Halbach原理的电磁超声换能器永磁铁设计

在实际应用中,电磁超声换能器（electromagnetic acoustic transducer,EMAT）的转换效率低是一个普遍存在的问题,如何提高其检测效率是研究的重点。为了提高接收信号的幅度,对比了两种永久磁铁结构,选定了一种基于Halbach阵列的永磁铁的新型结构模型。对磁铁的提离距离做了仿真分析与实验研究,得出最合适的提离距离为2mm。通过理论计算与有限元方法的大量仿真与结构优化,验证了其结构的可行性与有效性。结果表明,新型EMAT结构能够有效提高接收信号的幅度,信噪比大约是传统EMAT结构的1.9倍。     

PEI/PMMA共混有机聚合物的成膜性和对硫化氢气体的响应

采用主客掺杂的方法制备PEI/PMMA共混有机聚合 物,并采用旋涂的方法研究了共混有机聚合物的成膜特性,包括薄膜厚度、平整度与旋涂薄 膜转速的关系,测量发现匀胶机 转速越高薄膜厚度越均匀,高速为1500r/min 时薄膜最大厚度差为0.626μm。有机聚合物 薄 膜的紫外透过光谱表明共混有机聚合物所成的薄膜对H₂S气体有良好的响应,当混合液中 含有0.04g的PEI时,紫外透射率由86.81%下 降到55.54%,非常明显。紫外吸收光谱表明 薄膜和低浓度H₂S气体的反应不明显,但是对高浓度的H₂S有响应。通过高温处理与H₂S气体反应后的薄膜,可以增大薄膜的紫外吸收强度。     

含气油液有效体积弹性模量理论模型研究

为准确预测含气油液在空气分离压下有效体积弹性模量的值,基于油液体积弹性模量定义和质量守恒定律,依据含气油液中气相成分随压力的变化过程,推导出含气油液有效体积弹性模量理论模型。数值计算结果表明：含气油液有效体积弹性模量理论模型B-p曲线与现有理论模型及实验数据拟合曲线基本吻合,验证了理论模型的正确性,特别是在低于大气压的极低压区,有效体积弹性模量预测值更加接近实际情况。分析了初始含气量、压力、升压时间对有效体积弹性模量的影响,结果表明：在低于空气分离压范围内,初始含气量增大,有效体积弹性模量减小;在一定范围内,升压时间增大,有效体积弹性模量小幅度增大。     

一种考虑应力梯度的疲劳寿命预测方法

针对临界距离法及应力场强法在疲劳寿命预测过程中存在的问题,结合临界距离法计算量小、应力场强法能够反映构件所处应力状态的优点,提出了以缺口附近球形区域内的等效应力均值作为控制疲劳行为的当量应力的方法。参照一组疲劳试验对当量应力与球形区域半径的关系进行了研究,结果表明可用线性和指数函数的形式表示两者间的关系。通过定义应力梯度、相对应力梯度,构建了一种能够考虑应力梯度的疲劳寿命预测模型。对模型中参数的确定方法进行研究,提出了以光滑试件、缺口试件在各自相同载荷条件的疲劳极限作用下,两者当量应力相等时的球形区域半径作为损伤区域大小的方法,该方法不再需要通过试验获得半径参数,具有较强的实用性。疲劳试验结果表明,模型预测结果均在2倍分散带内,证明模型具有较好的预测精度,同时模型可准确预测疲劳破坏位置。     

轮式超声波检测爬壁机器人稳定性分析

针对圆柱型储罐检测要求,设计了一种轮式超声波检测爬壁机器人,分析了机器人爬行器能够适应的曲率半径范围。通过稳定性分析,建立了处于任意壁面倾角任意姿态爬行器的力与力矩平衡方程,分析了爬行器失稳形式及其产生原因。通过MATLAB仿真分析得到爬行器两种主导失稳形式,求得防止爬行器失稳最小吸附力,并分析了稳定吸附力与重力和壁面倾角以及姿态角等参数的定量关系。结果表明:爬行器的主导失稳形式是壁面滑移失稳和横向倾覆失稳,爬行器在壁面倾角处于π/2时稳定性最低,减轻爬行器重量稳定性会提高所需吸附力会减小。     

聚乙烯亚胺功能化多壁碳纳米管的制备及对硫化氢气体的吸附性能

采用聚乙烯亚胺(PEI)对多壁碳纳米管(MWCNTs)进行功能化,并用红外、热失重、拉曼对聚乙烯亚胺改性的碳纳米管进行表征,红外光谱和热失重曲线表明聚乙烯亚胺成功键合到多壁碳纳米管上,拉曼光谱中碳纳米管的D/G比(D峰面积比G峰面积)从0.8398变成1.2364,说明碳纳米管的缺陷程度明显增加,这种缺陷的增加是由碳纳米管表面引入了PEI导致的。利用紫外吸收光谱探究聚乙烯亚胺功能化的多壁碳纳米管(MWCNTs-PEI)对硫化氢的吸收及其可逆性。MWCNTs-PEI对硫化氢的首次吸收效率为0.16 mmol/g,2次重复吸收后仍有0.13 mmol/g的吸收效率,说明MWCNTs-PEI能够对硫化氢起到吸收作用并且具有很好的可逆性。