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[期刊] 清华大学学报(自然科学版)
[作者]
李行 周汛 焦伟冰
为探究火源位置对送风环境下地铁车厢火灾探测器响应时间的影响，研究了不同火源位置下车厢内烟气蔓延规律及探测器响应时间。研究结果表明：回风口处风速较大，如果火灾发生在回风口附近，烟气可能会通过回风口进入车厢顶部送风系统，进而无法及时蔓延进入车厢顶部C形槽中，从而可能导致探测器响应时间延长。较大的风速会阻碍烟气向车厢顶部的蔓延，从而导致烟气无法快速进入C形槽内，致使探测器响应时间延长。因此，送风口所在截面的位置相比于车厢中心截面是更不利于火灾探测的位置。对该研究建立的车厢模型来说，在C形槽内布置2个探测器较为合理，在该研究设定的各火灾场景下，探测器均可在60 s内探测到烟气。该研究结果可为此类地铁车厢的探测器布置提供参考。
[期刊] 清华大学学报(自然科学版)
[作者]
刘智远 李行 周汛
该文建立了全尺寸地铁车厢仿真模型,分析了无火源情况下的车厢内部风速分布情况,并对比研究了有无送风以及不同火源位置对车厢内部温度场分布的影响。结果表明:车厢送风时内部会形成气流涡旋,涡旋的产生位置与车厢内座椅有关。车厢内风速分布呈现出较为明显的与送风口位置相关的特征。在设置工况下,车厢内有无送风对车厢顶棚最大温升影响不大。这主要是由于火源附近的温度很高,热浮力较大,送风口的送风较小,对火羽流影响较小。车厢送风时,内部烟气仍能产生稳定分层,但烟气层的沉降高度明显大于自然通风时。车厢送风时,顶棚烟气温度与送风口位置呈现出较强的相关性,每个送风口下方存在低温区域,并且车厢两端的顶棚烟气温度明显低于自然通风时。有无送风情况下车厢火灾顶棚烟气温度均呈指数衰减。该研究结果可为地铁车厢的火灾防治提供参考。
[期刊] 海洋渔业
[作者]
顾浩年
至于鱼群的方位和深度,则是借助换能器辐射声束的方位角来测定。典型的单波束机械扫描渔用声纳的方框图,如图1所示,它由发射机、接收机、指示器、电源和换能器动作控制等五大部分组成。这类渔用声纳的缺点是:搜索水域速度慢;漏测区域大;目标的跟踪和判断困难,如果目标较小,则往往不能再次记录,而且渔船在航行、鱼群在游动,所以对目标跟踪的操作技术要求极高,对映象的判读也需积累较丰富的实践经验。
[期刊] 海洋渔业
[作者]
顾浩年
被测目标的大小、强度则反应为辉点的亮度。这类声纳采用长余辉特性的显示器,使屏幕上能显示整个图象。为了保证显示图象与目标在船周围空间分布的一致性,显示中电子束扫描方位应与声束扫描方位严格同步。这类渔用声纳的特点是一次发射的声束就能对360°全方位进行搜索,并采用电子俯仰技术,因而信息率高,没有盲区,方位分辨率好,显示直观等。但发射声束功耗大,电路结构复杂,价格昂贵,而且电子扫描声纳是一个窄的接收波束在全方位范围内作快速电子扫描接收,由于是一个窄波束
[期刊] 清华大学学报(自然科学版)
[作者]
马强 蒋弘瑞 王可 王波 丁龙 纪杰
中国古建筑多为木或砖木结构,具有较高的火灾隐患,因此古建筑群的早期火灾探测报警工作值得重视。图像型火灾探测器能够快速完成火灾探测并提供火源位置信息,非常适用于古建筑群的早期火灾探测和报警。然而,目前图像型火灾探测器的布置方式多依赖半定量的经验和法规,缺少准确计算探测器覆盖范围和评价布置方案优劣的方法。因此,该文提出了一种基于集合覆盖模型和最大覆盖模型的古建筑群室外图像型火灾探测器布置优化方法。首先结合古建筑结构信息和网格划分方法构建目标区域3D模型;其次分析图像型火灾探测器的有效探测范围,通过构建二元观测矩阵确定探测器在候选布置点处对目标区域网格的覆盖情况;随后以目标区域的布置成本和覆盖率为优化目标,基于集合覆盖模型和最大覆盖模型构建探测器布置优化数学模型;最后,基于遗传算法求解获得探测器的最优布置方案。该文以故宫太和殿、中和殿和保和殿所在区域为应用对象,分别获得了在给定目标覆盖率和预设成本情况下,以布置成本和覆盖率为优化目标的图像型火灾探测器最优布置方案。该文提出的方法可为古建筑群图像型火灾探测器布置提供科学参考,并具有一定的实用价值。
[期刊] 清华大学学报(自然科学版)
[作者]
蒋慧灵 杨雷音 周亮
明清时期“有檩式”古建筑具有构造独特、形态复杂的屋顶结构,对火灾烟气的流动产生显著影响,但现有火灾探测器的布置方案较少考虑这一因素,难以实现有效的早期火灾探测。为加强对明清时期古建筑的火灾防控,该文以硬山顶建筑为例展开研究,采用FDS (fire dynamics simulator)进行火灾数值模拟,分析不同火源位置和不同檩高条件下烟气的蔓延情况,通过设置感烟探测器阵列,进一步探究檩高对各个位置探测器响应特性的影响。研究发现,烟气蔓延过程与探测器响应时序密切相关;火源位于正脊轴线下方,当檩高不超过30 cm时在正脊中心处的探测器最先响应,超过30 cm后在靠近正脊中心两侧的顶棚处布置探测器则可以实现快速响应;火源位于墙角位置,当檩高不超过20 cm时正脊处的探测器均可在60 s之内做出响应。该研究结果可为明清时期同结构类型建筑火灾探测器的合理布置提供技术支撑。
[期刊] 中国科学技术大学学报
[作者]
杨霄 马阔 郑祥轩 刘衍文
高粒度时间分辨探测器(HGTD)是ATLAS实验Ⅱ期升级的关键项目.为了应对极高的粒子径迹堆积带来的挑战(每次束流交叉对应的质子-质子对撞数的平均值可高达200)，合作组计划通过精确测量粒子径迹的时间信息(径迹时间分辨可达30 ps)，使得实验能够在“4维”空间中进行粒子径迹到作用顶点的关联.升级项目的传感器选择了可以提供所需的时间分辨率和良好的信噪比的低增益雪崩探测器(LGAD)技术.日本滨松公司(HPK)生产了厚度为35μm和50μm的LGAD原型.中国科学技术大学(USTC)也与中国科学院微电子研究所(IME)合作研发了厚度50μm的LGADs原型.为了评估器件抗辐照性能，样品在JSI反应堆设施中接受了不同剂量的中子辐照，并在USTC进行了测试.通过测量室温(20℃)或-30℃下的电流电压和电容电压曲线测量，对增益层和硅基体损伤的中子辐照效应进行了表征评估.进一步处理提取了不同辐照剂量下的击穿电压和耗尽电压，并呈现为通量的函数,最终对比了不同样品的抗辐照性能参数c系数和α系数.对辐照模型的最终拟合得到的c系数值为HPK-1.2:3.06×10~(-16)cm~(-2), HPK-3.2:3.89×10~(-16) cm~(-2)以及USTC-1.1-W8:4.12×10~(-16) cm~(-2).结果显示HPK-1.2的增益层抗辐照性能最好.此外本文还提出了一种新的方法，进一步从数据中提取了c系数与初始掺杂浓度的关系.
[期刊] 实验技术与管理
[作者]
陈奥杰 郭贤 操凯 赵稼轩 刘小勇
甲烷泄漏会导致居民楼燃气爆炸事故的发生。复杂厨房环境（如油烟等）会对家用燃气探测器性能造成影响。本文对4种不同工作原理家用探测器在油烟、水蒸气等单一及高温油烟等耦合环境中的适应性进行了实验研究，并提出报警动作值相对误差Srel的概念，对探测器的性能进行了定量评价。实验结果表明，半导体式探测器的灵敏度受到被干扰物的吸附和表面反应影响较大，油烟环境下报警值误差达到5.74%LEL，两种耦合环境下报警值误差分别达到7.48%LEL和6.84%LEL，油烟料酒耦合中相对误差高达149.5%；催化燃烧式对环境温度和氧气浓度等因素较为敏感；红外吸收式在水蒸气环境下发生误报；激光探测器能够长时间保持稳定的输出功率和波长，在评价得分结果中，其得分最高为85分。该研究为提高家用燃气探测器的精准性和可靠性提供了实验依据，也为国内探测器的性能评价提供了一种方法。
[期刊] 清华大学学报(自然科学版)
[作者]
何庆 聂士斌 张红 刘小勇 郭贤 徐良骥
甲烷气体泄漏会导致火灾爆炸事故的发生,恶劣的环境条件(如低温和浸水)会影响甲烷泄漏的精准检测。该研究系统分析了浸水和低温-浸水复杂条件下催化燃烧式甲烷探测器的响应特性及其影响机制。研究结果表明:浸水会显著降低甲烷探测器的灵敏度,浸水后探测器报警浓度增长90.3%。相比于室温-浸水,低温-浸水使报警浓度降低23.3%,响应时间的重复性能提升,平均标准差降低65.16%。浸水后传感器表面的水膜会阻碍甲烷气体进入传感器内部,使得传感器内甲烷含量降低;浸水还会导致催化剂的比表面积降低和催化剂水中毒,减少了甲烷气体的吸附位点,因此浸水后探测器需要更高浓度的甲烷才能触发报警状态。低温环境下探测器铂丝加热器电阻变化更为显著,吸收较少的催化燃烧反应热就能达到报警所需的电阻变化量,降低了探测器报警所需的甲烷浓度,因此低温环境有效减弱了浸水对探测器的不利影响。该文为进一步研究低温-浸水复杂条件对甲烷探测器性能的影响提供了实验依据,有利于提高甲烷泄漏的精准检测。
[期刊] 中国科学技术大学学报
[作者]
赵亚飞 华仁军 冀伟田 陈子瑜 沈激
采用专用集成芯片设计了基于厚气体电子倍增器THGEM的热中子位置灵敏探测器读出电子学系统,实现电荷信号的放大、整形,采用高速模数转换芯片AD9220进行采集,采用USB通信实现数据传输,采用FPGA作为读出系统的总控制器,实现了探测器的阵列电荷信号读出;得到读出系统通道输入输出线性响应关系,在±15fc之间线性关系良好;实现了位置信息重心读出;探测器最高计数率达1×105/s.
[期刊] 中国农业大学学报
[作者]
王俊楠 吕艳 倪忠进 黄政晖 倪益华
针对目前我国冬笋采收只能依靠传统人工经验法,没有合适的探测设备的问题,根据高频电磁波作用下冬笋与土壤的介电特性差异导致反射系数显著不同的原理,设计基于微波反射法的冬笋探测器。该探测器通过2块贴片天线向土壤发射并接收电磁波信号;构建基于卷积神经网络的回波序列检测模型,用于所设计冬笋探测器接收回波信号的分类,利用回波信号的电磁波衰减强度判断土壤内是否有冬笋存在。试验结果表明,本研究提出的回波序列检测模型通过冬笋探测器回波信号判断土壤内有无冬笋的准确率为79.08%,漏警率为21.47%,虚警率为20.37%,与支持向量机以及频谱阈值法相比,回波序列检测模型在冬笋探测的准确率、虚警率、漏警率方面均为最优。该探测器能对地下冬笋位置进行预测,可提高冬笋采收效率。
[期刊] 清华大学学报(自然科学版)
[作者]
李开远 袁宏永 陈涛 黄丽达
为了实现火灾初期探测,设计了光学探针式初期火灾探测系统。该探测系统基于可调谐二极管激光吸收光谱(TDLAS)技术与激光遥测技术,采用波长为2.33μm的激光光源与波长调制光谱(WMS)技术,利用激光作为光学探针替代传统吸收测量腔室,实现了火灾初期基于CO路径积分体积分数的开放光路探测。系统对10 m内的反射面实现了不低于20(μL/L)·m的检测限。国标木材热解火实验表明,该文研制的系统与提出的阈值报警算法具备实现初期火灾报警响应的能力。
[期刊] 清华大学学报(自然科学版)
[作者]
王力 杜强 康克军 岳骞
中国暗物质实验(China dark matter experiment,CDEX)合作组设计并研制了大体积载钆液体闪烁体快中子探测器,用于中国锦屏地下实验室(China JinPing underground laboratory,CJPL)的快中子本底测量。该探测器基于反冲质子信号与钆俘获热中子产生的γ信号之间的符合测量方法,有效地抑制环境γ本底,提高对快中子的探测灵敏度。该文对该探测器进行了稳定性测试和单能中子探测效率刻度,实验结果表明:该探测器稳定可靠,且具有良好的中子、γ信号甄别能力,以及较高的
[期刊] 中国农业科学
[作者]
李雨 韩平 任东 罗娜 王纪华
【目的】研究土壤重金属与影响因子以及不同土壤重金属之间相关关系,为土壤重金属空间预测模型提供更加全面的辅助变量。【方法】利用地理探测器模型,结合空间插值技术对2014年湖南省湘潭县5个乡镇农田中5种土壤重金属Pb、Cd、As、Cr和Hg的空间分布变化与6种影响因子以及5种土壤重金属之间的相关性和交互作用进行研究。【结果】研究结果表明,GDP、平均温度和相对湿度对5种土壤重金属解释力较大(PD,H值均在0.5以上),土壤pH、土壤类型与高程对土壤重金属的解释力较小(PD,H值均在0.3以下),其中土壤类型对
[期刊] 中国土地科学
[作者]
赵小风 刘梦丽 王柏源
研究目的:分析城市建设用地规模时空差异及其影响因素,为制定区域差别化的城市建设用地供应政策提供决策参考。研究方法:在分析345个城市建设用地规模时空变化的基础上,运用地理探测器识别城市建设用地规模扩张的影响因素及其交互作用。研究结果:(1)中国城市建设用地面积虽然持续增长,但增速逐渐放缓;(2)城市建设用地扩张存在较大空间差异,扩张规模按东部、西部、中部、东北地区逐渐递减,扩张速度按西部、中部、东部、东北地区逐渐递减;(3)全国城市建设用地扩张主要受投资驱动的影响,东部地区和东北地区由人口驱动转为产业驱动,中部地区由人口驱动转为投资驱动,西部地区城市建设用地扩张一直受投资驱动较为明显;(4)影响因子两两之间均为增强关系,包括双因子增强和非线性增强,2000年,投资水平、产业结构及学校数量交互作用极强,而到2015年,实际利用外资与其他因子的交互性明显增强。研究结论:中国城市建设用地扩张受产业、投资和人口共同驱动,但驱动力大小存在较大空间差异。应针对不同区域的主要驱动因素实施差别化管理,缓解城市建设用地规模扩张。
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