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温度对撞击器内颗粒沉积粒径影响的研究

力学学报 2024年第1期56卷 79-93页

作者：彭慧池辉徐聪尹招琴包福兵凃程旭中国计量大学计量测试工程学院杭州310018 福建省计量科学研究院福州350003

微颗粒的性质几乎与颗粒的粒径紧密相关,为研究气溶胶粒子特性,需获取颗粒粒径分布信息.惯性撞击器是一种基于惯性原理实现大气中不同粒径颗粒沉积分离的装置,在实际使用过程中,经历复杂多变的环境.文章利用拉格朗日多相(LMP)模型对撞... 详细信息

微颗粒的性质几乎与颗粒的粒径紧密相关,为研究气溶胶粒子特性,需获取颗粒粒径分布信息.惯性撞击器是一种基于惯性原理实现大气中不同粒径颗粒沉积分离的装置,在实际使用过程中,经历复杂多变的环境.文章利用拉格朗日多相(LMP)模型对撞击器内的气-固两相流动进行数值模拟,使用有限体积方法(FVM)研究了在绝热和换热两种情况下,气溶胶温度变化(-40℃~60℃)对颗粒沉积率的作用,并分析其对颗粒粒径分离的影响.结果表明:在壁面绝热情况下,随着气溶胶温度的升高,颗粒沉积位置由冲击板中心向边缘发散,颗粒收集效率逐渐降低,颗粒收集数量减少;在气溶胶和壁面换热情况下,随着气溶胶温度的升高,大颗粒沉积位置由冲击板中心向边缘发散,颗粒收集效率降低,小颗粒正好相反.此外,不同气溶胶温度下的颗粒收集效率曲线存在一个交点,交点两侧大小颗粒的收集效率随温度的变化情况相反.通过研究温度对撞击器颗粒收集的影响,可以对颗粒分径结果进行修正,获得更精确的粒径分布.

关键词：惯性撞击器气溶胶温度颗粒沉积颗粒收集效率拉格朗日多相模型

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便携式分压力质谱计校准装置的性能测试研究

真空科学与技术学报 2024年第4期44卷 306-311页

作者：姚雪琦董云宁闫睿陈俊儒丁双康朋伟卢耀文北京市真空计量检测工程技术研究中心北京100029 北京东方计量测试研究所北京100029

文章对新研制的便携式分压力质谱计校准装置的部分性能进行了测试。采用参考电离真空计测量了装置的极限真空度;对于流导值在10^(-2) m^(3)/s的圆孔型抽气流导元件,通过精确测量其直径和厚度的尺寸,采用公式计算得到分子流条件下的流导... 详细信息

文章对新研制的便携式分压力质谱计校准装置的部分性能进行了测试。采用参考电离真空计测量了装置的极限真空度;对于流导值在10^(-2) m^(3)/s的圆孔型抽气流导元件,通过精确测量其直径和厚度的尺寸,采用公式计算得到分子流条件下的流导值;对于孔径在微米量级的进气流导元件,采用定容衰减压力的方法通过实验测量确定其流导值;采用同一真空计分别测量抽气流导元件两端的气体压力获得返流比。测试研究结果表明:装置的极限真空度为4.8×10^(-7) Pa,抽气流导元件对N2的流导值为1.37×10^(-2) m^(3)/s,对N_(2)的返流比为0.193,两个进气流导元件对N_(2)的流导值分别为3.81×10^(-6) m^(3)/s、4.50×10^(-8) m^(3)/s,综合分析可得装置对N_(2)的校准范围为(4×10^(-1)~5×10^(-6))Pa。

关键词：校准装置分压力性能测试质谱计便携式

Tolansky干涉测量平行透明材料折射率方法探究

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光学技术 2024年第4期50卷 459-465页

作者：许子杰张宝武施江焕欧阳烨锋朱玲方振远中国计量大学计量测试与仪器学院浙江杭州310018 宁波市计量测试研究院(宁波新材料检验检测中心) 浙江宁波315048

为提高平行透明材料折射率的测量精度,提出了一种基于Tolansky干涉的折射率测量方法。通过几何光学理论的分析,建立了Tolansky干涉同心圆环的圆心侧移量与折射率之间的关系;构建了一个平行透明材料折射率测量仿真模型,对测量方法进行了... 详细信息

为提高平行透明材料折射率的测量精度,提出了一种基于Tolansky干涉的折射率测量方法。通过几何光学理论的分析,建立了Tolansky干涉同心圆环的圆心侧移量与折射率之间的关系;构建了一个平行透明材料折射率测量仿真模型,对测量方法进行了虚拟实验研究,考察了方法的可行性;搭建了实验系统完成玻璃薄片折射率的测量,并与其他仪器进行了比较。实验结果表明,在测得材料旋转角度、干涉圆环圆心侧移量和材料厚度后,所得折射率计算值与理论值之间的相对误差仅为0.11%,为折射率高精度测量提供了一种新的可行方案。不确定评定结果显示,这种方法的测量结果受被测材料的厚度影响最大。

关键词：物理光学折射率 Tolansky干涉同心圆环

基于LabVIEW的高冲击加速度校准系统设计与实现

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传感器与微系统 2024年第10期43卷 109-112页

作者：吕东锴廖舒琅王聪刘科刘格格中国工程物理研究院计量测试中心四川绵阳621900

高g值加速度传感器被广泛应用于先进兵器的研制当中,针对其10000gn以上的校准需求,建立了一种“端到端”的高冲击加速度校准系统。其中,基于LabVIEW开发环境设计系统软件,实现了对电磁发射装置、激光测速装置、数据采集卡以及信号调理... 详细信息

高g值加速度传感器被广泛应用于先进兵器的研制当中,针对其10000gn以上的校准需求,建立了一种“端到端”的高冲击加速度校准系统。其中,基于LabVIEW开发环境设计系统软件,实现了对电磁发射装置、激光测速装置、数据采集卡以及信号调理仪等硬件设备的通信控制与数据传输,同时具备数据处理和证书生成等功能。经过试验验证,本文系统与标准装置的测量结果偏差仅为-0.78%,能够满足计量检定的需求。

关键词：校准系统 Hopkinson杆多普勒信号 LabVIEW软件数据采集仪器控制

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高模量碳纤维表面双金属MOFs结构的构筑

中国有色金属学报 2024年第5期34卷 1636-1651页

作者：李淑君钱鑫张永刚朱雪张振江吴昊男蔡晨阳朱小龙宁波大学材料科学与化学工程学院宁波315211 中国科学院宁波材料技术与工程研究所碳纤维制备技术国家工程实验室宁波315201 宁波市计量测试研究院宁波新材料检验检测中心国家磁性材料产业计量测试中心宁波315048

经高温热处理制备得到的碳纤维具有高惰性表面结构,导致其与基体之间的润湿性较差。为了改善碳纤维与基体间的界面性能,本研究通过采用阴极电沉积法在高模量碳纤维表面原位生长金属有机框架(MOFs)材料,在纤维表面同时引入两种不同金属元... 详细信息

经高温热处理制备得到的碳纤维具有高惰性表面结构,导致其与基体之间的润湿性较差。为了改善碳纤维与基体间的界面性能,本研究通过采用阴极电沉积法在高模量碳纤维表面原位生长金属有机框架(MOFs)材料,在纤维表面同时引入两种不同金属元素,研究双金属MOFs的引入机制、形貌及其对性能的影响。结果表明:双金属MOFs材料呈一定取向的绣球状形貌,经退火后演变成疏松多孔结构,该结构可显著提高高模量碳纤维表面粗糙度及界面黏结性;双金属MOFs的成核与生长取决于金属还原性,还原性越强、MOF生长速率更快,且沉积量更高;双金属MOFs结构的引入使得纤维电阻率下降至0.05×10^(−5)Ω∙cm,导电性能提升,独特的三维多孔结构也赋予高模量碳纤维高温环境下优异的热稳定性。

关键词：碳纤维金属有机框架金属离子导电性表面粗糙镀

面向小型化窄线宽激光的光学锁定硬件系统研究

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光学技术 2024年第4期50卷 419-424,491页

作者：李代富包福兵辛云飞张诚韩琪娜施杨周琨荔王瑾潘奕捷屈继峰中国计量大学计量测试工程学院浙江杭州310018 中国计量科学研究院前沿计量科学中心北京100029

研制小型化、数字化、高带宽的光学锁相控制系统是实现面向实际应用的小型化窄线宽激光光源的关键。但目前的通用及专用型系统存在着诸如依靠商业平台、带宽不足、集成化程度不高等问题。研究研制的数字伺服系统基于现场可编程门阵列(FP... 详细信息

研制小型化、数字化、高带宽的光学锁相控制系统是实现面向实际应用的小型化窄线宽激光光源的关键。但目前的通用及专用型系统存在着诸如依靠商业平台、带宽不足、集成化程度不高等问题。研究研制的数字伺服系统基于现场可编程门阵列(FPGA)以及高速模数转换器(ADC)与数模转换器(DAC),实现数字综合器、调制器、鉴相器、滤波器以及伺服控制单元,成功研制高速、可重构、双通路的光学锁相环集成硬件平台,系统开环带宽为2.63MHz。与具有高品质因子特性的回音壁模式(WGM)光学微腔相结合,通过相位调制光外差稳频方法(PDH)实现积分线宽为20Hz的窄线宽激光,光学闭环反馈带宽达到450M。该系统具有良好的通用性与扩展性,可以适用于各种原子分子光谱以及光学频率的伺服锁定。

关键词：窄线宽激光现场可编程门阵列光学锁相环回音壁模式光学微腔

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石油烃污染土壤阴燃反应特性及修复效果研究

环境科学研究 2024年第8期37卷 1789-1797页

作者：姬大伟张生东张烨王进卿徐旭詹明秀中国计量大学计量测试工程学院浙江杭州310020 中国科学院生态环境研究中心城市与区域国家重点实验室北京100085

石油开采和运输过程中会产生大面积的石油污染场地,亟需修复。本研究以石油烃污染土壤为研究对象,采用自制的阴燃小试装置研究土壤热值、含水率和空气流量等因素对污染土壤阴燃反应特性及修复效果的影响,并探究了石油烃污染物在阴燃过... 详细信息

石油开采和运输过程中会产生大面积的石油污染场地,亟需修复。本研究以石油烃污染土壤为研究对象,采用自制的阴燃小试装置研究土壤热值、含水率和空气流量等因素对污染土壤阴燃反应特性及修复效果的影响,并探究了石油烃污染物在阴燃过程中降解路径。结果表明:石油烃污染土壤的阴燃反应温度区间为200~600℃,修复率普遍高于98.5%。当含水率增加5%时,阴燃峰面传播速率约减小46.3%,土壤含水率越高则阴燃峰面传播速率越小;当热值增加1.81 MJ/kg时,阴燃平均峰值温度会升高300℃。阴燃峰值温度随污染土壤热值的升高而增加;当空气流量为15~25 L/min时,阴燃峰面传播速率随空气流量的提高而增加。污染土壤阴燃过程中烯烃类物质的双键基团易被氧化断裂生成醛类物质,同时长链烷烃类物质的碳键易断裂生成中链烷烃类物质。研究显示,阴燃对石油烃污染土壤的修复效果显著,并且可以通过对影响因素的调控实现对阴燃过程的控制,相关结果将为有机污染土壤阴燃修复技术的工程化应用提供理论支撑。

关键词：石油烃污染土壤阴燃反应特性修复效果影响因素

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用于小型铯原子喷泉钟的紧凑型激光系统

光学学报 2024年

作者：金双浩林平卫茹宁马彦宁江文松罗哉中国计量科学研究院前沿计量科学中心中国计量大学计量测试工程学院先进溯源技术创新中心

紧凑而简单的激光系统对于实现小型铯原子喷泉钟至关重要。本研究介绍了一种紧凑型激光系统，提供小型铯原子喷泉钟所需的全部激光，其体积不到0.015 m3。通过开环移频法取代双通声光调制器移频方法，实现了激光频率快速且大范围失谐。... 详细信息

紧凑而简单的激光系统对于实现小型铯原子喷泉钟至关重要。本研究介绍了一种紧凑型激光系统，提供小型铯原子喷泉钟所需的全部激光，其体积不到0.015 m3。通过开环移频法取代双通声光调制器移频方法，实现了激光频率快速且大范围失谐。实验结果表明，频率锁定运行的激光系统在喷泉钟偏振梯度冷却时序到达的瞬间打开锁频环路，控制电压逐渐升高，进而改变激光注入电流，实现了激光频率在2 ms内约150 MHz的变化，并能够在5 ms短时间内重新锁定。激光系统产生的上抛下落冷原子数信号波动控制在10%，为喷泉钟连续运行提供了稳定的基础。

关键词：半导体激光器激光稳频激光移频自动化小型化

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多通道抗串扰式光谱共焦位移测量方法

计量学报 2024年第4期45卷 489-495页

作者：孙振国李加福罗明哲李轶凡胡佳成中国计量大学计量测试工程学院浙江杭州310018 中国计量科学研究院北京100029

提出一种位移测量方法,解决扫描光谱共焦测量系统存在不同共焦点之间的相互干扰问题。通过光纤束保持多个测量通道之间的独立性,并利用光开关切换测量通道来防止干扰。该系统的7个共焦点构成一个等边六边形,其中6个点分别位于六边形的... 详细信息

提出一种位移测量方法,解决扫描光谱共焦测量系统存在不同共焦点之间的相互干扰问题。通过光纤束保持多个测量通道之间的独立性,并利用光开关切换测量通道来防止干扰。该系统的7个共焦点构成一个等边六边形,其中6个点分别位于六边形的各顶点处,1个共焦点位于六边形的中心,六边形的边长为43.27μm。通过位移测量实验得出,位移测量系统各测量通道的绝对误差小于0.15μm,范围为0~90μm。在测量台阶高度的实验中,2个高度差为30μm的台阶面,误差最大者为0.16μm;在球径测量实验中,无需移动测量系统或被测物体便可完成7路通道的测量;通过对数据进行拟合得到半径为5 mm的球体近似值,最大误差为80.92μm。对比传统方法,该方法展现了较高的精度和分辨率。

关键词：几何量测量光谱共焦多通道位移测量共焦位移