碱金属原子气室研究进展

碱金属原子气室是原子陀螺、原子磁力仪和原子钟等量子仪表的核心部件,高性能微小型原子气室是制约上述量子仪表性能的重要因素之一。从理论基础、制造工艺和材料等方面回顾了原子气室的研究进展,对微型气室玻壳精密加工技术、原子气室精确充制技术、耐高温抗弛豫镀膜技术、原子气室后烘处理工艺等相应关键技术进行了分析和讨论,并针对量子仪表微小型、高精度、集成化的发展需求,分析了碱金属原子气室的发展趋势。     

原子气室工作温度对CPT磁力仪品质因子的影响

原子气室的工作温度是影响CPT磁力仪灵敏度的重要参数,研究表明,基于品质因子优化后的气室温度大于基于幅值优化后的气室温度。通过设计实验装置,测试多种气压原子气室工作温度与CPT信号品质因子的变化关系,给出幅值、线宽与原子气室温度变化的关系曲线。实验结果表明,与利用幅值优化后气室温度相比,品质因子优化后原子气室的最佳工作温度点可有效提高CPT磁力仪灵敏度。     

基于磁共振线宽的Xe核自旋横向弛豫时间测量方法

随着核磁共振陀螺技术的发展,高精度核磁共振陀螺对原子气室性能提出了更高要求.原子气室内Xe核自旋的横向弛豫时间(T2)是衡量原子气室性能的重要参数之一,T2的常用测量方法为自由感应衰减法(Free Induction Decay,FID).当T2较短时,由于自旋进动信号易受外界干扰,FID方法难以对T2进行精确测量.根据磁共振线宽理论以及自旋进动信号检测技术,针对T2较短的原子气室,提出了基于磁共振线宽的Xe核自旋横向弛豫时间测量方法,构建了测试装置,对Xe核自旋进行了测试.测试结果表明,该测量方法能够有效获得Xe核自旋的横向弛豫时间,克服了FID方法对T2较短的原子气室难以测量的局限性,为检验核磁共振陀螺中原子气室的性能提供了有效测试手段.     

气室无磁加热结构研究进展与展望

碱金属气室是原子陀螺、原子磁强计和原子钟等原子测量仪器的核心部件.原子密度主要受加热温度的影响,高均匀性、高稳定性的气室加热结构是保证碱金属原子密度稳定的关键技术,对提升原子测量仪器输出信号的灵敏度至关重要.回顾了目前常用的碱金属气室加热方法,针对加热层、传热层、保温层等组件,梳理和总结了碱金属气室加热结构的发展方向和...     

SERF原子磁力仪关键技术及应用

无自旋交换弛豫磁力仪利用碱金属原子自旋交换弛豫消除效应实现弱磁场信息测量,具有超高灵敏度、小体积和低功耗等优点,已成为国内外精密磁场测量技术的研究热点之一.介绍了无自旋交换弛豫原子磁力仪的工作原理和国内外研究现状,重点讨论了长弛豫时间原子气室、原子气室无磁加热和高精密动态磁补偿等关键技术,并对无自旋交换弛豫原子磁力仪的...     

一种槽道式处理机匣设计及实验验证

对实壁机匣的实验转子进行了定常雷诺平均N-S方程(RANS)模拟,考察了实验转子叶尖端区流动状况,并基于转子叶尖端区在设计状态和近失速状态下的若干主要流动特征设计了一个带气室的轴向斜槽式处理机匣.在高速压气机试验台上对处理机匣的性能测量结果表明,设计的处理机匣有很好的扩稳效果,效率损失也可接受.这说明通过对实壁机匣的转子其流动结构的分析和把握、进而完成处理机匣的设计在一定程度上有可行性.      

空气弹簧参数对减振性能的影响

讨论了空气弹簧刚度与工作压力、附加气室体积的函数关系,分析了阻尼对隔振传递率的影响,仿真说明了空气弹簧的隔振效果。     

基于红外差分吸收的矿井瓦斯浓度分布式监测系统

为了实现矿井瓦斯气体浓度的实时监测和预警,设计了一套基于近红外差分吸收光谱原理的矿井瓦斯浓度分布式光纤监测系统。选用中心波长为1650nm的DFB激光器作为光源。选择Newport公司生产的325型号温控器和525型号驱动器,将激光器输出波长稳定在1653.7nm处。采用光分束器将激光分为两路信号,分别连接气体吸收室和参考气室。以PIN光电二极管为光电探测器,设计了光电转换电路,进行了瓦斯浓度测量实验,并得到瓦斯气体浓度的计算表达式。实验结果表明该系统能够准确地测量瓦斯浓度。     

基于高频激励的高精度交流电桥测温系统研究

为实现对原子气室温度的高精度测量,同时避免测温电路产生的直流磁场或低频磁场对原子自旋系综运动状态的影响,设计了一种基于高频激励的交流电桥温度测量方法。首先,建立了测温电路的数学模型,并对模型中各元件参数之间的内在联系进行了分析。其次,对测温电路进行了灵敏度分析。然后,针对力学环境微小扰动对测温电路中导线分布参数的影响,优化设计了测温电路中相关元件的参数。最后,实验数据表明,优化后的交流测温系统测温稳定性提升了1个数量级。     

跨声压气机缝式处理机匣非定常模拟研究

在Rotor37单级跨声压气机上进行了斜缝、带气室斜缝和半圆斜缝处理机匣下的压气机全三维非定常数值模拟.结果表明,缝式处理机匣的扩稳与其对泄漏流的影响和利用压差进行泄漏涡抽吸密切相关,在足够导通能力下,所利用的压差越大,抽吸能力越强,扩稳效果越明显.气室可通过改善斜缝输运条件来提高压气机裕度,而叶片角向斜缝则能通过增大斜缝进出口压差来进一步提高抽吸能力,但同时也带来了压比和效率的损失.      

控制结构变形的复合材料层合板铺层优化设计

提出了一种基于梯度的复合材料结构优化方法，把层合板中材料一致、角度一致的单层集合的厚度作为设计变量，推导了结构刚度矩阵关于设计变量的导数，计算了结构重量和变形对设计变量的导数，采用牛顿一序列无约束规划法搜索优化问题的最优解。最后，运用提出的方法对某复材平尾结构进行了满足位移约束的重量最小化设计。     

测量船工况智能设计策略

针对以往海上测控方案中测量船工况设计存在的不足及后续测控工作的需要，以测量船工作弧段要求及历史数据为前提，以天线增益、航线保障等多个约束条件为设计要素，结合设计流水线、知识表达、模糊综合评估、遗传算法等多种设计方法，提出了一种智能化的测量船工况设计策略。     

非定常机匣处理扩大压气机稳定裕度实验

从非定常角度出发,设计了一种通过改变斜槽和气室来调节壁面阻抗边界条件的非定常处理机匣,并对其开展扩大轴流风扇/压气机旋转失速稳定性的实验研究.研究工作包括:对非定常处理机匣进行流量-压比特性实验,研究其扩稳效果;对处理机匣的结构参数(斜槽、气室)进行可调节特性实验;对机匣处理的效率特性进行实验评估.结果表明:这种非定常机匣处理在三台低速风扇/压气机实验台上,通过调节机匣参数,不仅能够实现在不同的工作转速下对压气机稳定裕度有显著效果,而且效率没有明显改变.      

一种槽道式处理机匣的准定常流动模型Ⅱ: 跨声转子处理机匣的优化设计

对带气室的槽道式处理机匣的结构进行了参数化,然后采用所发展的处理机匣流动模型对槽道式处理机匣进行了数值模拟分析,获得了槽道式处理机匣各主要结构参数对处理机匣扩稳作用和转子效率的影响.基于原基准处理机匣,并选取各个结构参数经分析得到的最优值设计了一个优化的处理机匣.实验结果表明：优化的处理机匣设计在60%,80%,98%设计转速下都在原基准处理机匣的基础上进一步提高了转子的失速裕度,并且带有优化处理机匣的转子峰值效率比基准处理机匣、甚至实壁机匣的情形都有所提高.另外,为考察处理机匣槽道数的影响,对一个在优化处理机匣的基础上缩减槽道数而得到的处理机匣设计也进行了实验研究.     

半准备机场及双气室减震器设计

机场在未来战争中必然遭受破坏,其局部地区经修复后,形成了半准备机场。这类机场局部地区属于柔性范畴,而且局部表面很粗糙。带有常规式减震器的起落架,在这类机场上起降会出现高的过载,导致起落架及与飞机相连部位过早的破坏。为了适应这类机场使用的特点,本文探讨了双气室减震器的设计思想,并对它的静、动性能及主要参数选择原则作了较详细的对比分析,对道面粗糙度标准、适用半准备机场使用的其它减震器布置方案作了简单的阐述。     

飞机装配工装的参数化建模

结合飞机装配工装的设计特点，将参数化建模技术应用于工装设计，提出了一种飞机装配工装的参数化建模方法，给出了一个设计实例。     

航空电子核心处理机实现技术研究

航空电子核心处理机已经成为新一代航电的核心，采用了综合化的设计思想，其设计的复杂性远远超过了联合式核心处理机。提出了一种综合化航空电子核心处理机的硬件实现技术，提出了一种微内核体系结构来实现强分区实时系统，并且支持微内核上操作系统的灵活移植。     

基于PDCA循环的系统测试性设计方法

采用PDCA的核心思想，结合某型综合显示控制系统研发过程工程实际，提出了一套系统测试性设计的技术方法。通过将系统测试性设计过程按照“策划-实施-评估-改进”的戴明环循环思路，以测试性需求实现和验证为出发点，聚焦测试性设计技术状态风险管控，提出了测试性设计工作的关键技术路径，落实测试性设计过程闭环，可有效指导系统测试性设计。     

制导火箭弹制导控制系统精益设计方法

制导火箭弹在陆军未来战争中正发挥越来越重要的作用，制导控制系统设计是制导火箭弹研制的核心和难题。提出了一种适用于制导火箭弹制导控制系统的精益设计方法，将设计过程分为数据处理环节、自动驾驶仪设计环节、制导律设计环节和六自由度仿真分析环节4个部分，并将标准化和基于模型的思想体现在精益化设计软件中，从而给出了一条可以又快又好地完成系统设计的技术途径。     

起落架油气式减震器性能设计新概念

提出了一种称谓最大载荷法则的设计新概念，本法则打破了传统的使用载荷法和静载荷法的局限性及不科学性，为油气式减震器性能设计参数的科学确定理出了一条简捷而普遍适用的新思路，并据此编制了设计计算软件。