用超声衰减谱测量层状双金属氢氧化物粒度分布的方法

1

作者 张明峰 吴博 +2 位作者 侯光昊 周蕾 王学重 《高等学校化学学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2024年第3期55-63,共9页

层状双金属氢氧化物(LDHs)作为一种性能优良的非贵金属电催化剂,在提高析氧反应速率、降低制氢成本等方面具备巨大优势,其粒度大小直接影响催化活性位点的有效暴露面积和本征结构,很大程度上决定了LDHs电催化析氧反应的活性时间和催化效... 层状双金属氢氧化物(LDHs)作为一种性能优良的非贵金属电催化剂,在提高析氧反应速率、降低制氢成本等方面具备巨大优势,其粒度大小直接影响催化活性位点的有效暴露面积和本征结构,很大程度上决定了LDHs电催化析氧反应的活性时间和催化效率.因此,实现对LDHs粒度分布的在线检测对LDHs的合成控制与活性提升具有重要意义.根据LDHs粒度小、形貌特殊的特点,本文建立了一种基于超声衰减谱在线测量其在悬浮体系中粒度分布(PSD)的方法,该方法在LDHs粒度表征领域的应用尚属首次.利用超声衰减谱法对LDHs悬浮体系粒度分布进行测量的最大难点是传统ECAH模型需要首先已知难以获得的体系分散相和连续相的物性参数.本文采用主成分分析(PCA)结合误差反向传播(BP)神经网络建立了预测模型,并引入遗传算法(GA)对模型进行优化,解决了超声衰减谱法的难点,通过CoFeAl-LDH悬浮体系进行了验证.结果表明,PCA-GA-BP神经网络能有效对LDHs在悬浮体系中的粒度分布进行在线预测,预测值与真实值的峰形重合度高,峰高偏差小,两者的均方误差MSE为0.1497,模型拟合优度R2=0.9768,说明该方法可作为在线测量LDHs粒度分布的有效方式. 展开更多

关键词 层状双金属氢氧化物 超声衰减谱 粒度分布在线检测 BP神经网络 遗传算法

在线阅读 下载PDF 职称材料

基于超声衰减谱和相速度的颗粒粒径测量 被引量：26

2

作者 章维 苏明旭 蔡小舒 《化工学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第3期898-904,共7页

超声波在颗粒两相体系中传播,包含了大量颗粒粒径信息,结合理论模型,通过提取超声波有效衰减谱和相速度谱分析了颗粒的粒径分布。实验中,对体积分数为10%的3种不同粒径分布的聚苯乙烯-水悬浊液,通过双样法和插入取代法(单样法)分别获得... 超声波在颗粒两相体系中传播,包含了大量颗粒粒径信息,结合理论模型,通过提取超声波有效衰减谱和相速度谱分析了颗粒的粒径分布。实验中,对体积分数为10%的3种不同粒径分布的聚苯乙烯-水悬浊液,通过双样法和插入取代法(单样法)分别获得宽带超声波衰减谱与相速度谱,以ECAH模型为理论基础,并分别用Twomey、ORT和Davidon-Fletcher-Powell优化算法,反演出悬浊液颗粒粒径分布。测量结果与显微镜图像法结果进行对比,中位径误差小于15%,表明了利用超声波衰减谱法(UASA)和相速度谱法(UPVSA)测量悬浊液颗粒粒径分布的可行性与可靠性。 展开更多

关键词 超声波 衰减谱 相速度谱 粒度分布 模型 测量

在线阅读 下载PDF 职称材料

高频宽带超声衰减谱表征纳米颗粒粒度的方法 被引量：10

3

作者 呼剑 苏明旭 +2 位作者 蔡小舒 侯怀书 董学金 《化工学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第11期2985-2991,共7页

为研究纳米颗粒粒度的表征,在'长波长'条件下,通过提高超声波频率、增加频带宽度以及提高纳米颗粒悬浊液中超声波检测的稳定性等技术手段,实现了纳米级颗粒粒度分布的准确测量。实验中,采用中心频率50MHz宽频超声换能器,通过缓... 为研究纳米颗粒粒度的表征,在'长波长'条件下,通过提高超声波频率、增加频带宽度以及提高纳米颗粒悬浊液中超声波检测的稳定性等技术手段,实现了纳米级颗粒粒度分布的准确测量。实验中,采用中心频率50MHz宽频超声换能器,通过缓冲块内一次回波校验和变声程方法,以体积分数0.5%的纳米银-水悬浊液为验证性测量对象,获得了频率为25～62MHz的宽带声衰减谱。粒度反演过程中,采用McClements&BLBL理论模型结合最优正则化算法,将实测声衰减谱进行反演计算获得了纳米银颗粒的粒度分布,并证实了在50MHz频率下的理论测量下限可以达到5nm。与CPS离心沉降纳米颗粒测量仪、TEM图像等结果相比较,表明超声衰减谱法测量纳米颗粒的结果是可信的。 展开更多

关键词 纳米颗粒 粒度分布 高频超声 超声衰减谱

在线阅读 下载PDF 职称材料

超细颗粒悬浊液超声衰减谱与声速谱测量研究 被引量：11

4

作者 侯怀书 苏明旭 蔡小舒 《仪器仪表学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第2期241-247,共7页

将短时傅里叶变换应用于超细颗粒两相介质中超声脉冲信号处理和时频谱联合分析,采用变声程方式,提出了一种对超细颗粒两相介质声衰减谱与声速谱同时测量的方法,并对平均粒径281nm的ZnO-H2O悬浊液超声衰减谱与声速谱进行实验研究。

关键词 超声 短时傅里叶变换 衰减谱 声速谱

在线阅读 下载PDF 职称材料

基于频谱能量的材料晶粒尺寸表征方法 被引量：3

5

作者 黎敏 周通 +2 位作者 王善超 肖会芳 徐金梧 《材料工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第12期69-74,共6页

研究了利用超声频谱能量对材料晶粒尺寸进行表征的方法。通过不同的热处理方式获得了不同晶粒尺寸的奥氏体不锈钢材料,再分别利用衰减系数法、声速法和频谱能量法对材料的晶粒尺寸进行表征。结果表明：频谱能量法得到的衰减系数与平均... 研究了利用超声频谱能量对材料晶粒尺寸进行表征的方法。通过不同的热处理方式获得了不同晶粒尺寸的奥氏体不锈钢材料,再分别利用衰减系数法、声速法和频谱能量法对材料的晶粒尺寸进行表征。结果表明：频谱能量法得到的衰减系数与平均晶粒尺寸呈非线性关系,晶粒尺寸的预测误差在4%~15%以内,优于传统的分析方法,证明了新方法的有效性。 展开更多

关键词 超声检测 晶粒尺寸 衰减系数 声速 频谱能量

在线阅读 下载PDF 职称材料

纳米ATO颗粒粒度分布的脉冲超声波测量研究 被引量：6

6

作者 侯怀书 苏明旭 蔡小舒 《分析测试学报》 CAS CSCD 北大核心 2009年第9期995-998,共4页

讨论了脉冲超声波测量纳米ATO颗粒粒度分布方法中的3个步骤,即超声波衰减谱测量、严格数学模型的选型以及颗粒粒度分布的反演计算。通过发射脉冲超声波并利用变声程方法测量25℃时2%(体积分数)的纳米ATO-H2O分散液的超声衰减谱;选取McCl... 讨论了脉冲超声波测量纳米ATO颗粒粒度分布方法中的3个步骤,即超声波衰减谱测量、严格数学模型的选型以及颗粒粒度分布的反演计算。通过发射脉冲超声波并利用变声程方法测量25℃时2%(体积分数)的纳米ATO-H2O分散液的超声衰减谱;选取McClements理论模型叠加BLBL理论模型共同描述纳米ATO颗粒分散液中的超声衰减现象;采用最优正则优化反演算法反演得到纳米ATO颗粒的粒度分布以及平均粒径。脉冲超声法检测结果显示,纳米ATO颗粒的平均粒径为25.6nm,粒度分布为11.4～47.1nm,CPS离心沉降纳米粒度分析仪测定结果分别为22.1nm和10.1～62.6nm。脉冲超声法检测结果与透射电镜图像以及离心沉降纳米粒度分析仪检测结果吻合较好,证明了脉冲超声波测量纳米颗粒粒度分布以及平均粒径的可行性与可靠性。 展开更多

关键词 超声衰减谱 理论模型 反演 粒度分布

在线阅读 下载PDF 职称材料

超声衰减谱法测量泥沙粒度分布 被引量：4

7

作者 薛明华 苏明旭 蔡小舒 《泥沙研究》 CSCD 北大核心 2007年第6期14-18,共5页

利用超声衰减谱的测量,可以获得泥沙中颗粒粒度分布信息。采用超声耦合相模型和Bouguer-Lambert-Beer-Law散射模型的叠加描述河流泥沙中超声衰减行为,宽频超声换能器测量得到2MHZ至7MHZ间泥沙声衰减谱,结合独立模式的最优正则化反演算法... 利用超声衰减谱的测量,可以获得泥沙中颗粒粒度分布信息。采用超声耦合相模型和Bouguer-Lambert-Beer-Law散射模型的叠加描述河流泥沙中超声衰减行为,宽频超声换能器测量得到2MHZ至7MHZ间泥沙声衰减谱,结合独立模式的最优正则化反演算法,获得了体积浓度4.5%,12.4%,15.8%下泥沙的颗粒粒度分布。结果表明,超声衰减谱法能在体积浓度直至15.8%的高浓度条件下获得泥沙颗粒粒度分布,并且测量得到的平均粒度受浓度变化影响较小。将超声法测量结果与光学图像法测量结果相比较,两种测量方法得到的结果较为吻合。 展开更多

关键词 超声衰减谱法 泥沙 粒度分布 声衰减 反演算法

在线阅读 下载PDF 职称材料

基于中低频超声波的纳米颗粒粒径测量 被引量：1

8

作者 侯怀书 张锁怀 《机械工程材料》 CAS CSCD 北大核心 2011年第5期80-82,100,共4页

以ECAH理论模型为基础研究了基于中低频超声波测量纳米TiO2颗粒在分散液中平均粒径及粒径分布的测量理论和试验方法,通过建立起纳米颗粒粒径分布与超声衰减谱之间的关系,利用最优正则优化算法反演得到纳米颗粒的粒径分布。结果表明:该... 以ECAH理论模型为基础研究了基于中低频超声波测量纳米TiO2颗粒在分散液中平均粒径及粒径分布的测量理论和试验方法,通过建立起纳米颗粒粒径分布与超声衰减谱之间的关系,利用最优正则优化算法反演得到纳米颗粒的粒径分布。结果表明:该方法的测量结果与透射电镜图像测量以及高速离心沉降纳米粒径分析仪的测量结果吻合较好,表明了该方法测量纳米颗粒粒径分布的可行性与可靠性。 展开更多

关键词 粒径分布 超声衰减谱 反演

在线阅读 下载PDF 职称材料

矩形窄通道中气液混合物超声颗粒检测实验与分析

9

作者 胡永攀 陶乐仁 +2 位作者 黄理浩 郑志皋 李庆普 《制冷学报》 CAS CSCD 北大核心 2016年第6期85-90,112,共7页

本文以去离子水为工质,将超声颗粒检测系统应用于两相流传热过程,利用超声衰减谱法对垂直矩形窄通道中流动沸腾气液两相流进行了测量,通过理论模型和反演算法分别得到质量流量2.22 kg/(m^2·s)、2.86 kg/(m^2·s)和3.49 kg/(m^2... 本文以去离子水为工质,将超声颗粒检测系统应用于两相流传热过程,利用超声衰减谱法对垂直矩形窄通道中流动沸腾气液两相流进行了测量,通过理论模型和反演算法分别得到质量流量2.22 kg/(m^2·s)、2.86 kg/(m^2·s)和3.49 kg/(m^2·s)下的超声衰减谱及矩形窄通道出口处的气泡尺寸分布和含气率(干度)。实验结果表明:一定质量流量下,随着加热功率的增大,同一超声频率下的超声衰减系数增大,D50值增大,尺寸分布变宽;同一工况下,随着质量流量的增大,D50值减小,尺寸分布高度增大,带宽减小;超声检测系统测量的干度较理论值偏大,干度较小时,偏差较小,比较适用;干度增大,偏差增大,需要适当调整模型。 展开更多

关键词 两相流 超声波 含气率 超声衰减谱 气泡尺寸分布

在线阅读 下载PDF 职称材料

混凝土缺陷超声参数的模糊聚类与判别分析

10

作者 韩继红 李为杜 《上海建材学院学报》 CSCD 1993年第2期176-181,共6页

本文以超声声时、振幅、波形作为综合评定混凝土缺陷研究的基础,开展了对超声接收信号首波幅值的研究和波形的频谱分析。综合采用声速、衰减值、频谱分析主频值三超声参量作为判别变量,运用模糊聚类和多组判别分析方法,探求对混凝土模... 本文以超声声时、振幅、波形作为综合评定混凝土缺陷研究的基础,开展了对超声接收信号首波幅值的研究和波形的频谱分析。综合采用声速、衰减值、频谱分析主频值三超声参量作为判别变量,运用模糊聚类和多组判别分析方法,探求对混凝土模拟疏松、孔洞缺陷进行分类判别的可行性,并且依据所得的判别数据库对待判样品的所属缺陷类别作出了评判。 展开更多

关键词 超声 声速 混凝土 模糊聚类分析

在线阅读 下载PDF 职称材料

高浓度纳米颗粒悬浮液粒径的超声在线测量方法研究 被引量：7

11

作者 胡边 苏明旭 蔡小舒 《高校化学工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第4期901-904,共4页

为研究高浓度纳米颗粒悬浮液的粒径分布表征,引入超声谱高浓度颗粒粒径测量理论(核壳模型),同时搭建了一套超声法高浓度悬浮液粒径测量实验装置,并进行理论模型的实验验证,测得体积浓度为10%至30%的纳米铟锡金属氧化物(Indium Tin Oxide... 为研究高浓度纳米颗粒悬浮液的粒径分布表征,引入超声谱高浓度颗粒粒径测量理论(核壳模型),同时搭建了一套超声法高浓度悬浮液粒径测量实验装置,并进行理论模型的实验验证,测得体积浓度为10%至30%的纳米铟锡金属氧化物(Indium Tin Oxides,ITO)水性悬浮液的超声衰减,通过数据反演技术最终获取样品的颗粒粒径分布。结果表明:高浓度纳米颗粒悬浮液中声衰减系数随浓度增加但偏离线性递增趋势,与核壳模型数值模拟更接近。同时,粒径反演的结果与高速离心沉降法也较为吻合。 展开更多

关键词 超声衰减谱 粒径分布 高浓度 纳米颗粒 悬浮液

在线阅读 下载PDF 职称材料

超声法纳米颗粒悬浮液粒径测量中温度影响的实验研究 被引量：2

12

作者 胡边 苏明旭 蔡小舒 《中国测试》 CAS 北大核心 2013年第2期64-68,共5页

针对医药、化工领域高浓度纳米悬浮液颗粒粒径超声检测中温度影响,采用超声衰减谱法(UAS)对体积浓度30%的纳米铟锡金属氧化物(ITO)水性悬浮液在循环流速800 r/min,温度298～358 K时颗粒粒径分布进行实验。结果表明:温度升高,超声幅值A减... 针对医药、化工领域高浓度纳米悬浮液颗粒粒径超声检测中温度影响,采用超声衰减谱法(UAS)对体积浓度30%的纳米铟锡金属氧化物(ITO)水性悬浮液在循环流速800 r/min,温度298～358 K时颗粒粒径分布进行实验。结果表明:温度升高,超声幅值A减小,超声衰减系数增大,颗粒中位径D50增大,颗粒系分布曲线整体朝大颗粒方向偏移,但是分布宽度保持稳定的趋势。同时,将室温(298K)测量结果与CPS离心沉降颗粒测量仪对比,结果较吻合。通过线性回归的方法修正温度对测量结果的影响,超声衰减法能够应用于358K的高温下高浓度纳米颗粒检测。 展开更多

关键词 粒径分布 超声衰减谱 纳米颗粒 悬浮液 温度影响

在线阅读 下载PDF 职称材料

基于超声的聚乙烯热老化程度评价 被引量：7

13

作者 张世玮 侯怀书 +4 位作者 钱瑞福 陈朝雷 岳志强 赵志繁 侯怀书(导师) 《机械工程材料》 CAS CSCD 北大核心 2019年第12期41-45,共5页

以在80℃老化不同时间(120,240,360h)的聚乙烯(PE)管为对象,通过冲击强度的变化分析其老化状态;利用短时傅里叶变换(STFT)获取不同热老化试样的超声声速谱和衰减谱,建立超声声速、超声衰减系数与冲击强度间的关系,并计算得到聚乙烯的相... 以在80℃老化不同时间(120,240,360h)的聚乙烯(PE)管为对象,通过冲击强度的变化分析其老化状态;利用短时傅里叶变换(STFT)获取不同热老化试样的超声声速谱和衰减谱,建立超声声速、超声衰减系数与冲击强度间的关系,并计算得到聚乙烯的相对冲击强度以进行老化评价。结果表明:随着热老化时间的延长,聚乙烯的冲击强度以及超声声速和衰减系数均减小,冲击强度与超声声速和衰减系数均满足一定的二次函数关系;由超声声速和衰减系数计算得到的冲击强度与试验测试结果的相对误差均在2%以内,说明可以利用超声检测参量对聚乙烯的热老化程度进行无损评价。 展开更多

关键词 聚乙烯 热老化 超声声速谱 衰减谱 短时傅里叶变换 冲击强度

在线阅读 下载PDF 职称材料

水电厂汽轮机油颗粒度的超声衰减谱法研究 被引量：3

14

作者 胡边 张宏治 魏宇明 《人民长江》 北大核心 2015年第3期94-98,共5页

在湖南洪江水力发电厂2号机组检修中,采用超声衰减谱法对轴承油系统和调速器系统的汽轮机油的颗粒度进行了分析。结果表明,调速器系统中汽轮机油的颗粒度小于轴承油系统的;从粒径分布可知,调速器系统的油质符合要求,而对于轴承系统中重... 在湖南洪江水力发电厂2号机组检修中,采用超声衰减谱法对轴承油系统和调速器系统的汽轮机油的颗粒度进行了分析。结果表明,调速器系统中汽轮机油的颗粒度小于轴承油系统的;从粒径分布可知,调速器系统的油质符合要求,而对于轴承系统中重力油箱需考虑更换过滤器、轴承油箱需排油清污及清理管路等。与显微镜法测量结果对比,在某一范围内,观测颗粒度占比不同,显微镜法的颗粒度不够连续,而超声衰减谱法测量结果误差较小,更符合实际情况。 展开更多

关键词 颗粒度 汽轮机油 油质分析 超声衰减谱法

在线阅读 下载PDF 职称材料

猝发叠加超声颗粒粒径表征方法研究 被引量：2

15

作者 顾建飞 葛师语 +2 位作者 陈晓兰 贾楠 顾亚 《中国测试》 CAS 北大核心 2021年第5期33-38,共6页

超声法颗粒粒径表征中,超声衰减谱的特征如谱宽、频率数,非常重要。为获取理想声衰减谱,提出一种猝发叠加波,该方法可实现对成分波的频率和能量可控。为对比叠加波与传统脉冲波、单频波在粒径表征方面的区别,设计对应激励方式的测试系... 超声法颗粒粒径表征中,超声衰减谱的特征如谱宽、频率数,非常重要。为获取理想声衰减谱,提出一种猝发叠加波,该方法可实现对成分波的频率和能量可控。为对比叠加波与传统脉冲波、单频波在粒径表征方面的区别,设计对应激励方式的测试系统。通过采用一对中心频率15 MHz的宽带压电换能器,对3种不同粒径分布的聚苯乙烯试剂进行测试,并利用正则化优化算法,反演出样品颗粒粒径分布。结果表明:超声衰减谱的范围和超声频率数对粒径反演有明显影响;对颗粒粒径较大的情形,传统激励方式未获得理想的衰减谱,而猝发叠加波可有效增加频率数并拓宽衰减谱范围。通过不同激励方式测量结果与显微镜分析对比,猝发叠加波测量的粒径分布结果与实际分布更接近。 展开更多

关键词 超声 衰减谱 颗粒 反演 粒径表征

在线阅读 下载PDF 职称材料