1 广东电网有限责任公司电力科学研究院, 广东 广州 510080
2 河南省日立信股份有限公司, 河南 郑州 450001
3 河南省日立信股份有限公司, 河南 郑州 450001郑州大学物理学院, 河南 郑州 450001
1, 1, 1, 3, 4, 4, 4-7氟-3-(3氟甲基)-2-丁酮（C5-PFK）气体因其优良的电气绝缘性能和良好的环保特性受到国内外广泛关注。 制备高精度的C5-PFK混气并实现对其混合比的精准检测, 有利于对C5-PFK混气的科学论证, 最大限度的减少电力隐患。 采用FTIR实验, 结合B3LYP方法进行光谱理论计算, 对C5-PFK气体的红外光谱吸收特性进行了研究; 针对测试环境中可能存在的CO2及微水气体, 在相同的温压及光程条件下进行了谱线交叉干扰分析; 基于非分散性红外线(NDIR)技术对C5-PFK混气混合比传感器进行了仿真测试, 开展了传感器硬件系统的整体设计。 根据传感器的输出特性, 建立了BP神经网络温度补偿模型, 并对传感器的重复性及示值误差进行了测试。 结果表明: C5-PFK气体的强吸收峰位置分别为1 200、 1 262及1 796 cm-1, 分子理论计算与气体实测的红外光谱吻合较好; 合成空气背景下1 262 cm-1位置CO2气体的吸光度为6.04×10-7, 150 nm滤波带宽内微水峰面积影响因子约为3.15×10-3, 谱线交叉干扰可忽略不计, 采用NDIR技术选择1 262 cm-1位置实现混合比检测切实可行; 以量程追踪光程, 传感器仿真测试结果显示6.5 mm光程可实现0~15%的C5-PFK混气混合比的检测。 传感器输出特性显示: 吸收变量SA/SB值随温度的升高而减小, 呈现非线性关系; 10%的C5-PFK/Air混气在BP神经网络算法温度补偿前后最大示值误差分别为29.23%及1.29%, 补偿后输出吸收变量SA/SB值基本保持不变; 传感器重复性测试显示RSD为0.27%, 小于3%; 不同浓度对应的传感器示值的线性拟合系数R2为0.999, 最大示值误差为2.47%。 综上, 验证了该检测方法及其传感器在C5-PFK气体混合比检测范围、 抗干扰能力及可靠性等方面优势, 为C5-PFK混气电气设备混合比检测提供一种可行的解决方案。
1, 1, 1, 3, 4, 4, 4-7氟-3-(3氟甲基)-2-丁酮 红外光谱特性 非分散红外技术 双波长红外差分 仿真测试 传感器输出特性 温度补偿 1, 1, 1, 3, 4, 4, 4-heptafluoro-3-(trifluoromethyl Infrared spectral characteristics NDIR technology Dual wavelength infrared difference Simulation test Sensor output characteristic Temperature compensation 光谱学与光谱分析
2023, 43(12): 3794
中国原子能科学研究院 国家原子能机构抗辐照应用技术创新中心北京 102413
空间环境中存在大量的高能粒子，单个高能粒子穿过航天器壳体轰击到电子器件，引发器件逻辑状态翻转、功能异常等单粒子效应，进而影响航天器的可靠运行和任务达成。基于地面加速器辐照试验模拟空间单粒子效应是评估电子器件在空间应用时发生单粒子错误风险的重要手段，只有其抗单粒子效应的指标符合宇航应用要求的器件才能在航天器中使用。航天器面临的空间辐射粒子主要是重离子和质子，它们诱发的单粒子效应也最为显著。开展宇航器件单粒子效应地面模拟试验主要依托重离子加速器和质子加速器，为满足单粒子试验需求，需要研发大面积束流扩束及均匀化、高精度束流快速诊断等技术，以及满足大批量试验任务需求的高效试验终端，重点介绍中国原子能科学研究院的基于加速器的重离子单粒子效应模拟试验技术、质子单粒子效应模拟试验技术和用于器件辐射损伤敏感区识别的重离子微束技术，以及上述技术在宇航器件单粒子效应风险评估中的应用。
空间辐射 单粒子效应 模拟试验 Space radiation Single event effects Simulation test
1 中国水利水电科学研究院, 流域水循环模拟与调控国家重点实验室, 北京 100038
2 中国水利水电科学研究院 水利部水工程建设与安全重点实验室, 北京 100038
3 中国水利水电科学研究院水电中心, 北京 100038
4 雅砻江流域水电开发有限公司, 成都 610051
温控防裂是大体积混凝土施工质量控制的重点和难点问题。介绍了大体积混凝土温控防裂智能监控技术, 首先通过建立混凝土开裂全过程仿真试验技术实现了大体积混凝土温度历程的优化设计; 然后通过实时采集拌合、浇筑、通水、保温等环节的混凝土温度信息, 构建了以温度达标为目标的实时评价和预测模型, 实现了施工过程中混凝土温度指标的精准监控和动态预警, 并自动化、智能化地调控混凝土温度。工程应用表明, 该技术可以实现对大体积混凝土温控的优化和实时监控, 提高混凝土施工质量, 效果良好, 可在同类工程中推广。
大体积混凝土 温控防裂 开裂仿真试验 智能监控 mass concrete anti-thermal cracking cracking simulation test intelligent monitoring
多谱段复杂红外场景模拟技术是红外成像制导半实物仿真系统试验的关键技术，其技术特性限制了整个仿真平台的总体性能。实现多谱段复杂红外场景模拟的技术途径主要包括电阻阵列、光热图像转换阵列、数字微镜、液晶空间光调制器、红外发光二极管阵列、相变材料阵列、可调发射率半导体屏、量子点下转换芯片、光致发磷光材料、光子晶体等。本文回顾了多谱段复杂红外场景模拟技术的发展历史，介绍了典型技术的实现原理，讨论了每种技术的相对优点和缺点，并总结了国内外主要研究机构的研究现状。最后，对这些技术的性能参数进行了比较。
成像系统 红外 多谱段 复杂红外场景生成 半实物仿真试验 光学学报
2023, 43(15): 1511002
1 广东电网有限责任公司电力科学研究院, 广东 广州 510080
3 河南省日立信股份有限公司, 河南 郑州 450001
六氟化硫气体在电力领域的广泛应用带来日益严峻的环保压力, 寻求可替代的新型环保绝缘气体已成为化学及电气学科领域研究的热点。 反式-1,1,1,4,4,4-六氟-2-丁烯[HFO-1336mzz(E)]气体因其优良的环保特性及高介电强度受到国内外的广泛关注。 开展光谱吸收特性及检测技术的研究对深化电气性能的研究意义重大。 采用自组装压强、 温度可调控多次反射长光程池, 组合傅里叶变换红外分光光度计(FTIR)及真空泵等搭建实验测试系统, 通过FTIR实验及仿真模拟首先研究了HFO-1336mzz(E)气体在常温常压、 1 100~1 350 cm-1波段的红外吸收特性; 并对测试背景中可能存在的CO2和H2O进行谱线交叉干扰分析; 重点研究了压强、 温度对HFO-1336mzz(E)气体在1 100~1 350 cm-1波段红外光谱吸收特性的影响; 同时基于非分散红外(NDIR)技术对HFO-1336mzz(E)气体低浓度泄漏及高浓度混合比传感器进行了仿真测试。 结果表明: HFO-1336mzz(E)的三个强吸收峰的中心波数分别为1 152, 1 267及1 333 cm-1, 模拟仿真红外光谱与气体实测结果吻合较好; 1 333 cm-1处干燥空气背景中CO2吸收强度数量级低至10-6, 在150 nm滤波带宽内水分子峰面积积分影响因子约为1.44×10-3, 谱线交叉干扰均可忽略不计, 而痕量泄漏检测时需要湿度补偿; 选择HFO-1336mzz(E)气体在1 333及1 267 cm-1位置分别作为NDIR技术实现低浓度泄漏及高浓度混合比检测的吸收谱线切实可行; 光谱吸收系数及谱线展宽随着压强升高而增大, 1 333及1 267 cm-1位置吸收系数随压强的变化率分别为0.273和0.118 cm-1·kPa-1; 随温度的升高峰值吸收系数减小, 谱线展宽变窄, 但不同位置吸收系数变化差异较大, 1 333及1 267 cm-1位置吸收系数随温度的变化率分别为-0.105 6和-0.035 cm-1·K-1。 传感器仿真测试结果显示1 333 cm-1处5 cm光程可实现0~1 800 μL·L-1低浓度痕量泄漏测试, 1 267 cm-1位置2 mm光程可实现0~10%高浓度混合比测试。 该研究为基于红外光谱吸收原理的光学气体传感器的研制提供实验与理论依据。
反式-1,1,1,4,4,4-六氟-2-丁烯 红外吸收特性 温度特性 压强特性 非分散红外技术 仿真测试 Trans-1,1,1,4,4,4-hexafluoro-2-butene Infrared absorption characteristics Temperature characteristic Pressure characteristic NDIR technology Simulation test 光谱学与光谱分析
2021, 41(10): 3099
1 新天绿色能源股份有限公司，石家庄 050000
2 河北省天然气有限责任公司，石家庄 050000
光纤泄漏监测技术是国际上公认的、有应用前景的长输管道泄漏监测解决方案，但在地埋气体管道上尚无明确的有效监测范围。为了测定有效监测范围，采用不同压力的氮气，在直径为355 mm的管道上进行了不同位置和不同孔径的泄漏模拟试验。试验结果表明：光纤温度传感器的有效范围受泄漏孔径大小的影响很小，受压力和位置的影响较大，也会间接受到土壤密实度的影响。在实际工程应用时，可根据以上因素的影响，调整光纤温度传感器的布设方案，以提升其监测效果。
气体管道 泄漏监测 光纤温度传感器 监测范围 模拟试验 gas pipeline leakage monitoring optical fiber temperature sensor monitoring range simulation test
1 光电控制技术重点实验室，河南 洛阳 471023
2 中国航空工业集团公司洛阳电光设备研究所，河南 洛阳 471000
3 陆军装备部航空军事代表局驻洛阳地区航空军事代表室，河南 洛阳 471000
4 中航工业沈阳飞机设计研究所，沈阳 110035
5 中国人民解放军94795部队，江苏 南通 226000
针对载机面对敌方来袭导弹自主规避问题，采取一种基于改进的DDPG算法的深度强化学习方法进行训练学习，在奖励函数中，除考虑规避性能外，还分别针对本机的高度保持、速度保持,以及来袭导弹的相对高度变化、接近速度变化建立奖励模型。最后，基于飞机模型进行了训练仿真测试分析，通过仿真可以看出，训练所得结果可以有效实现针对来袭导弹的规避决策，所设计的奖励函数和输入参数也可以起到相应正确的作用，并且结果具备一定的泛化能力。
导弹 自主规避决策 改进的DDPG算法 训练仿真测试 missile autonomous evasion decision-making improved DDPG algorithm training simulation test
中国电子科技集团公司第二十期研究所, 郑州 450047
根据激光引偏干扰设备的工作原理和作战模式，设计了一种激光引偏干扰效果评估仿真试验系统。该系统能够真实地模拟激光半主动制导威胁，可配合激光引偏干扰设备完成干扰效果评估试验，对激光引偏干扰效果进行评估，为评价激光引偏干扰设备的干扰能力提供依据。
激光引偏 干扰效果评估 仿真试验系统 laser decoy jamming effect evaluation simulation test system
大型海上目标主要是指排水量在8×106 kg以上的军用水面舰船，其中又以 航空母舰为典型代表。介绍了航空母舰的红外辐射特征。基于搭载在同步卫星上的红外探测 器和安装在大型货轮上的标准集装箱结构，提出了实现大型海上目标红外辐射特征仿真测试系统 设计和应用的构想。
大型海上目标 航空母舰 红外探测 红外辐射特征 仿真测试系统 large surface target aircraft carrier infrared detection infrared radiation characteristic simulation test system
