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基于LabVIEW的电解槽巡检系统设计

基于LabVIEW的电解槽巡检系统设计

作者：乔治北方工业大学

学位级别：硕士

能源及其可持续性是当今世界的关键问题。传统化石燃料的逐步枯竭和其对环境造成的污染,使世界各个国家对能源可持续性和环境的污染问题愈发重视。因此清洁能源的研发与利用是当今社会发展的主要趋势。其中氢能因其能源效率高,而电解水... 详细信息

能源及其可持续性是当今世界的关键问题。传统化石燃料的逐步枯竭和其对环境造成的污染,使世界各个国家对能源可持续性和环境的污染问题愈发重视。因此清洁能源的研发与利用是当今社会发展的主要趋势。其中氢能因其能源效率高,而电解水制氢反应产物只有水清洁环保,被视为理想的清洁能源。在众多电解水制氢方案中,PEM电解水制氢因其动态响应快,制氢效率高的特点,备受国内外制氢行业的关注。为了满足产氢或研究需求,需要将多片单电极片进行串联组成PEM电解槽的电堆,并且在实验或测试中通常会用到多个电解堆。因此对电解堆各单极片电压及其周边环境的监测极为重要。当电解堆电极片电压发生异常(低于0.4 V),运行时电堆温湿度异常或氢气发生泄漏,可能会导致电解槽产氢效率降低或者发生生产安全事故,因此,实时的巡检对保障PEM电解槽的稳定运行具有非常重要的意义。首先,介绍了PEM电解槽监控系统的研究背景与意义,对电压巡检、智能巡检设备和机器视觉在国内外的研究现状进行了调研,并且对国内外几家主流公司的产品进行了研究与对比。其次,通过对实际应用需求进行分析,在实用性、经济型、可行性的前提下,对PEM电解槽巡检系统的设计方案进行了整体规划。介绍了一种基于Lab VIEW的PEM电解槽巡检系统,对电解堆中的电极片电压进行巡检,并且通过机器视觉对每个电解堆进行定位,通过传感器对其周边温湿度及氢气是否有泄露进行巡检。巡检系统硬件电路主要包括主控模块和采集模块。其中主控模块包含:CAN通讯电路、隔离型SPI通讯电路、继电器控制电路、数字信号输入电路等。采样模块包含:单极片电压采样电路、温湿度采样电路、氢气浓度采样电路等。该系统的主控模块核心为意法半导体公司的STM32芯片,主要作用是对采集模块所采集的数据进行处理,采样模块的主要作用是对PEM电解槽及其工作环境的数据做到实时采样,并将数据传送到主控模块。采集模块核心为LTC6813。上位机程序采用Lab VIEW软件设计。利用Lab VIEW易于实现多线程、数据并行的特点进行开发设计。上位机主要包括三个部分,用户管理部分、数据显示与报警部分、数据管理部分。其中上位机的服务端与下位机通过CAN总线及Wi Fi通讯,对下位机中采集到的各种数据进行处理,如单极片电压、环境温度、氢气浓度等,并且设计了相应的报警程序及保护措施。上位机处理过的数据将通过Lab SQL上传至SQL Server数据库进行分类保存,供后续的研究测试使用。并且上位机(服务端)处理过的数据会通过Data Socket传输给客户端,供接入网络中的用户进行实时查看。最后,搭建了PEM电解槽巡检系统的实验测试平台,对于巡检系统的各项功能进行验证。包括采集模块采集到的电压、温湿度采样精度与显示,氢气浓度的响应速率,巡检系统运行,闯入者检测等,并且服务端与客户端的数据发送与接收可以满足需求,数据库中存储的数据与采集到的数据相同。

关键词：管理系统目标检测数据采样智能巡检 LTC6813 LabVIEW PEM电解槽

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栅极驱动电路的传导共模电磁干扰特征分析

中国电机工程学报 2024年

作者：岳乔治彭晗童乔凌康勇强电磁技术全国重点实验室(华中科技大学) 华中科技大学光学与电子信息学院

栅极驱动电路作为低压控制电路与高压功率电路连接的桥梁，决定了电力电子器件的可靠开关，同时也承受着强烈的电磁干扰。目前针对栅极驱动电路的传导电磁干扰问题的研究重点关注以“串扰”为代表的差模干扰，对共模干扰缺乏深入的分析... 详细信息

栅极驱动电路作为低压控制电路与高压功率电路连接的桥梁，决定了电力电子器件的可靠开关，同时也承受着强烈的电磁干扰。目前针对栅极驱动电路的传导电磁干扰问题的研究重点关注以“串扰”为代表的差模干扰，对共模干扰缺乏深入的分析。共模干扰传播路径多，频率范围广，影响范围大，是驱动电路中驱动信号的主要干扰源。为此，本文对驱动电路的传导共模干扰特征进行了分析，重点关注功率器件开关电压过冲与高频振荡特性，采用梯形波与衰减正弦波建立干扰源模型；根据主电路架构与驱动架构，逐层深入建立共模干扰的多支路耦合网络模型并分析其宽频阻抗特性；选取共模干扰电流以及驱动信号干扰电压为表征对象，求解其传递函数并结合干扰源特征分析驱动电路故障机理。实验结果表明，干扰源电压的高频振荡将产生严重的共模干扰。当其振荡频率与耦合路径阻抗谐振频率相同时，共模干扰将被放大，在驱动电路电磁兼容设计时需要格外注意。最后根据所建立的电磁干扰模型对栅极驱动电路的抗干扰设计提供了指导。

关键词：栅极驱动电路传导电磁干扰共模干扰

一种利用IGBT器件寄生电感能量的暂态调节方法

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中国电机工程学报 2024年

作者：童乐天彭晗岳乔治辛晴童乔凌强电磁技术全国重点实验室(华中科技大学) 华中科技大学光学与电子信息学院

功率器件由于受芯片封装及电路设计的影响，存在许多寄生电感。寄生电感可能会引起门极信号振荡或者功率器件电气应力增加等问题，因此降低寄生电感是实际应用中的重要设计指标，但寄生电感不能完全被消除。因而利用功率器件中寄生电感... 详细信息

功率器件由于受芯片封装及电路设计的影响，存在许多寄生电感。寄生电感可能会引起门极信号振荡或者功率器件电气应力增加等问题，因此降低寄生电感是实际应用中的重要设计指标，但寄生电感不能完全被消除。因而利用功率器件中寄生电感，实现开关暂态的调控，是一种更加有效和实际的方法。本文采用分布式参数耦合提取方法，构建了一个较全面的器件内部与封装的寄生电感模型，通过瞬时能量积分方法分析了寄生电感上能量的交互。进一步地，提出了通过能量转移支路，实现寄生电感上能量转移，并配合dv/dt所产生位移电流的分流，实现功率器件的电压电流变化率的分别调控。所提出的技术可以实现开关损耗和电气应力同时优化，无需采用高成本器件。使用该驱动于IGBT器件IKW75N60T ，在400 V/60 A的双脉冲测试下，可实现电流过冲和电压过冲分别减小12.0%和14.5%，开通损耗和关断损耗分别降低4.16%和7.6%。

关键词：寄生电感能量电气应力开关损耗电压电流变化率

艺术类课程思政共情式教学模式与设计实践研究——以建筑文化与工业遗产创新设计课程为例

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包装工程 2024年第S1期45卷 494-497,529页

作者：乔治李妍佩沈童西安理工大学西安710054

目的对于传统课堂人才培养存在的教学模式刻板化、产学研相互脱节等问题进行分析,以环境设计方向为例,探索基于“共情式”教学的设计类人才培养方法,从改革教学方法、调整教学内容、优化示教流程,实现教学改革与设计实践两方面的环境设... 详细信息

目的对于传统课堂人才培养存在的教学模式刻板化、产学研相互脱节等问题进行分析,以环境设计方向为例,探索基于“共情式”教学的设计类人才培养方法,从改革教学方法、调整教学内容、优化示教流程,实现教学改革与设计实践两方面的环境设计人才培养改革。方法通过“共情式”教学方法为艺术设计类课程思政教学改革提供方法和模板,提升艺术设计课程的设计实践教学水平。结果从教师、学生、课堂三方面着手,不断增强学生对思政教育知识的理解能力、掌握能力和运用能力,从而提高学生设计实践能力和高阶性知识整合能力,并以“共情”为手段开展课程思政教学,最终全面提高人才培养质量。结论通过系列化实践课程和项目增加各主体间的互动性,增强反馈的实时性,为教学模式迭代更新提供理论参考,同时推进学科融合和环境设计专业建设的全面发展。

关键词：共情式环境设计教学模式课程思政

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产品美感评价方法研究综述

机械设计 2024年第8期41卷 17-22页

作者：王勇宋方昊刘燕乔治山东大学机械工程学院

为解决现有研究缺乏产品美感评价方法的系统描述的问题，对与美相关的概念进行了梳理，并说明了美感对于产品设计的意义。对产品美感评价的概念进行了界定，并总结了现有产品美感评价中的研究范式。从审美计算、计算美学和实验美学3个... 详细信息

为解决现有研究缺乏产品美感评价方法的系统描述的问题，对与美相关的概念进行了梳理，并说明了美感对于产品设计的意义。对产品美感评价的概念进行了界定，并总结了现有产品美感评价中的研究范式。从审美计算、计算美学和实验美学3个研究范式展示了国内外典型的研究成果，包括研究方法、研究结果、研究优势和不足等。最后，对产品美感评价方法进行总结，展望未来的研究方向。

关键词：产品设计设计评价产品美感审美计算计算美学实验美学

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煤尘润湿机理及其影响因素

洁净煤技术 2024年第S1期 499-504页

作者：乔治忠胡金良丁志刚国能准能集团有限责任公司

本文旨在探讨煤炭采选过程中煤尘防治技术中较为经济、高效的湿式除尘技术，而煤尘的润湿性能对于煤尘浓度、分散度及湿式除尘技术的效果有重要影响。因此，本文从煤尘润湿的过程和微观机理入手，从微观角度分析了煤尘自身物化性质和表... 详细信息

本文旨在探讨煤炭采选过程中煤尘防治技术中较为经济、高效的湿式除尘技术，而煤尘的润湿性能对于煤尘浓度、分散度及湿式除尘技术的效果有重要影响。因此，本文从煤尘润湿的过程和微观机理入手，从微观角度分析了煤尘自身物化性质和表面活性剂等因素对煤尘润湿性的影响，以期为开发煤尘抑尘剂、煤尘防治技术与设备提供依据和方向。煤尘不仅是煤矿安全生产的重大隐患，还严重影响从业人员的身体健康，同时煤尘也会影响生态环境。因此，本文的研究对于改善煤矿生产环境、保障从业人员健康、减轻环境污染具有重要意义。

关键词：煤尘润湿性表面活性剂研究进展

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虚拟数字人对用户在线学习效果的影响研究

现代情报 2024年

作者：赵一鸣郑乔治沈校亮武汉大学信息资源研究中心武汉大学信息管理学院武汉大学大数据研究院武汉大学图书情报国家级实验教学示范中心

[目的/意义]在教学环境中使用虚拟数字人进行授课可以促使用户更高效地在线学习。本研究旨在探究在线学习中虚拟数字人特征对用户在线学习效果的影响，为在线教学视频设计和教学策略优化提供参考。[方法/过程]结合准社会互动理论，使用V... 详细信息

[目的/意义]在教学环境中使用虚拟数字人进行授课可以促使用户更高效地在线学习。本研究旨在探究在线学习中虚拟数字人特征对用户在线学习效果的影响，为在线教学视频设计和教学策略优化提供参考。[方法/过程]结合准社会互动理论，使用VTube Studio软件设计虚拟数字人教学的视频材料，招募用户观看教学视频并测量用户的主观感受，对在线学习中虚拟教师授课的情境进行探究。[结果/结论]虚拟数字人的吸引力、拟人化特征通过用户对虚拟数字人的态度和学习满意度的链式中介作用积极影响在线学习效果，拟人化到学习效果的中介路径之间存在遮掩效应；准社会互动对学习满意度有积极影响，而对学习效果存在负面作用。

关键词：虚拟数字人虚拟人虚拟教师学习效果准社会互动

颗粒蛋白前体对脓毒症急性肺损伤小鼠肺组织核转录因子-κB的表达的影响

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重庆医科大学学报 2024年第4期49卷 395-400页

作者：彭乔治徐昉林时辉重庆医科大学附属第一医院重症医学科重庆400016

目的:探讨颗粒蛋白前体(progranulin,PGRN)对脓毒症急性肺损伤(acute lung injury,ALI)的影响及可能机制。方法:将C57BL/6小鼠随机分为对照组(Control组)、急性肺损伤组(CLP组)、颗粒蛋白前体治疗组(CLP+PGRN组)。采用盲肠结扎穿刺术(ce... 详细信息

目的:探讨颗粒蛋白前体(progranulin,PGRN)对脓毒症急性肺损伤(acute lung injury,ALI)的影响及可能机制。方法:将C57BL/6小鼠随机分为对照组(Control组)、急性肺损伤组(CLP组)、颗粒蛋白前体治疗组(CLP+PGRN组)。采用盲肠结扎穿刺术(cecal ligation and puncture,CLP)构建小鼠脓毒症ALI模型,CLP+PGRN组在CLP处理半小时后使用PGRN腹腔注射。24 h后麻醉并处死小鼠,取小鼠肺HE染色观察肺组织病理损伤;TUNEL法检测肺部细胞凋亡情况;免疫荧光染色检测肺组织中核转录因子-κB(nuclear factor kappa B,NF-κB)水平;Western blot法检测NF-κB、总p65和磷酸化p65表达水平;RT-qPCR检测NF-κB和炎症细胞因子水平。结果:和Control组相比,CLP组和CLP+PGRN组肺损伤加重,促炎细胞因子升高,肺组织中细胞凋亡增加,NF-κB、p65和p-p65的表达水平明显增加;与CLP组相比,CLP+PGRN组肺组织损伤和凋亡减轻,促炎细胞因子降低,抑炎细胞因子升高,NF-κB、p65和p-p65的表达明显减少。结论:PGRN可以减轻脓毒症小鼠急性肺损伤,其机制可能与抑制NF-κB、p65表达和p65磷酸化有关。

关键词：急性肺损伤颗粒蛋白前体组织核转录因子-κB p65

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停火

上海文学 2024年第8期562卷 69-75页

作者： [澳]乔治亚·怀特张加生(译) 不详

星期三,为了接卡尔,我请了个护理假。西门大桥下的湖水在水藻的映射下,粉红色的湖面波光粼粼。离圣诞节还有好几个星期,一些学校已经放假了。旅行车上,我的身边堆满了行李箱。后排的两个女孩将脸贴在窗户上,看外面的湖水。好几个月没见... 详细信息

星期三,为了接卡尔,我请了个护理假。西门大桥下的湖水在水藻的映射下,粉红色的湖面波光粼粼。离圣诞节还有好几个星期,一些学校已经放假了。旅行车上,我的身边堆满了行李箱。后排的两个女孩将脸贴在窗户上,看外面的湖水。好几个月没见到卡尔了。自从艾琳娜那次让我们感到前所未有的开心的孕检结果出来以后,就再也没见了。

关键词：行李箱圣诞节粉红色艾琳娜

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