农用高压电网圆柱形殷钢电容分压器边缘效应的研究

通过殷钢电容分压器理论计算值与实际测量值的对比,得到边缘效应的存在导致电容分压器的实际测量值偏大的结论。以理论分析为切入点,结合微积分原理及电容串联思想,推导出计及边缘效应的分压器电容值计算公式。针对圆柱形电容器的特点,提出利用增加电容分压器边缘电容环倒角半径的方法来削弱边缘效应,并通过试验验证了该方案的可行性。     

电磁理论中的能量守恒问题

对于电磁场中的能量是否守恒,关系到信号的完整度以及与电磁的兼容性,为此研究电路中的能量守恒较为迫切。基于此背景,以电容开关电路为研究系统,坡印廷理论为基础,研究了该系统开关CK闭合前后电路中元器件电荷以及能量守恒问题,得出了电路传输时总能量守恒的结论,为电磁场能量守恒研究提供了一定的理论支撑。     

电容型高功率脉冲电源控制电路设计研究

脉冲电源主要是采用独特调制技术对电容器进行数字化、智能化控制,以此来实现电压电流调节的功能,从而满足人们的不同需求。基于现阶段人们对脉冲电源的稳定性、安全性以及相应的功能要求越来越高,相关设计人员研究并制作出了电容型高功率的脉冲电源,而本文就主要对这种脉冲电源控制电路的具体设计方法和相关要求进行简要分析。     

高频电容式联合收获机谷物含水量在线监测装置研制

为实现联合收获机谷物含水率在线测量,使智能测产更加精确、收获速度更加合理,该文研制了高频电容式谷物含水率在线监测装置。利用有限元分析软件COMSOL Multiphysics,建立电容极板模型,针对电容极板的厚度、极板间距、相对面积对边缘效应的影响进行了三因素三水平正交优化仿真,根据仿真结果选择极板厚度0.15 mm、极板间距20 mm、极板间相对面积3 000 mm2的紫铜板作为电容极板。以STM32F103系列微处理芯片为核心构建了谷物含水率在线监测装置,设计了由电源模块、高频激励信号、交流小信号放大电路、电容极板、信号调理电路、均方根转换电路等组成的传感器检测电路。为了更加准确地监测出谷物含水率、简化电路结构、降低成本,分别对不同频率信号源进行了Multisim仿真和试验验证,最终选取10 MHz的高频信号为监测装置激励信号。该装置能对谷物含水率进行在线监测、实时显示以及存储。对谷物含水率在线监测装置分别进行了室内静态监测和田间在线监测试验,结果表明:室内静态监测试验的最大相对误差为1.57%,田间在线监测试验的最大相对误差为2.07%。     

基于叉指结构的平面分形电容研究

以基于叉指结构的平面分形电容为研究对象,电容由激光刻蚀法制得,在测得其S参数后,利用ADS仿真工具进行了一阶等效电路参数提取及分析.结果表明,随着共面叉指电极间距的相对减小,电极间的耦合增大,相应的寄生电感也增大;而分形设计可以在保证电极间距不变的情况下,改善电容的工作稳定性.最后制得的分形平面电容的电容值在1~7 pF之间,电容稳定工作频率可达2.5 GHz以上,显示了较好的可调性和稳定性.     

基于虚拟仪器的粮食水分在线检测系统设计

分析了电容式传感器的工作原理,并在此基础上设计了一种基于专用集成芯片CAV424的粮食水分检测电路。测量时,CAV424将传感器电容变化量转换成电压信号,经AD620放大后送MSP430单片机进行处理并将结果通过串口送上位机。上位机软件采用Lab-VIEW编程,可实现检测结果的图形化显示、数据库存储和报表打印等。整个系统具有电路简单、检测精度高、稳定可靠等优点。     

四端子电极提高根系生物量电容法估测的有效性

二端子结构在测定根系电容时伴生的电极接触效应会影响根系电容的有效测量。分别采用二端子和四端子2种结构在土壤相对含水率为25%~30%、55%~60%和85%~90%下测定玉米根系电容,研究土壤含水率对电极接触效应的影响,并建立不同土壤水分条件和结构下根系电容与根系生物量的关系,探讨四端子结构在电容法估测根系生物量中的有效性。结果表明,二端子结构测定的根系电容较四端子结构小,随着土壤含水率减小,电极接触效应增大,在土壤相对含水率为25%~30%下最为明显。在土壤相对含水率为85%~90%时,2种结构下玉米根系电容表征根系生物量的有效性相近(二端子结构:R~2=0.63,P0.05;四端子结构:R~2=0.66,P0.05),但随土壤含水率减小,与四端子结构相比,二端子结构下玉米根系电容表征根系生物量的有效性急剧下降,在土壤相对含水率为25%~30%时最为明显,二端子结构R~2=0.37(P0.05)而四端子结构R~2=0.59(P0.05)。研究认为,土壤含水率越低,与二端子结构相比,四端子结构下根系电容表征根系生物量的有效性越好。     

光学相干层析成像技术发展及应用

光学相干层析成像(Optical Coherence Tomography,OCT)在近二十多年来迅速发展,是一种基于相干干涉原理将光、电以及计算机图像处理技术结合为一体,利用样品的后向散射光对样品进行成像的新型成像技术,适用范围广,受到众多科研学者的关注。OCT具有无损伤、非介入、非接触、图像分辨率高且操作简单、便携、易与内窥镜结合等优点,广泛应用于光学检测、工业检测、医学、生物诊断检测、科学研究等领域。由于OCT在用于软组织成像时组织穿透深度有限等原因,导致该技术在生物医学领域尚未实现推广应用。目前OCT技术发展尚不成熟,相关科研工作者致力于增加系统穿透深度、提高分辨率和信噪比、优化系统综合性能等方向的研究。相关技术的突破,能有效改善系统成像质量、扩大OCT技术应用范围、提高医疗检测技术水平,对促进光谱成像技术的发展具有重要意义。     

高比表面积竹炭基活性炭的孔结构对电容性能的影响

以毛竹为炭前驱体,KOH作活化剂,制备具有高比表面积的活性炭(HSAAC)材料,考察了KOH与竹炭的质量比(碱炭比)对活性炭孔结构、吸附性能和电容性能的影响。结果表明:随着碱炭比值的增加,活性炭的比表面积、中孔容积和总孔容增大,微孔孔容先增大后减小;碘吸附值、亚甲基蓝吸附值均呈现先增大后减小的趋势,碱炭比值为4时达到最大,分别为2 168和569 mg/g。当碱炭比值为4时,可制得比表面积为2 610 m2/g、总孔容为1.24 cm3/g(其中微孔孔容0.81 cm3/g,中孔孔容0.382 cm3/g)的活性炭材料。以其为电极材料组装的电容器在30%H2SO4电解液中的比电容为206 F/g。