作者单位
摘要
华北电力大学 电气与电子工程学院,北京 102206
光学电压传感器在温度稳定性方面仍有亟待解决的问题,一是电光晶体在温度变化时存在温度梯度,导致表面温度与光路温度不等;二是晶体物性参数也会受到温度影响。为此提出一种基于温度场与双卡尔曼滤波(Dual Kalman,D-Kalman)参数估计的温度补偿方法。以锗酸铋晶体为研究对象,在对传感器输出信号进行交直流分离的基础上,先利用半解析法建立晶体暂态温度场模型,再分别通过卡尔曼滤波与中心差分卡尔曼滤波实现对晶体内部温度和初始温度下晶体折射率的状态估计,最后将修正参数与传感器输出信号高频分量相结合计算补偿电压。实验结果表明,传感器在外界温度为[20 ℃,40 ℃]以0.5 ℃/min速率不断升高的环境下,暂态温度场解析式的仿真精度在0.02%以内,实验测量精度在0.2%左右,补偿输出电压测量精度优于0.52%。与同平台下反向传播神经网络温度补偿效果以及不同平台下的补偿效果相比,该方法提高了传感器测量精度。
光学电压传感器 温度稳定性 暂态温度场 卡尔曼滤波 中心差分卡尔曼滤波 Optical voltage sensor Temperature stability Transient temperature field Kalman filter Center differential Kalman filter 
光子学报
2024, 53(2): 0212002
作者单位
摘要
中国电子科技集团公司第二十六研究所,重庆 400060
该文提出了基于钽酸锂漏波材料设计的扇形声表滤波器。钽酸锂在36°Y-X切向时,其机电耦合系数(ΔV/V)为2.4%、频率温度系数(TCF)为-32×10-6/℃。36°Y-X钽酸锂具有较强的压电耦合性和适中的温度稳定性,用它设计相对带宽5%~10%的滤波器可以实现较小的插入损耗和适中的温度稳定性,器件实测结果与仿真相符。
扇形声表滤波器 漏波材料 36°Y-X钽酸锂 插入损耗 温度稳定性 fan-shaped SAW filter leaky wave material 36°Y-X LiTaO3 insertion loss temperature stability 
压电与声光
2023, 45(5): 674
作者单位
摘要
南京南瑞继保电气有限公司, 江苏 南京 211102
为研究光学器件对全光纤电流互感器温度稳定性的影响, 分析了起偏器、直波导相位调制器、延时光纤线的偏振串扰对全光纤电流互感器的精度的影响。对每种光学器件, 在其环境温度变化范围为-40~+70 ℃时, 测试了起偏器输出光消光比变化, 以及直波导相位调制器、延时光纤线的偏振串音变化情况; 也测试了对应的全光纤电流互感器的精度变化情况。测试结果表明, 直波导相位调制器、延时光纤线因环境温度变化引起的偏振串扰会引起全光纤电流互感器的精度变化, 其中直波导相位调制器是决定全光纤电流互感器的温度稳定性的关键器件。
全光纤电流互感器 温度稳定性 偏振串扰 相位调制器 起偏器 延时光纤线 fiber optic current transformer temperature stability polarization crosstalk phase modulator polarizer PM fiber delay line 
光学与光电技术
2023, 21(5): 52
雷磊 1,2白晓春 1,2孔志战 3陈松博 3[ ... ]梁苗 1
作者单位
摘要
1 国网陕西省电力有限公司电力科学研究院, 陕西 西安 710100
2 国网(西安)环保技术中心有限公司, 陕西 西安 710100
3 国网陕西省电力有限公司, 陕西 西安 710048
4 国网陕西省电力有限公司超高压公司, 陕西 西安 710026
该文采用传统固相反应法制备了W6+掺杂的0.07Pb(Sc0.5Nb0.5)O3-0.93Pb(Hf0.47Ti0.53)O3(PSN-PHT)陶瓷, 详细分析了样品的晶体结构、压电和介电性能。实验结果表明, W6+掺杂可以提高钙钛矿结构中三方相的含量, 有效增加晶粒尺寸, 提高压电系数。当W6+掺杂量(摩尔分数)为1.0%时, 样品具有最佳的压电和介电性能, 即d33=585 pC/N, TC=323 ℃, εr=2 088。同时, 样品的d33在200 ℃去极化温度下仍保持570 pC/N的高值, 且经过1 080 min保温后, 压电常数略微降低, 此时d33仍可达到537 pC/N, 变化仅为5.7%。上述结果表明, W6+掺杂不仅可以提高压电系数, 同时也可增强陶瓷的温度稳定性, 使该陶瓷体系能在更宽的温度范围内使用。
压电陶瓷 掺杂 固相反应 温度稳定性 piezoelectric ceramics doping solid state reaction temperature stability 
压电与声光
2023, 45(3): 379
作者单位
摘要
南华大学土木工程学院, 衡阳 421001
蛇纹石混凝土具有优异的中子屏蔽性, 国外已将其广泛用于核工业及医疗行业屏蔽中子辐射。我国核事业发展迅速、蛇纹石矿产丰富, 本应对蛇纹石混凝土有大量研究及应用, 但事实上, 蛇纹石混凝土在我国不仅研究较少, 其应用更是远不及国外。基于此, 本文归纳了蛇纹石骨料特性, 对比了三种蛇纹石亚类骨料的物理性质、粒形特征和化学成分, 详细阐述了蛇纹石骨料对混凝土性能的影响, 并分析了当前蛇纹石混凝土研究存在的不足之处, 梳理了蛇纹石混凝土应用现状。最后, 为促进蛇纹石混凝土在我国的进一步研究与应用, 对该领域未来发展进行展望。
蛇纹石骨料 防辐射混凝土 结晶水 中子辐射 微观结构 高温稳定性 serpentine aggregate radiation shield concrete crystal water neutron radiation microstructure high temperature stability 
硅酸盐通报
2023, 42(6): 1912
作者单位
摘要
长安大学材料科学与工程学院,西安 710064
铌酸钠(NaNbO3)无铅陶瓷由于其无毒和出色的储能性能,在脉冲功率电容器领域吸引了越来越多的关注。然而,由于较大的有效储能密度(Wrec)和高的储能效率(η)不能同时实现,限制了其商业化。通过构建局域随机场,增加弛豫特性来提高储能性能的策略。采用传统固相法制备了(1-x)(0.96NaNbO3-0.04CaZrO3)-xBi0.5Na0.5TiO3 (x=0.05、0.10、0.15、0.20)反铁电储能陶瓷,研究了不同含量Bi0.5Na0.5TiO3对0.96NaNbO3-0.04CaZrO3 陶瓷的相结构、微观形貌、介电性能和储能特性的影响。结果表明:随着Bi0.5Na0.5TiO3含量的增加,(1-x)(0.96NaNbO3-0.04CaZrO3)-xBi0.5Na0.5TiO3固溶体由反铁电正交P相(x≤0.10)转变为反铁电正交R相(x≥0.15),同时介电峰向低温方向移动并变矮宽化,呈现出明显的弛豫特性。其中,0.85(0.96NaNbO3- 0.04CaZrO3)-0.15Bi0.5Na0.5TiO3陶瓷在室温260 kV/cm的场强下展示出最好的储能性能(储能密度Wrec=1.614 J/cm3,储能效率η=83.97%),且当温度在25~150 ℃变化时,表现出良好的温度的稳定性(Wrec变化幅度<15%),同时兼具良好的储能效率,是一种非常有前途的高温脉冲功率电容器材料。
铌酸钠 反铁电陶瓷 储能性能 温度稳定性 sodium niobate antiferroelectric ceramics energy storage performance temperature stability 
硅酸盐学报
2023, 51(6): 1530
雷磊 1,2万昊 1,2李睿 3王劲 3[ ... ]薛建 1
作者单位
摘要
1 国网陕西省电力有限公司电力科学研究院, 陕西 西安 710100
2 国网(西安)环保技术中心有限公司, 陕西 西安710100
3 国家电网有限公司, 北京 100031
4 国网陕西省电力有限公司, 陕西 西安 710048
该文采用固相反应法成功合成了高性能MnO2掺杂的0.07Pb(Sc1/2Nb1/2)O3-0.93Pb(Hf0.47Ti0.53)O3(PSN-PHT)陶瓷, 并从微观形貌、相结构和电学性能等方面综合分析了PSN-PHT陶瓷性能提高的原因。实验结果表明, MnO2的引入改变了PSN-PHT陶瓷的相结构, 使其铁电四方相含量降低, 并导致准同型相界(MPB)的出现, 同时增大了晶粒尺寸并使晶粒均匀化。当MnO2掺杂量(摩尔分数)为0.8%时, 样品达到最佳性能, 其d33、kp、TC、Qm和tan δ分别为450 pC/N、0.65、348 ℃、1 200和0.003 2。该组分样品的温度稳定性远高于商用PZT-5和PZT-8陶瓷, 故其在压电陶瓷换能器领域有着巨大的应用前景。
压电陶瓷 掺杂 固相反应 温度稳定性 piezoelectric ceramics doping solid state reaction temperature stability 
压电与声光
2023, 45(1): 39
作者单位
摘要
1 重庆大学 新型微纳器件与系统技术国防重点学科实验室,重庆 400060
2 中国电子科技集团公司第二十六研究所,重庆 400060
该文分别开发了两种基于AlN压电材料和原子数分数为10%的Sc掺杂AlN压电材料的薄膜叠层异质谐振器。通过有限元仿真和实验对比分析了器件的频率温度性能和Sc掺杂对谐振器声激励的影响。结果表明,Sc掺杂可能会影响压电薄膜叠层谐振器所激励声波的谐振频率、机电耦合系数和对应的频率温度系数(TCF),且对所激励声波的正反谐振点的TCF影响不同。此研究在传感及滤波器件领域极具应用潜力。
谐振器 声波激励 氮化铝钪 温度稳定性 机电耦合系数 resonator acoustic excitation ScAlN temperature stability electromechanical coupling coefficient 
压电与声光
2022, 44(5): 709
雷磊 1,2吴健 3董子晗 4卢林 5[ ... ]万昊 1,2
作者单位
摘要
1 国网陕西省电力有限公司电力科学研究院, 西安 710100
2 国网(西安)环保技术中心有限公司, 西安 710100
3 国网陕西省电力有限公司, 西安 710048
4 国网陕西省电力有限公司渭南供电公司, 渭南 714000
5 国家电网有限公司, 北京 100031
本文采用传统固相反应法, 成功制备了新型无铅弛豫铁电陶瓷(1-x)[0.9BaTiO3-0.1Bi(Mg0.25Ta0.5)O3]-xBi0.5Na0.5TiO3。结果表明, 较高居里温度的Bi0.5Na0.5TiO3的引入, 使得材料体系中建立了更多的以Bi-O耦合为主的极性纳米区域, 弥补了因Bi(Mg0.25Ta0.5)O3的加入导致的宏观极化强度的减少, 提高了材料的饱和极化强度, 实现了较高储能密度的同时具有更好的温度稳定性。在245 kV/cm电场强度下, x=0.2样品的储能密度约为4.01 J/cm3, 储能效率约为84.86%, 同时该组分在20~170 ℃储能密度的变化率小于5%, 储能效率的变化率小于6%, 表现出优异的温度稳定性。
无铅 弛豫铁电体 能量存储 BaTiO3基陶瓷 储能效率 温度稳定性 lead free relaxor ferroelectric energy storage BaTiO3 based ceramics energy storage efficiency temperature stability 
人工晶体学报
2022, 51(11): 1967
Author Affiliations
Abstract
School of Materials Science and Engineering, Liaocheng University, Liaocheng 252059, P. R. China
Considering the advantages of high Curie temperature and environment-friendly nature of KNN piezoelectric ceramics, the limitation of weak piezoelectric response and their temperature sensitivity to applications is worth exploring. Herein, the <001> textured (1-x)(K0.5Na0.5)(Nb0.96Sb0.04)O3-x(Bi0.5Na0.5)HfO3(x = 0.01−0.045) lead-free ceramics were synthesized by templated grain-growth method. The high piezoelectric performance (d33 of 474 pC/N and strain of 0.21%) and excellent temperature stability (unipolar strain maintained within 4.3% change between 30C and 165C) were simultaneously achieved in the textured KNNS-0.03BNH ceramics. The high piezoelectric performance can be attributed to the summation of the crystallographic anisotropy and phase structure contributions in <001> textured ceramics. The superior temperature stability of piezoelectric properties can be interpreted by the contribution of crystal anisotropy to piezoelectric properties reduces the effect of phase transition on piezoelectric properties deterioration. This study provides an effective strategy for simultaneously achieving high piezoelectric properties and superior temperature stability in KNN-based textured ceramics.Considering the advantages of high Curie temperature and environment-friendly nature of KNN piezoelectric ceramics, the limitation of weak piezoelectric response and their temperature sensitivity to applications is worth exploring. Herein, the <001> textured (1-x)(K0.5Na0.5)(Nb0.96Sb0.04)O3-x(Bi0.5Na0.5)HfO3(x = 0.01−0.045) lead-free ceramics were synthesized by templated grain-growth method. The high piezoelectric performance (d33 of 474 pC/N and strain of 0.21%) and excellent temperature stability (unipolar strain maintained within 4.3% change between 30C and 165C) were simultaneously achieved in the textured KNNS-0.03BNH ceramics. The high piezoelectric performance can be attributed to the summation of the crystallographic anisotropy and phase structure contributions in <001> textured ceramics. The superior temperature stability of piezoelectric properties can be interpreted by the contribution of crystal anisotropy to piezoelectric properties reduces the effect of phase transition on piezoelectric properties deterioration. This study provides an effective strategy for simultaneously achieving high piezoelectric properties and superior temperature stability in KNN-based textured ceramics.
Textured ceramics phase structure piezoelectric properties temperature stability 
Journal of Advanced Dielectrics
2022, 12(5): 2244006

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