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多通道离散量在线监测模块的设计与实现

仪表技术与传感器 2024年第4期 38-42页

作者：陈广周珂李吉超曹建虎济宁学院产业学院山东圣阳电源有限公司

随着工业领域电子设备集成度的不断提高,针对多类型、大数量离散量信号的实时监测需求,设计了基于FPGA与CPCI总线的多通道离散量在线监测模块。通过扩展多个传感器芯片并内嵌FPGA幅值计算程序,该模块可并行测量96路输入信号幅值。对外采... 详细信息

随着工业领域电子设备集成度的不断提高,针对多类型、大数量离散量信号的实时监测需求,设计了基于FPGA与CPCI总线的多通道离散量在线监测模块。通过扩展多个传感器芯片并内嵌FPGA幅值计算程序,该模块可并行测量96路输入信号幅值。对外采用CPCI总线通用接口,可在线更新检测参数,支持后走线,理论上可扩展实现任意数量离散量信号的在线监测,克服了传统离散量测试电路体积大、测量参数固定、信号通道少的问题。经过通道一致性、实时性、可靠性测试验证,该模块测量准确,性能稳定,能够满足测试设备小型化、集成化的使用要求。

关键词：多通道离散量实时在线监测幅值

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强力磁铁在碱性锌锰电池生产线上的应用

电池 2024年第2期54卷 227-229页

作者：姚良少郁南虎头电源科技有限公司广东云浮527199

利用钢壳是磁性材料的特性,将强力磁铁应用于高速自动化LR6碱性锌锰(碱锰)电池生产线,以解决钢壳在运输过程中变形的问题。以LR12电池集流体插入机改造为例,比较真空吸取集流体和强力磁铁吸取集流体两种方式的优劣。实践证明,使用强力... 详细信息

利用钢壳是磁性材料的特性,将强力磁铁应用于高速自动化LR6碱性锌锰(碱锰)电池生产线,以解决钢壳在运输过程中变形的问题。以LR12电池集流体插入机改造为例,比较真空吸取集流体和强力磁铁吸取集流体两种方式的优劣。实践证明,使用强力磁铁吸取集流体,不仅提高了5%的设备运转率和2%的产品合格率,而且节省了维修费用。

关键词：碱性锌锰(碱锰)电池生产线强力磁铁改造自动化

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极低温锂离子电池技术研究

电源技术 2024年第3期48卷 460-463页

作者：孟凡星李敏刘松涛杜建国天津空间电源科技有限公司天津300384 哈尔滨工业大学(威海) 山东威海264209

为提高锂离子电池在极低温环境下的充放电性能,解决电池在低温下剧烈极化和内阻增大等问题,采用了多种方法来优化电极材料和电解液。通过改变负极材料的配方和结构,提高了材料的导电性和锂离子嵌入/脱出速率;通过优化电解液的配方,并添... 详细信息

为提高锂离子电池在极低温环境下的充放电性能,解决电池在低温下剧烈极化和内阻增大等问题,采用了多种方法来优化电极材料和电解液。通过改变负极材料的配方和结构,提高了材料的导电性和锂离子嵌入/脱出速率;通过优化电解液的配方,并添加适当的添加剂,提高了电解液的离子电导率和抗冻性能。实验结果表明,通过这些优化措施,锂离子电池在极低温环境下的充放电性能得到显著提高。在-40℃以下的极低温环境下,优化后的电池具有更高的比容量和更好的循环性能。这些研究成果有望为未来空间科学技术的发展提供支持,并为锂离子电池在极端环境下的应用提供了新的思路和方向。

关键词：极低温锂离子电池电解液

陶瓷隔膜对锂离子电池热失控影响及电池设计优化分析

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储能科学与技术 2024年第4期13卷 1154-1158页

作者：茆志友宁小玉张培培张贝相佳媛浙江南都电源动力股份有限公司浙江杭州310012 浙江南都鸿芯动力科技有限公司浙江杭州311103

本文主要研究了以聚乙烯(PE)材质为基膜、陶瓷为涂层的五种不同厚度及双面涂层的复合隔膜的表面形态、拉伸强度、穿刺强度等性能。并选择其中三款隔膜制成大容量铝壳电池进行热失控试验。研究发现,不同涂覆厚度的陶瓷涂层隔膜表面涂层致... 详细信息

本文主要研究了以聚乙烯(PE)材质为基膜、陶瓷为涂层的五种不同厚度及双面涂层的复合隔膜的表面形态、拉伸强度、穿刺强度等性能。并选择其中三款隔膜制成大容量铝壳电池进行热失控试验。研究发现,不同涂覆厚度的陶瓷涂层隔膜表面涂层致密,颗粒粒径分布范围较宽,形貌、大小相近;拉伸强度及穿刺强度方面,基膜为12μm的陶瓷隔膜不同涂覆厚度没有明显差异,并且同等厚度基膜单面涂覆和双面涂覆无明显差异;相同测试条件下,隔膜的热收缩率是(12+2+2)μm、(12+1.5+1.5)μm<(12+4)μm<(12+3)μm<(12+2)μm。采用(12+2)μm、(12+4)μm隔膜生产的电池测试发生热失控时的SOC分别为116.94%、117.64%,电池最高温度分别为530.9℃、430.7℃。实验表明陶瓷涂层厚度越大电池发生热失控的时间越迟,最高温度越低。此外,双面涂层隔膜(12+2+2)μm制成的电池发生热失控是在过充结束后的加热工步,最高温度仅为369.5℃。针对实验所产生的现象进行了分析,对电池的设计优化方向做了一些思考,指出了隔膜宽度方向超出负极极片、负极极片长度和宽度方向超出正极极片之外的部分(Overhang)的设计对于电池的安全是极其重要的,电池在设计时需要充分评估使用场景和极端条件的影响,结合选择的隔膜的热收缩率的大小,核算隔膜的收缩比例,确保Overhang的设计是满足电池全寿命周期安全需求。

关键词：陶瓷隔膜拉伸强度穿刺强度热失控设计优化

SiC功率模块引线键合参数优化与可靠性分析

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电源学报 2024年第3期22卷 190-198页

作者：李乐洲兰欣何志伟程勇山东大学能动学院济南250012 元山(济南)电子科技有限公司济南250000 中国电源学会

在汽车电力电子器件开发技术中,功率模块正朝着小型化和高功率密度方向发展,而汽车动力装置的高频通断操作会增加键合线的疲劳失效风险。为了提高键合强度及可靠性,首先从键合原理角度出发,揭示键合参数在不同阶段的作用机理,利用单因... 详细信息

在汽车电力电子器件开发技术中,功率模块正朝着小型化和高功率密度方向发展,而汽车动力装置的高频通断操作会增加键合线的疲劳失效风险。为了提高键合强度及可靠性,首先从键合原理角度出发,揭示键合参数在不同阶段的作用机理,利用单因素实验得到各参数的优化区间;然后通过数值计算与老化实验相结合的方法系统性研究了键合线材料对键合可靠性的影响。结果显示,Cu键合线的最高温度、最大等效应力均高于Al键合线,但受材料属性影响,Cu键合线的最大塑性应变仅为Al键合线的1/2,根据功率循环实验,其寿命约为Al键合线的4倍,并且Cu线键合质量分散性大,单根键合线脱落引起监测信号阶段性跃升的现象可以成为日常工作中的失效预警信号。

关键词：功率模块键合参数寿命预测功率循环

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离岸养殖装备网衣周围流场特性研究

中国造船 2024年第1期65卷 256-266页

作者：高璠孙树政刘富祥尉岩烟台哈尔滨工程大学研究院烟台264000 烟台中集蓝海洋科技有限公司烟台264000 山东耕海海洋科技有限公司烟台264000

为分析离岸养殖环境中网箱网衣在不均匀流速及不同流向下的水动力响应,采用多孔介质模型模拟网衣,针对完全对称方型网箱网衣,分析不均匀流速下网衣阻力及流场特性;针对非完全对称钻石型网箱网衣,在不均匀流速和不同流向下考察流场分布... 详细信息

为分析离岸养殖环境中网箱网衣在不均匀流速及不同流向下的水动力响应,采用多孔介质模型模拟网衣,针对完全对称方型网箱网衣,分析不均匀流速下网衣阻力及流场特性;针对非完全对称钻石型网箱网衣,在不均匀流速和不同流向下考察流场分布和阻力变化。结果显示,采用均匀流速进行模拟会使计算结果过于保守,流速随深度指数变化时的网衣阻力最大,它与线性变化时的网衣阻力差距小于20%;在90°~120°的流向下,网衣所受的总阻力较小,且流场衰减区域较小。研究可为钻石型网箱在实际海域中安置和方位的选择提供参考。

关键词：网衣不均匀流速流向多孔介质模型阻力特性

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耐辐射高铅玻璃熔制挥发物分析及控制

硅酸盐学报 2024年第7期52卷 2364-2370页

作者：杨胜赟曹振博张梅伦张洋王可韩玉吕海风周游贾金升中建材光子科技有限公司山东枣庄277000 中国建筑材料科学研究总院有限公司北京100000

用于制备耐辐射光纤面板的高铅(铅当量≥0.3)玻璃材料须具备较高的折射率、较好的X射线吸收性能、较高的可见光透过率以及良好的热稳定性和化学稳定性。但由于其高铅含量对熔制坩埚及耐火材料腐蚀性极高,且熔制过程中挥发量较高,玻璃组... 详细信息

用于制备耐辐射光纤面板的高铅(铅当量≥0.3)玻璃材料须具备较高的折射率、较好的X射线吸收性能、较高的可见光透过率以及良好的热稳定性和化学稳定性。但由于其高铅含量对熔制坩埚及耐火材料腐蚀性极高,且熔制过程中挥发量较高,玻璃组分不易稳定控制,目前仅国外少数企业能够高质量稳定生产。研究了玻璃熔制过程中影响挥发物的3个主要因素,有效控制挥发物的挥发率由2.00%降至0.51%左右,确定了最佳熔制温度以及通气压强,并在此条件下分别采用2种方式向玻璃中引入铅,通过能谱仪和光电子能谱仪对该高铅玻璃在熔制过程中的挥发物进行了研究,确定了其挥发物成分以铅氧化物为主,其中铅的价态以四价为主,二价为辅。

关键词：耐辐射光纤面板玻璃熔制挥发物

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套筒压裂作用下岩石细观裂隙与能量演化规律探究

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煤炭科学技术 2024年第2期52卷 79-91页

作者：胡善超韩金明黄俊鸿平立芬程亚飞高志豪郭世豪杨磊山东科技大学能源与矿业工程学院山东青岛266590 山东东山王楼煤矿有限公司山东济宁272063

为从细观层面揭示不同围压作用下套筒压裂岩石破坏机理及能量运移规律,基于套筒压裂试验以及膨胀力测定试验构建了PFC^(3D)数值模型,采用离散元法对套筒压裂过程开展数值模拟,结合声发射信息探究了套筒压裂过程中不同围压对岩石细观裂... 详细信息

为从细观层面揭示不同围压作用下套筒压裂岩石破坏机理及能量运移规律,基于套筒压裂试验以及膨胀力测定试验构建了PFC^(3D)数值模型,采用离散元法对套筒压裂过程开展数值模拟,结合声发射信息探究了套筒压裂过程中不同围压对岩石细观裂隙及能量变化的影响规律,并依据弹性力学揭示了套筒压裂力学机制,研究结果表明:①套筒注液过程存在压力损失,依据注液压力损失率可将注液过程大致划分为充填阶段、增压阶段、快速增压阶段。注液压力与套筒膨胀力呈线性关系,其修正系数为0.678。②基于PFC^(3D)所构建的数值模型能够较好的反映套筒压裂过程中岩石力学性质与变形破坏特征,岩石压裂过程以张拉破坏为主。围压决定着裂缝的扩展路径,并对岩石内部微裂纹的生成起抑制作用。随着应力差的逐渐增大,岩石内部剪切裂纹数量及占比均逐渐增大。③声发射信号可分为平静期与活跃期,累计裂缝数目曲线呈现阶梯状上升。无围压条件下,声发射特征呈现单峰值分布;有围压条件下,声发射特征呈现多峰值分布,压裂过程存在多个破坏阶段。④套筒膨胀力作用范围有限,环向拉应力作用范围与套筒膨胀力呈现对数关系。切向应力随应力差的增大而增大,当夹角φ取值为45°或135°时,岩石内部剪切破坏最明显。⑤同一膨胀力作用下,围压越大岩石内部输入能越小。不同围压条件下岩石的输入能、弹性能、耗散能均出现不同程度的激增,这主要是由于宏观裂缝的形成引发了钻孔扩容;耗散能平均增长速率更快,为弹性能的1.27~1.55倍。

关键词：套筒压裂岩石力学细观裂隙力学机制能量演化

单侧钢板超高性能混凝土组合板单元面内受力性能试验研究

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建筑结构学报 2024年第8期45卷 55-68页

作者：王友刚丁然刘入瑞郭保第孙运轮樊健生中核能源科技有限公司北京100193 清华大学土木工程系北京100084 中核山东核能有限公司山东烟台265100

为研究单侧钢板超高性能混凝土(half steel ultra-high performance concrete,HSUHPC)组合板单元的面内受力性能,设计了12个HSUHPC组合板单元试件,采用自主研发的平面双向多功能加载装置完成了3个单向受拉试验、3个双向受拉试验和6个循... 详细信息

为研究单侧钢板超高性能混凝土(half steel ultra-high performance concrete,HSUHPC)组合板单元的面内受力性能,设计了12个HSUHPC组合板单元试件,采用自主研发的平面双向多功能加载装置完成了3个单向受拉试验、3个双向受拉试验和6个循环剪切试验,研究含钢率、配筋率对HSUHPC组合板力学性能的影响。结果表明,钢板、钢筋和超高性能混凝土在弹性和开裂初期的变形较为一致,在后续的加载阶段能够保持共同受力;HSUHPC组合板中配置的钢筋与超高性能混凝土之间能够发展有效的应力重分布,由于残余拉伸强度较高且具有良好的应变硬化性能,超高性能混凝土能够提供至少50%的受拉和受剪承载力贡献;配筋率和含钢率对HSUHPC组合板单元承载力均有影响;双向受拉工况对HSUHPC组合板单元的面内承载力影响不大,与单向受拉工况下HSUHPC组合板单元的面内承载力接近。基于试验数据和相关现行规范,提出了HSUHPC组合板单元的受拉和受剪承载力计算式,公式计算结果与试验结果偏差均在±10%以内,证明其具有较高的计算精度。

关键词：单侧钢板组合结构超高性能混凝土单双向拉伸试验循环剪切试验面内受力性能受拉承载力受剪承载力