MF-16K型电磁成形机的研制及其在弹箭装配中的应用

论述了电磁成形机研制的技术关键及MF—16K型电磁成形机的设计原则、线路原理与特色,并且概述了放电回路冲击大电流波形的测量结果。此机稳定可靠、实用安全、性价比高,是目前完全国产化的能量等级最大的电磁成形机(16KJ)。还针对某军工厂的两种具体弹箭产品,设计制作了相应的成形线圈和集磁器,进行电磁成形装配。效果良好,优于机械装配。     

自供电式同步翻转电荷提取电路的优化设计

目的 解决现有接口电路俘能效率低、开关控制电路模块结构复杂等问题。方法 基于电压翻转及电荷提取技术,提出一种自供电式同步翻转电荷提取的压电能量俘获电路(Self-Powered Optimized Synchronous Inversion and Charge Extraction Circuit,SP-OSICE)。该电路设计了2个电压峰值检测电路,检测压电换能器两端电压峰值,并在正峰值处进行一次电压翻转,然后在负峰值处采用同步电荷提取方法,提取压电换能器寄生电容上储存的电荷,提高能量的收集效率。结果 在低负载区,SP-OSICE电路的输出功率略低于SICE电路的输出功率,随着负载电压的增大,SP-OSICE电路的输出功率略高于SICE电路,且可达到全桥整流电路最大输出功率的6倍以上。结论 SP-OSICE电路优化了SICE电路中的开关控制策略,无需整流桥结构,提高了接口电路的输出功率。整体电路采用自供电设计,无需外部辅助电路控制晶体管通断,降低了电路结构的复杂性。仿真和实验结果均验证了SP-OSICE电路的优势。     

能量注入对放电等离子体去除气相苯系物的影响

采用正极性高压直流供电和串齿线放电极——管式接地极构成的放电等离子体反应器,研究了苯系物（苯、甲苯和对二甲苯）去除效率与供电电压之间的关系,以及放电极齿轮数对苯系物去除效率、COx（CO2＋CO）生成量和能量效率的影响。研究结果表明,苯系物的去除效率、COx生成量皆随电压升高而增大。随着电压升高,能量效率先升后降,当电压为11kV左右时,能量效率最高。对应放电齿轮数为31的苯系物去除效率、COx生成量和能量效率皆高于放电齿轮数为55或7,这表明对应特定的等离子体反应器,有一最佳放电齿数匹配。     

温度对GEO轨道太阳电池阵静电放电影响规律研究

由于GEO轨道空间环境的特殊性,温度、辐照电子能量和束流密度等环境因素会对处于该轨道的航天器太阳电池阵充放电效应造成影响,为掌握GEO轨道太阳电池阵静电放电影响规律,以航天器太阳电池阵为研究对象,对太阳电池阵机理和研究现状进行分析的基础上,设计了太阳电池阵静电放电试验电路,确定了太阳电池阵静电放电试验参数与试验程序,重点开展了一定电子能量和束流密度条件下环境温度因素对太阳电池阵静电放电特性试验研究,获得了环境因素对太阳电池阵静电放电的影响规律。研究表明,静电放电频率、放电电流幅值与环境温度相关,温度越高,放电频率越小,放电电流幅值相应减小,放电电流主要能量集中在10 MHz以下频段。研究成果可为航天器静电放电效应分析和防护设计提供参考。     

塑料瓶的电磁成形封口研究

对塑料瓶的电磁成形封接工艺进行研究，通过对放电电压、电容、线圈位置等参数进行调节，得出了优化的封口工艺。试验结果表明线圈位置，电压对封口效果影响较大。     

放电等离子体降解三氯乙烯

采用2种放电方式和2种反应器对三氯乙烯进行降解,脉冲放电和交流放电均对三氯乙烯有较好的降解效果,且电压越高降解率越大.对脉冲放电,当气体停留时间为15s、三氯乙烯初始浓度1350mg/m³、电压42kV时空腔式反应器对三氯乙烯的降解率接近100%;对交流放电,使用32kV的电压可使降解率达98%,且频率越高降解效果越好.与脉冲放电相比,交流放电的功率消耗量大、能量利用率低,且填充式反应器的能量利用率也低于空腔式反应器.对于空腔式反应器,三氯乙烯降解率达80%时所需的脉冲和交流放电能量消耗分别为4.9W·h/m³和116W·h/m³.     

大气压气体放电电磁辐射特性研究

大气压气体放电技术在材料改性、生物医学以及环境污染治理领域广泛应用。然而,气体放电过程存在由大量瞬态脉冲电流衍生的电磁辐射。基于安全防护和提高能效的目的,掌握大气压气体放电过程的电磁辐射特性以及影响规律成为了亟需解决的问题。针对刷状放电和丝状放电两种常见的气体放电模式,系统考察了电磁频谱分布特性及电压和频率对其影响规律。结果表明刷状放电和丝状放电的特征谱峰分布范围分别在6～74.2 MHz和6～150 MHz。丝状放电的电压及频率对电磁辐射频谱分布及强度影响较小,而增加刷状放电的电压和频率则能有效降低电磁辐射强度。此外,增加丝状放电区域会引起电磁辐射频谱范围及辐射强度增大。     

非平衡等离子体降解两种不同VOCs的研究

实验以甲醛和苯乙烯为研究对象,采用介质阻挡放电,考察了放电电压、初始浓度和停留时间对他们降解率的影响,并对两者的能耗进行了分析。研究发现甲醛和苯乙烯的降解率随放电电压、初始浓度和停留时间的增大均呈现不同的变化趋势:随着放电电压和停留时间的增大,甲醛的降解率较苯乙烯增加得慢,且达到一定值后有趋于平缓的趋势;而当初始浓度增大时,甲醛的降解率先增大后减小,出现一个最佳降解浓度区域,苯乙烯的降解率则直接快速减小;在输入的能量较高时,苯乙烯的能量利用率更高。     

无线电引信电磁辐射能量耦合路径研究

目的为了确定外界电磁能量究竟如何进入到引信电路内部,针对无线电引信的电磁能量耦合路径进行系统研究。方法通过对多种引信进行不同形式的连续波、强电磁脉冲电磁辐照效应试验,对比引信天线、孔缝、弹体、电源模块等部位的能量耦合可能性。分析连续波、强电磁脉冲电磁环境对无线电引信作用的耦合规律。结果确定了电磁信号类型和引信接地结构是影响电磁能量耦合通道的关键因素,揭示了前门耦合是连续波电磁辐射环境的最主要方式。结论弹体或引信前端与电路共地的金属部件是强电磁脉冲辐射环境的主要能量路径,从而为无线电引信抗电磁性能加固的实施提供了有益参考。     

低温等离子体分解脱除NO影响因素研究

为优化低温等离子体反应器设计、提高NO分解率,在低放电电压下通过改变介质阻挡放电参数(放电电压、介质材料、放电间隙等)考察其对分解NO的影响.研究结果表明:在低电压范围条件下(≤6.5 kV),放电电压对提高NO分解率的效果是非线性的,其影响随电压的升高而减弱;选择介电常数较大的介质材料更易获得较高的分解率;当反应器其它特征参数确定后,放电间隙并非越小越好,而是存在一个最佳值;实际应用中,应选用二次电子发射系数较大的电极材料;NTP反应器中加入填充材料不仅具有吸附和存储性能,还具有介质阻挡放电的功能,选择适合的填充材料能更大程度地提高能量利用率,提高NO分解率.     

空间高轨高压太阳电池阵静电防护技术研究

目的提高太阳电池阵的可靠性。方法对空间用高轨高压太阳电池阵的静电防护技术进行试验研究,通过外加电弧的方式对太阳电池试验件进行一次放电模拟试验,通过电子注入模拟高轨等离子体环境,采用单一电子能量模拟多能谱能量的环境,对太阳电池阵二次放电进行摸底试验。结果一次放电对太阳电池试验件无影响,二次放电发生时,太阳电池串之间电压的阈值为80 V,二次放电会对太阳电池串输出功率造成一定影响。结论在太阳电池阵设计过程中,控制太阳电池串之间的并联间隙为1 mm,相邻太阳电池串之间电压差不大于80 V、在相邻太阳电池串之间涂敷硅橡胶等方法能有效控制太阳电池阵二次放电的发生,大大提高了太阳电池阵的可靠性。     

放电极雾化介质阻挡放电低温等离子体对染料溶液的脱色研究

采用放电极雾化介质阻挡放电装置,以靛蓝二磺酸钠染料溶液为接地雾化水电极,将有玻璃介质保护的平板电极通入60 Hz交流电,在常压空气中放电形成低温等离子体,对染料溶液进行脱色试验. 结果表明:随着电压的升高和空气间隙的减小,放电电流增大;在相同处理时间内,随着电压的增大和空气间隙的减小,脱色率逐渐增大. 当空气间隙为30 mm,电压为30 kV,处理时间为18 min时,染料溶液的脱色率可达95%以上. 空气间隙和电压的不同,脱色率每提高1%的能量消耗量不同,空气间隙为30 mm时脱色率每提高1%的最低能量消耗量为34.81 J,电压为25 kV时脱色率每提高1%最低能量消耗量为49.56 J. 空气间隙为30 mm,电压为25 kV,可实现在较低的能量消耗下达到较高的脱色率.      

淋土式介质阻挡放电等离子体修复阿特拉津污染土壤

介绍了淋土式介质阻挡放电等离子体修复阿特拉津污染土壤的方法,探究了土壤特性及等离子体发生参数对阿特拉津降解效果的影响并对中间产物进行检测与分析。结果表明:增加电压和频率有利于提高阿特拉津降解率,降低能量效率;增加初始浓度会导致降解率下降,能量效率上升;而增加土壤粒径或降低pH则导致降解率和能量效率下降;含水率增加使得降解率和能量效率先增后减。在峰-峰值36 kV,电源频率为200 Hz, pH=7.03条件下,60~80目的10 mg/kg阿特拉津污染干土经过50 s放电后阿特拉津降解率为70.95%,能量效率为0.014 mg/kJ。利用液相色谱质谱联用对中间产物进行测定,发现产物主要为脱烷基、脱氯和酮或醛等类阿特拉津产物,未检测到低聚物的生成。由于低温等离子体在土壤颗粒周围产生,使得臭氧和·OH等短寿命活性物种共同参与污染物降解过程,使得反应器降解效果得到增强。     

环境应急监测车载复合式电源供电系统

采用四端比较器蓄电池电量综合显示电路,在主供、备供电源电压低于最低放电保护电压10．5伏时,均可自动加上备供、主供电源供电。然后再自动断开主供、备供电源。自动加上独立充电系统控制回路,如此循环利用主、备电源供电,不仅提高电源系统的可靠性,同时交替的智能化给后级设备提供高质量、强大的不间断的电力支持,从根本上解决了现有的环境应急监测车载电源系统设计上的失误,或常因电源设置不合理而造成现场监测数据的严重偏差等诸多弊病。     

介质阻挡放电反应器中的二硫化碳降解特性

为了解CS₂(二硫化碳)在介质阻挡放电反应器中的降解特性,提高其去除率,设计并制作了同轴圆柱介质阻挡放电反应器,研究了介质层数、外施电压、中心电极材料及直径、背景气氛种类和RH(相对湿度)对CS₂去除率的影响. 结果表明:在外施电压(4.0～6.5kV)较低时,单介质反应器的CS₂去除率高于双介质反应器;而在外施电压(6.5～9.0kV)较高时,双介质反应器对CS₂的去除效果更好,增大外施电压有利于CS₂的降解. 铜丝比不锈钢丝更适合用作反应器的中心电极,此外,增加中心电极的直径也可提高CS₂去除率. 当中心电极直径从 3.2mm增至4.8mm时,CS₂平均去除率由63%增至75%,但平均质量能耗由510kJ/mg增至611kJ/mg. 同等条件下,CS₂在氧气中的平均去除率(74%)最大,空气(59%)中次之,氮气(48%)中最小;背景气氛中适量的RH(26%)有助于提高CS₂去除率,但RH太大(大于50%)反而会降低CS₂去除率.      

混合气液两相放电对水中有机物降解的机理研究

采用混合气液两相放电的方法来处理水中的有机物.结果表明,这种新型的水处理方法对于苯酚具有较好地去除效果．随着电压的增加和空气的通入,苯酚的去除率都有所增加. 对放电区域内产生的活性物种——过氧化氢和臭氧进行了定量的测定,并发现随着电压和空气的通入量的增加,这2种物质的量都有所增加．对于反应过程中的能耗进行分析得到随着电压的增加,能耗增加的幅度要大于苯酚降解率增加的幅度,能量效率增加较小. 空气的通入增加了能耗, 输入总能量中一部分能量使反应溶液温度升高,导致了能量的损耗.     

苯酚电降解过程中能量计算、火花放电及控制研究

观察了脉冲电晕放电等离子体降解水中有机污染物苯酚过程中的电压波形图及参数,并对其进行了分析研究,讨论了降解过程中的能量计算问题,分析了放电过程中产生火花放电的原因,并提出了控制火花放电的方法。在其它放电参数相同的情况下,比较了泄放电路对苯酚降解率的影响。     

人体静电放电模型和人体静电消除器参数分析

通过对人体静电放电模型的分析计算,得出人体静电放电过程中静电电压和放电电流的表达式,并积分得到人体静电放电的能量公式.通过人体对接地金属放电和对镶嵌高表面电阻材料的人体静电消除器放电的计算,与各种爆炸性气体、蒸气的相关参数做对比,明确了人体静电消除器必须限制的主要参数,即表面电阻和放电时间,对人体静电消除器的设计选型及石油石化行业预防由人体静电引起的事故有重要意义.     

靶场环境电磁干扰控制

阐述了在靶场中应用的屏蔽技术、接地技术、滤波技术、静电放电保护措施、机动车辆干扰控制等硬件抗干扰技术以及常用的软件抗干扰技术,这些措施的综合应用可以有效提高靶场设备的电磁兼容性.     

高压脉冲放电处理垃圾渗滤液的试验研究

采用高压脉冲放电产生的活性自由基处理渗滤液,研究了投加铁屑、电极间距和放电电压对去除垃圾渗滤液中COD和BOD5的影响。在电极形式为尖一尖式、电极间距4—6mm、放电电压36kV-46kV、废水体积71条件下对渗滤液进行放电试验,结果表明：投加铁屑和升高电压可提高COD和BOD5的去除量;在放电电压一定的条件下,存在最佳的电极间距。