作者单位
摘要
西南科技大学 信息工程学院,四川 绵阳 621010
微波加热不均匀性一直以来都是从事微波加热控制方向研究人员心目中的热点问题。根据微波加热装置的物理结构建立了炉内各层表面的温度静态差分模型结合实验以求得微波加热的实际功率。再基于传热学的有限差分法建立三维空间中的温度分布模型,利用MATLAB以及COMSOL仿真对比验证了模型的有效性。假定微波均匀加热求得被加热介质的平衡温度与不均匀加热时的温度进行比对以找出微波加热过程中介质的部分温升平衡点,最后互相比对找出最优点为控制对象进行专家PID(proportion-integral-derivative)微波加热。实验结果表明,该方法能较为精确地测量出被加热介质任何时刻的平衡温度,使得微波加热在工业生产上有着更加广泛的应用。
微波加热 静态差分 有限差分 COMSOL仿真 温升平衡点 microwave heating static difference model finite difference method COMSOL simulation equilibrium point of temperature rise 
强激光与粒子束
2024, 36(1): 013014
作者单位
摘要
西南科技大学 信息工程学院,四川 绵阳 621010
针对现有10 kW高功率工业微波炉,采用继电器作为控制执行器,在使用传统控制方法加热时,温度存在较大超调和明显振荡,系统温度稳定性较低,为解决上述问题将反向传播神经网络PID(BPNNPID)控制引入到该装置微波加热温度控制中,并以自来水为加热对象进行仿真对比与实验验证。首先,利用现有输入输出实验数据,建立工业微波炉温度控制模型;其次,运用MATLAB/SIMULINK搭建高功率工业微波炉温度控制系统并进行仿真对比实验;最后,实验验证BPNNPID控制方法在加热5 kg自来水时工业微波炉的温度控制性能,实验结果表明,较常规PID、模糊PID控制,该方法在微波加热过程中对媒质温度控制超调更小且未发生明显温度振荡,有效改善了高功率工业微波炉工作时的系统温度稳定性,有助于提高产品质量和安全性能。
高功率 微波加热 反向传播神经网络 PID 温度控制 high power microwave heating back propagation neural network PID temperature control 
强激光与粒子束
2024, 36(1): 013010
姚颖康 1,2,*张程 1,2聂森林 1,2王威 3
作者单位
摘要
1 江汉大学 a.省部共建精细爆破国家重点实验室,武汉 430056
2 江汉大学 爆破工程湖北省重点实验室,武汉 430056
3 武汉爆破有限公司,武汉 430056
为揭示钢筋混凝土支撑梁爆破拆除时爆破振动在深基坑支护体系中的传播特性,依托某深基坑钢筋混凝土支撑梁爆破拆除工程,分别在待爆支撑梁的相同层及其上一层布设振动测线,分析振动速度和主振频率在支护体系水平方向和竖直方向的传播规律,以及基坑围护结构的反应谱特征。测试分析结果表明:振动速度随距离增加而快速衰减,爆区50 m范围内,爆破层的振动速度是其上层的5~7倍,50 m范围外,爆破层的振动速度逐渐衰减为上层的1~2倍; 爆破层振动速度的三向分量有明显差异,其径向分量最大,是竖向分量的2~5倍,非爆破层振动速度的三向分量较为接近; 支撑梁爆破拆除振动频率为高频振动,爆破层振动频率略小于非爆层,二者在基坑支护结构处均存在陡增现象; 支撑梁爆破拆除时,基坑围护结构的短周期反应谱明显超出设计谱,爆破振动会对围护结构产生一定影响。相关成果可为支撑梁爆破拆除设计、振动控制和深基坑围护结构动力响应分析提供参考,同时为进一步的研究提供测试基础。
深基坑 支撑梁 爆破拆除 爆破振动 反应谱特征 deep foundation pit support beam blasting demolition blasting vibration response spectrum 
爆破
2023, 40(1): 108
徐顺香 1,*吴赛格 1罗鹏 2,3,4王威 4,5[ ... ]谢广波 1
作者单位
摘要
1 武汉科技大学 a.资源与环境工程学院
2 武汉科技大学
3 b.理学院,武汉 430081
4 江汉大学 精细爆破国家重点实验室,武汉 430056
5 武汉爆破有限公司,武汉 430056
介绍了一座高110 m的薄壁钢筋混凝土冷却塔的定向控制爆破拆除。针对冷却塔高度大、塔壁薄以及底部直径大的特点, 采用“开窗口、断钢筋、预留支撑板块”爆破方案, 预拆除中通过对冷却塔爆破缺口进行优化设计, 在爆破边沿开设2个简化的定向窗。在爆破区域仅对冷却塔人字柱底部和顶部进行布孔爆破, 将爆破切口分为5个起爆区域采用分区分段的非电毫秒延期起爆技术。为了有效控制爆破危害效应, 在冷却塔倒塌方向铺设缓冲土层及钢板进行双重防护有效地降低了塌落冲击振动, 在爆破切口处采用密目网和土工格栅覆盖相结合的防护措施有效地控制了飞石, 未对周围建(构)筑物造成损害。爆破效果表明: 在爆破切口边沿开设2个简化的定向窗窗口, 不仅减少了钻孔及相关工作量, 降低了安全隐患和防护难度, 而且提高了预处理部分的结构稳定性, 防止爆破切口处下坐; 通过对定向窗的简化设计, 使得冷却塔在倾倒过程中发生扭曲充分解体, 爆堆较为集中, 触地振动较小, 爆破效果良好。
冷却塔 爆破拆除 定向爆破 cooling tower blasting demolition directional blasting 
爆破
2023, 40(3): 129
作者单位
摘要
宁波大学 高等技术研究院红外材料与器件实验室,宁波 315211
利用射频磁控溅射法制备了掺铒Ga2O3薄膜,研究了不同氧化铒靶溅射功率和不同退火温度下薄膜的发光特性,发现在氧化铒靶溅射功率为40 W以及退火温度达到600 ℃时薄膜显示出良好的光致发光强度。为了有效避免直接蚀刻掺铒薄膜层导致的表面粗糙等问题,设计了沟道型以及脊型掺铒Ga2O3薄膜波导结构,并使用紫外光刻和等离子蚀刻技术制备相应的平面波导,使用截断法测得4 μm宽的掺铒Ga2O3波导在1 310 nm处的光学损耗最小为1.26 dB/cm。实验结果表明掺铒Ga2O3波导作为片上光学放大器件具有良好的应用前景。
光学特性 掺铒波导 射频磁控溅射 Ga2O3 干法刻蚀 Optical properties Erbium-doped waveguide RF-magnetron sputtering Ga2O3 Dry etching 
光子学报
2023, 52(8): 0823003
作者单位
摘要
河北工业大学机械工程学院,天津 300000
针对视觉和激光耦合simultaneous localization and mapping(SLAM)中存在的视觉特征丢失、雷达闭环轨迹矢量漂移和高程位姿偏差问题,提出一种通过扫描上下文回环检测的紧密耦合视觉和激光雷达SLAM方法。采用基于SIFT、ORB特征点检测器的视觉里程计解决特征点丢失和匹配失败问题;通过雷达里程计融合视觉里程计帧间估计消除雷达点云畸变和大幅度漂移;通过扫描上下文进行回环检测,引入因子图优化里程计矢量漂移,消除回环检测失败问题。在多个KITTI数据集中对所提算法进行验证,并与经典算法进行对比,实验结果表明,该算法具有高稳定性、较强鲁棒性、低漂移和高精度。
遥感 激光雷达 特征点 里程计 回环检测 因子图 
激光与光电子学进展
2023, 60(14): 1428006
王威 1孔波 1陈淑梅 2,3吕书培 2,3[ ... ]欧阳静 2,3
作者单位
摘要
1 湖南中烟工业有限责任公司技术中心, 长沙 410007
2 中南大学, 湖南省矿物材料与应用重点实验室, 长沙 410083
3 中南大学资源加工与生物工程学院 无机材料系, 长沙 410083
研究珍珠岩基新型复合保温材料是开拓矿物材料应用领域的新课题。本工作研究了2种不同尺寸珍珠岩以及气相二氧化硅作为复合填料, 分别以捏合工艺和直接混合工艺填充于乙烯基硅油或室温硫化硅橡胶, 制备珍珠岩填充的复合硅橡胶保温板, 通过检测不同产物的导热系数以及保温效果来评价其性能。结果表明: 以捏合工艺制备的产品会降低珍珠岩的保温效果, 主要原因是中空颗粒被捏合过程破碎; 而以气相二氧化硅为主要填料制备的保温板不易成型, 可成型产品最低导热系数为0.172 8 W·m-1·K-1; 当以珍珠岩+气硅粉在硅橡胶中的质量比为37.5%时, 产品导热系数为0.034 9 W·m-1·K-1, 产物厚度为2.5 cm、250 ℃单侧加热4 min后, 背面温度为67 ℃, 基本满足在新型烟具等特种保温隔热应用要求。
膨胀珍珠岩 气相二氧化硅 硅橡胶复合材料 保温材料 perlite fumed silica silicone rubber composites thermal insulating material 
硅酸盐学报
2023, 51(4): 975
王威 1张玲 1,2吴亚光 3乔峰 1,2[ ... ]周迪 1
作者单位
摘要
1 西安交通大学电信学部电子科学与工程学院, 西安 710049
2 成都宏科电子科技有限公司, 成都 610101
3 河北半导体研究所, 石家庄 050051
4 西安交通大学材料科学与工程学院, 西安 710049
5 西安交通大学电气工程学院, 西安 710049
在新一代高速无线通信技术推动下, 低温共烧陶瓷技术(LTCC)正处于重大变革时期。采用低介电常数(K)、低损耗、谐振频率温度稳定型LTCC作为高频基板材料, 可以满足无线技术高速率、低延时、高可靠的需求, 是当前热点研究之一。因此商用基板材料的现状和一些候选材料的研究工作被主要评述, 重点对玻璃/陶瓷体系、氧化物助烧体系、氟化物助烧体系、本征低温烧结体系等低K值LTCC材料的组成、结构特征、介电性能、热膨胀系数等具体指标及相应优缺点进行了讨论。同时介绍了一些热门体系的改性工作及其毫米波适用性, 最后对未来低K值LTCC材料的发展进行展望。
微波/毫米波 高频基板 低介电常数 低温共烧陶瓷技术 介电性能 microwave/millimeter wave ceramic substrate low-permittivity low temperature co-fired ceramics dielectric properties 
硅酸盐学报
2023, 51(4): 934
王佳文 1黄勇 2,*郑超凡 3王语灏 1,4[ ... ]毛梦洁 1,4
作者单位
摘要
1 金陵科技学院材料工程学院, 南京 211169
2 金陵科技学院理学院, 南京 211169
3 中国电子科技集团公司第二十八研究所, 南京 210007
4 2.金陵科技学院理学院, 南京 211169
Cu2ZnSnS4薄膜因其元素地壳含量丰富、无毒且具有优异的光电性能, 受到研究者的广泛关注。本文基于纳米墨水法用Cd部分取代Zn制成了Cu2(CdxZn1-x)SnS4(CCZTS)薄膜, 研究退火时间和后退火温度对薄膜及其太阳电池性能的影响。研究结果表明, 所制备的薄膜为CCZTS相, 无其他杂相, 薄膜表面平整且致密, 结晶性较好。随着退火时间增加, 薄膜的晶粒尺寸有所增大, 薄膜太阳电池的pn结质量得到提升, 其性能也随之提高。通过对薄膜太阳电池进行后退火处理, 分析了吸收层的元素扩散对电池性能的影响, 在Cd元素形成梯度分布时, 电池性能有所提高。随着后退火温度的增加, 其电池性能和pn结质量呈现先提高后下降的趋势。经后退火300 ℃处理后, 电池转换效率最佳, 为3.13%。
Cu2(CdxZn1-x)SnS4薄膜 CCZTS/CdS太阳电池 退火时间 后退火 纳米墨水法 化学浴沉积 Cu2(CdxZn1-x)SnS4 thin film CCZTS/CdS solar cell annealing time post-annealing nano-ink method chemical bath deposition 
人工晶体学报
2023, 52(3): 476
作者单位
摘要
宁波大学高等技术研究院, 红外材料与器件实验室, 浙江 宁波 315211
使用磁控溅射制备了掺铒氧化铝薄膜, 对薄膜进行了退火处理, 测量薄膜的折射率和X射线衍射图谱, 发现薄膜在600 ℃的退火温度下呈非晶态, 在1.5 μm处的折射率为1.67左右。模拟模场分布, 获得光与掺铒层之间相互作用最大的波导结构参数, 并进一步优化制备条件, 实现侧壁光滑的低损耗掺铒氧化铝脊型波导。在1.31 μm的波长下, 2 μm宽度的氧化铝脊型波导的损耗为1.6 dB/cm, 和使用超快激光灼烧的方法所制备出的损耗为3.8 dB/cm氧化铝脊型波导相比, 损耗大为降低。结果表明, 掺铒氧化铝波导在平面集成波导放大器应用方面极具潜力。
氧化铝薄膜 射频溅射 紫外光刻 脊型波导 干法刻蚀 Al2O3 film RF sputtering ultraviolet lithography ridge waveguide dry etching 
应用激光
2023, 43(2): 127

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