基于FTIR的XLPE电缆缓冲层烧蚀缺陷特征气体检测技术及应用

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作者 李晓杉 汤晓君 +3 位作者 陈厚清 李建英 高建 任志刚 《高电压技术》 北大核心 2025年第2期678-685,共8页

缓冲层烧蚀缺陷是导致高压交联聚乙烯(cross-linked polyethylene,XLPE)电缆故障的重要原因。然而,目前尚无在电缆运行现场对该缺陷的有效检测方法。为了提高XLPE电缆缓冲层烧蚀缺陷的检出率、检测速度、安全性和便携性,研究了CH4、C2H6... 缓冲层烧蚀缺陷是导致高压交联聚乙烯(cross-linked polyethylene,XLPE)电缆故障的重要原因。然而,目前尚无在电缆运行现场对该缺陷的有效检测方法。为了提高XLPE电缆缓冲层烧蚀缺陷的检出率、检测速度、安全性和便携性,研究了CH4、C2H6、C2H4、C2H2、CO和H2特征气体与缓冲层烧蚀缺陷的关系,提出了一种基于傅里叶变换红外光谱的XLPE电缆缓冲层烧蚀缺陷特征气体检测技术,并研制了缓冲层烧蚀特征气体检测装置。分别通过环境监测、混合气体检测和模拟烧蚀气体检测验证该方法和装置的性能。最后,将该装置应用于220 kV的XLPE电缆故障现场,进一步验证该方法的可行性。结果表明,温度、湿度、压力测量结果准确,误差均小于10%;特征气体的体积分数检测误差均小于7%,检测周期小于1 min;特征气体的体积分数均与烧蚀时间正相关,能够表征缓冲层的烧蚀缺陷。同时,现场应用结果进一步表明,该方法能够有效用于现场缓冲层烧蚀缺陷的特征气体检测,为缓冲层烧蚀缺陷的快速诊断提供有力支撑。 展开更多

关键词 缓冲层 烧蚀缺陷 XLPE电缆 特征气体 傅里叶变换红外光谱

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超声波液体推进剂气泡检测技术研究综述

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作者 谭鸿强 张建明 +5 位作者 杨娟 赵一鹤 李大海 王久洪 李支康 赵立波 《火箭推进》 北大核心 2024年第6期52-68,共17页

液体推进剂混入气泡会对发动机的启动和稳定运行产生影响,可能导致发动机突然熄火,造成重大的安全事故和经济损失。因此,准确检测液体推进剂中的气泡具有重要的意义。首先总结了液体推进剂中气泡的形成原因和发展过程。进一步,对现有气... 液体推进剂混入气泡会对发动机的启动和稳定运行产生影响,可能导致发动机突然熄火,造成重大的安全事故和经济损失。因此,准确检测液体推进剂中的气泡具有重要的意义。首先总结了液体推进剂中气泡的形成原因和发展过程。进一步,对现有气泡检测方法的原理、特点以及研究现状进行详细讨论,指出了超声波检测技术在液体推进剂气泡检测的优势。详细阐述了超声波多普勒、超声波衰减、超声波层析的气泡测量原理,并总结了超声气泡检测技术的研究现状以及未来发展的趋势。通过对气泡形成和发展、现有气泡检测方法、超声波气泡检测技术等的介绍和展望,为液体推进剂气泡检测技术发展和后续研究提供了重要参考。 展开更多

关键词 液体推进剂 气泡检测 超声波检测 超声气泡检测

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多约束鲁棒非负矩阵分解的冲击特征频带自适应分解方法

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作者 梁霖 崔旭军 +1 位作者 胡文昊 代普淼 《西安交通大学学报》 北大核心 2025年第4期171-179,192,共10页

针对非负矩阵分解(NMF)在轴承故障的冲击振动频带分解中存在能量导向引起的频带混叠问题,提出了一种面向冲击故障频带自适应分解的多约束鲁棒非负矩阵分解方法。首先,采用β散度自适应加权的误差函数来避免信号未知分布引起的风险,以信... 针对非负矩阵分解(NMF)在轴承故障的冲击振动频带分解中存在能量导向引起的频带混叠问题,提出了一种面向冲击故障频带自适应分解的多约束鲁棒非负矩阵分解方法。首先,采用β散度自适应加权的误差函数来避免信号未知分布引起的风险,以信号频带数量作为分解秩的选择参考,通过对基矩阵施加正交约束实现自适应频带划分;其次,结合周期冲击响应时频谱的光滑频域和稀疏时域的特性,引入具有良好物理意义的光滑、稀疏约束,构建了面向振动时频谱的多约束鲁棒非负矩阵分解模型;最后,借助正则化技术和Stiefel流形优化方法设计了求解算法。仿真和实验结果表明,与多种NMF方法和典型频带选择方法相比,在面对缺陷引起的微弱冲击时,低频区间中往往存在着多种干扰源影响,所提分解模型能准确提取出高频区间的冲击响应频带,避免了能量导向的传统频带分解方式不足,约束项的引入则有效地提升了NMF的求解结果,增强了NMF方法在冲击特征频带微弱时的辨识能力。 展开更多

关键词 冲击特征频带 非负矩阵分解 多约束 频带分解

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六硝基六氮杂异伍兹烷微球的声流控制备工艺及性能表征

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作者 刘硕 程许 +3 位作者 王燕兰 张松 张传禹 韦学勇 《西安交通大学学报》 EI CAS 北大核心 2025年第1期183-193,共11页

针对当前六硝基六氮杂异伍兹烷(CL-20)微球制备中粒径较大且均匀性差的问题,提出了一种能够控制液滴生成模式的声流控技术。该技术将液滴微流控技术与声表面波技术相结合,提高了含能乙酸乙酯液滴的尺寸均匀性,利用溶剂-非溶剂重结晶法... 针对当前六硝基六氮杂异伍兹烷(CL-20)微球制备中粒径较大且均匀性差的问题,提出了一种能够控制液滴生成模式的声流控技术。该技术将液滴微流控技术与声表面波技术相结合,提高了含能乙酸乙酯液滴的尺寸均匀性,利用溶剂-非溶剂重结晶法制备了微米级CL-20/NC含能微球。采用高速相机对液滴生成过程进行监测,结果显示,声表面波技术能有效控制液滴生成模式的转变,避免液滴生成过程中因材料析出和通道堵塞等原因引起的液滴生成模式的不可控转变,实现了液滴均匀连续的生成。使用场发射扫描电镜对具有不同CL-20含量、不同NC含量和不同粒径的微球形貌进行了表征,结果显示,通过降低CL-20含量、增加NC含量或增大微球粒径等方式,可以降低微球的表面粗糙度,减少表面缺陷,同时在声表面波技术辅助下,微球粒径变异系数从39.33%降至7.51%,极大地提高了微球的均匀性。通过X射线衍射仪和热质量分析仪对具有不同粒径的CL-20/NC微球的晶体结构和热力学性能进行了表征,结果显示,中位粒径为20μm的微球(分解峰温为229.04℃)的热稳定性优于中位粒径为7μm的微球(分解峰温为228.22℃)的热稳定性,而中位粒径为7μm的微球的反应剧烈程度与能量密度较大,其损失质量率(84.3%)和放热量(12.05 mW/mg)均高于中位粒径为20μm的微球的损失质量率(80.2%)和放热量(8.84 mW/mg)。声流控技术成功制备了粒径更小且均匀性显著提高的CL-20/NC含能微球,为高能量密度材料的优化设计与应用提供了重要参考。 展开更多

关键词 声流控技术 CL-20/NC含能微球 粒径变异系数 热力学性能

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立式潜水泵轴承磨损故障试验与多源信号特征

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作者 王楷瑞 吴刚 +3 位作者 张宇骞 米勇 刁鑫 侯成刚 《排灌机械工程学报》 北大核心 2025年第5期441-447,共7页

为了研究立式潜水泵在轴承磨损情况下的故障特征,以井用潜水泵为研究对象,构建多源状态监测系统,加工与选取轴承故障件,开展故障试验,采集潜水泵多工况下的电压、电流、振动与温度信号,分析信号的时域与频域特征.通过定制游隙增大轴承... 为了研究立式潜水泵在轴承磨损情况下的故障特征,以井用潜水泵为研究对象,构建多源状态监测系统,加工与选取轴承故障件,开展故障试验,采集潜水泵多工况下的电压、电流、振动与温度信号,分析信号的时域与频域特征.通过定制游隙增大轴承与选取服役失效轴承构建典型故障样本,搭建包含井上电气信号监测系统与井下机械信号采集装置的综合测试平台,试验系统同步采集三相电压与电流、径向与轴向振动、电动机温度及出口压力等多源信号,覆盖20%~160%额定流量工况范围.结果表明:定制故障轴承与服役失效轴承在各类信号上的特征相近;振动信号特征表现显著,振动峰峰值增大,径向振动的转频幅值显著增大,轴向振动表现为转频倍频的增大,在电流信号上则表现为对4倍频的转频调制. 展开更多

关键词 立式潜水泵 轴承磨损 故障检测 振动信号 电流信号

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谷物品质在线检测:基于近红外光谱的建模与迁移

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作者 崔晨昊 樊晨 《粮油食品科技》 北大核心 2025年第3期74-84,I0012,共12页

谷物作为全球粮食供应的基础,其品质检测对保障食品安全和提高生产效率至关重要。传统的实验室方法虽准确,但耗时且成本高,难以满足在线实时检测的需求。近红外(NIR)光谱技术以其快速、无损、多指标同步检测的优势,在谷物品质检测领域... 谷物作为全球粮食供应的基础,其品质检测对保障食品安全和提高生产效率至关重要。传统的实验室方法虽准确,但耗时且成本高,难以满足在线实时检测的需求。近红外(NIR)光谱技术以其快速、无损、多指标同步检测的优势,在谷物品质检测领域得到广泛应用。然而,NIR光谱数据的高维性、复杂性以及不同仪器、环境和样品间的差异,对建模方法和模型迁移提出了挑战。本文综述了近红外光谱技术在谷物食品品质在线检测中的应用,系统梳理了从传统线性建模(如偏最小二乘回归)、非线性建模(如支持向量机、人工神经网络)到深度学习方法(如卷积神经网络)的发展历程,探讨了模型迁移技术在解决仪器间差异、环境变化和样品多样性等问题中的策略、挑战与最新进展,包括有标样和无标样模型迁移方法。此外,总结了NIR技术在实际工业应用中的挑战、经验和未来研究方向,旨在为近红外技术在谷物行业的广泛应用提供参考。 展开更多

关键词 近红外光谱 谷物质量 在线检测 化学计量学 模型迁移 深度学习

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基于机器视觉的钢轨表面面型缺陷分类实验设计 被引量：5

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作者 李珂嘉 张璐薇 +3 位作者 马跃洋 尹昱东 杨帆 张璐 《实验室研究与探索》 CAS 北大核心 2024年第3期122-127,134,共7页

随着城市轨道交通的飞速发展,实现钢轨表面缺陷实时检测对铁路行业稳步发展意义重大。如何实时检测钢轨表面缺陷是保障铁路运行安全亟须解决的一个关键问题。鉴于此,设计了一套基于机器视觉的钢轨表面缺陷检测实验仿真方法。搭建图像采... 随着城市轨道交通的飞速发展,实现钢轨表面缺陷实时检测对铁路行业稳步发展意义重大。如何实时检测钢轨表面缺陷是保障铁路运行安全亟须解决的一个关键问题。鉴于此,设计了一套基于机器视觉的钢轨表面缺陷检测实验仿真方法。搭建图像采集、图像预处理和缺陷分类等模块;提出自拟合亮度调整算法完成像素值统计,得到清晰的缺陷特征图像;用750组数据训练网络权值,实现缺陷分类预测;经过数据分析和误差评估,识别准确率在90%以上,相关系数高达0.96,单幅图像平均耗时1.267 s,测试表明,所提方法能准确、高效地实现钢轨表面缺陷信息的缺陷分类与识别。 展开更多

关键词 钢轨表面缺陷检测 机器视觉 图像处理 缺陷分类

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水凝胶力学性能强化及典型应用研究进展 被引量：1

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作者 秦广照 贾博清 +5 位作者 王斌 王佳翔 芦继健 赵康 李支康 赵立波 《应用力学学报》 CAS CSCD 北大核心 2024年第3期485-498,共14页

水凝胶在生物医学、脑机接口、传感器、制动器等高科技领域具有广泛的应用前景。然而,水凝胶在面对不同应用环境时仍存在力学性能上的挑战,包括易发生拉伸断裂、塑性变形以及疲劳破坏等问题,这严重限制了其应用范围。为了增强水凝胶的... 水凝胶在生物医学、脑机接口、传感器、制动器等高科技领域具有广泛的应用前景。然而,水凝胶在面对不同应用环境时仍存在力学性能上的挑战,包括易发生拉伸断裂、塑性变形以及疲劳破坏等问题,这严重限制了其应用范围。为了增强水凝胶的力学性能以适应不同的工作条件,本研究对当前不同组分水凝胶所具备的力学性能以及多种力学强化水凝胶的典型应用进行了综述。首先,对水凝胶的成分构成进行了介绍,包括天然聚合物水凝胶和合成聚合物水凝胶等。进而,通过系统总结不同水凝胶的力学特性和强化方式,深入剖析了抗拉强度、黏接强度和疲劳阈值等力学性能的优化途径。最后,指明了具有优秀力学性能水凝胶相应的应用场景,并对未来的发展方向进行了展望。本综述提供了水凝胶力学性能提升的多元化视角和解决方案,为设计特定需求的新型水凝胶材料提供了科学指导。 展开更多

关键词 水凝胶 力学性能 组成成分 应用场景

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飞秒激光脉冲作用熔石英的超快传热动力学研究

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作者 余方锐 杜广庆 +3 位作者 Waqas AHMAD 陆宇 杨青 陈烽 《应用光学》 CAS 北大核心 2024年第3期529-536,共8页

飞秒激光具有超短脉冲宽度、超高峰值功率的特点,飞秒激光与物质作用表现出的非线性吸收和低热扩散特性,使其在高精密微纳器件加工中有着重要的应用前景。建立了针对飞秒激光脉冲与熔石英作用的瞬态光电离以及非平衡传热的超快动力学模... 飞秒激光具有超短脉冲宽度、超高峰值功率的特点,飞秒激光与物质作用表现出的非线性吸收和低热扩散特性,使其在高精密微纳器件加工中有着重要的应用前景。建立了针对飞秒激光脉冲与熔石英作用的瞬态光电离以及非平衡传热的超快动力学模型。通过数值求解该模型获得了飞秒激光单脉冲作用熔石英的载流子密度和非平衡电子与声子温度的时空演化;得到了在非平衡态条件下,电声耦合时间随激光能量密度、脉冲宽度的近线性调控规律。进一步研究得到了瞬态电子热导、热容、电声耦合系数的变化规律,并对上述模拟现象进行了分析和探讨。 展开更多

关键词 飞秒激光脉冲 瞬态光电离 超快传热 双温模型

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基于层流效应的被动式颗粒分离微流控方法研究

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作者 刘律 刘洁茹 +1 位作者 范亮亮 赵亮 《化工学报》 EI CSCD 北大核心 2024年第S01期67-75,共9页

微颗粒分离在能源化工、生物医学等领域中具有重要应用价值。基于层流效应,设计了一种新型的被动式颗粒分离微流控方法,并系统研究了流动参数、流体物性、颗粒属性等因素对微颗粒分离的影响。研究结果表明,该微流控方法能够成功实现不... 微颗粒分离在能源化工、生物医学等领域中具有重要应用价值。基于层流效应,设计了一种新型的被动式颗粒分离微流控方法,并系统研究了流动参数、流体物性、颗粒属性等因素对微颗粒分离的影响。研究结果表明,该微流控方法能够成功实现不同尺寸微颗粒的高效分离。流量比和颗粒粒径对颗粒分离效果影响显著,随着流量比和颗粒粒径差异的增加,颗粒分离效率和分离纯度升高。总流量和流体物性对颗粒分离影响较弱。该新型微流控方法具有结构和操作简单、分离精度高、适用性广等优点,在能源化工、生物医学等领域具有巨大的应用潜力。 展开更多

关键词 微流控 液固两相流 颗粒分离 层流 微通道

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2~10μm台阶高度标准物质候选物的研制和质量评价

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作者 柳迪 王琛英 +6 位作者 张雅馨 王云祥 王松 陈伦涛 王永录 朱楠 蒋庄德 《计量学报》 CSCD 北大核心 2024年第3期305-310,共6页

微米台阶高度标准物质用于校准仪器z轴性能,传递准确的微米高度量值。利用光刻结合干法刻蚀工艺实现公称高度为2,5,10μm台阶高度标准物质候选物的制备,并对台阶高度、粗糙度和上下表面平行度进行表征。使用激光共聚焦显微镜和非球面测... 微米台阶高度标准物质用于校准仪器z轴性能,传递准确的微米高度量值。利用光刻结合干法刻蚀工艺实现公称高度为2,5,10μm台阶高度标准物质候选物的制备,并对台阶高度、粗糙度和上下表面平行度进行表征。使用激光共聚焦显微镜和非球面测量仪进行测量,基于双边算法、直方图法、ISO算法和光学显微解耦合准则(LEL)法对台阶高度进行评定,对于同一标准物质候选物各评定方法间的标准差均不超过0.024μm,台阶高度评定值的相对偏差均在5%以内,表明不同算法的评定结果一致性水平较高且量值可靠;不同仪器的评定结果对比,说明了评定方法之间也具有良好的一致性;同时,粗糙度不超过0.04μm,上下表面平行度不超过0.03°,验证了标准物质候选物制备效果良好。 展开更多

关键词 微米计量 台阶高度标准物质 干法刻蚀 粗糙度 平行度

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气质联用法测定苯胺灵残留量实验教学 被引量：1

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作者 张璐薇 李珂嘉 +2 位作者 王鸿伟 赵宏 彭锦峰 《实验室研究与探索》 CAS 北大核心 2023年第6期194-197,261,共5页

以食品化学实验课蔬菜中苯胺灵残留量的测定——气相色谱串联质谱法的实验为例,就测定苯胺灵残留量的样品制备、提取、净化、浓缩、上机测定及数据处理等实验教学全流程中应注意的问题及教学方法进行了研究。学生通过测定蔬菜中苯胺灵... 以食品化学实验课蔬菜中苯胺灵残留量的测定——气相色谱串联质谱法的实验为例,就测定苯胺灵残留量的样品制备、提取、净化、浓缩、上机测定及数据处理等实验教学全流程中应注意的问题及教学方法进行了研究。学生通过测定蔬菜中苯胺灵残留量的实验,既能理解和掌握食品分析仪器的基本原理,同时可以提升对复杂流程实验的全局掌控能力,真正学会“粗细结合、关注核心”的职业习惯。 展开更多

关键词 气质联用法 苯胺灵残留量测定 实验教学 操作规程

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拱坝变形自动监测悬丝式高精度光电倾角传感器研究

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作者 刘弹 姚孟迪 +6 位作者 李向前 师义成 屈凯 李川 卫栋梁 杨青 李燚 《应用光学》 2025年第4期895-902,共8页

针对大型拱坝链式三维变形测量系统的需求,确定了倾角传感器的技术指标,研究了基于悬丝的高精度光电倾角传感器方案。利用非相干准直光束形成测量光场,将悬丝的阴影光斑经过光学系统放大,形成清晰的影像,投影到线阵CCD(chargecoupleddev... 针对大型拱坝链式三维变形测量系统的需求,确定了倾角传感器的技术指标,研究了基于悬丝的高精度光电倾角传感器方案。利用非相干准直光束形成测量光场,将悬丝的阴影光斑经过光学系统放大,形成清晰的影像,投影到线阵CCD(chargecoupleddevice);根据光斑位置测量原理,得到阴影光斑的位移值,反求出测点的倾角值;同时,针对长周期的现场运行需求,设计了二维高精度光电倾角传感器结构。测试结果表明:传感器的分辨率和量程指标满足设计要求,可实现量程3093"、精度0.432"的高精度倾角测量。 展开更多

关键词 拱坝 三维变形 链式测量 线阵CCD 倾角传感

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