离子电流

摘要： 仿生固态纳米孔的设计灵感来源于生物离子通道,它不仅具有生物离子通道的性能,同时具有良好的加工性能和可控的表面化学性能,克服了生物离子通道的性能仅存在于活的细胞膜中的问题,具有广阔的应用前景。仿生固态纳米孔作为生物传感器的电学转化元件实现了对纳米尺度物体的分析能力,与传统的生物分子检测方法相比,基于仿生固态纳米孔的生物传感器具有微型化、灵敏度和特异性高、分析速度快、免标记、操作简单等显著的优点,对医学、分析生物化学和生物技术起着至关重要的作用。本文阐述了近年来仿生固态纳米孔在生物传感方面的研究进展,并对其发展前景及面临的挑战进行了讨论。

摘要： 通过一台1.5 L的废气涡轮增压缸内直喷汽油发动机快速建立积碳工况,从而引发早燃,对比了正常工况和早燃工况的离子电流信号波形特征.并利用Python和TensorFlow建立了基于离子电流信号长短期记忆(LSTM)神经网络的早燃检测模型,以转速为1500 r/min、负荷为72%工况下的早燃判断为例,在离线分析中模拟在线采集过程,采用K折交叉验证和粒子群优化算法对超参数进行优化,结果表明:LSTM神经网络模型的判别准确率达到98.50%,同时在CA 10前能够准确判别出早燃的概率为76.09%.与前馈(BP)神经网络和支持向量机(SVM)相比,具有更小的均方根误差(RMSE)以及更好的判别提前性,利用受试者工作特征曲线法对3种深度学习分类模型进行对比,LSTM模型曲线下面积更大,是性能更优的分类模型;与传统的阈值判别法相比,准确性更高,是一种兼顾准确性和提前性的判别模型,符合基于离子电流信号判断早燃的根本目标.

摘要： 为探索铝粉尘云燃烧火焰形态和灾变演化,基于改造的竖直开口实验管道,借助高速摄像仪和离子探针,研究火焰结构及变化,分析粒径因素对铝粉火焰前锋形态的影响.实验结果表明:铝粉燃烧能量的释放和空间束缚使燃烧转为爆燃,火焰前锋下方存在大片的燃烧反应区;铝粉粒径越小,颗粒氧化层破裂需要的热应力越小,越容易被点燃;随着铝粉粒径减小,热膨胀对火焰传播速度的影响明显增强.

摘要： 在1台改装的4缸高压共轨柴油机上,结合自行开发的柴油机离子电流检测系统,研究了EGR率、转速、冷却水温度等工况参数对柴油机离子电流特性的影响.研究结果表明:柴油机离子电流的峰值和积分值随着EGR率和转速的增大而降低,并随着冷却水温度的升高而上升;不同工况参数下,离子电流相位CAI50总是滞后于燃烧相位CA50,同时离子电流相位CAI50和燃烧相位CA50的变化规律一致,证明了离子电流信号能够可靠地反映缸内的燃烧状态.

摘要： 利用定容燃烧弹,结合离子电流采集系统和高速摄影系统,研究了天然气掺氢气预混层流火焰离子电流特性.通过试验获得了不同氢气体积分数下火焰的离子电流和燃烧室压力数据,同时利用纹影仪和高速摄影系统拍摄了火焰的传播图像;将离子电流波形特征参数与火焰纹影图片相结合,分析了氢气体积分数的增加对离子电流波形特征的影响.研究结果表明:随着氢气体积分数的增加,离子电流第一波峰和第二波峰的振幅增大,第一波峰出现时刻提前,第二波峰出现时刻推迟,从第一波峰到达第二波峰的时间延长;随着离子电流第二波峰到达时刻的延迟,离子电流第二波峰与燃烧室压力峰值的对应关系发生改变.

摘要： 采用自制T型透明分岔管,由分岔处点火并测试瓦斯爆燃火焰阵面在两端完全封闭一端弱封闭的分岔管道内传播过程中的光电信号、离子电流、温度信号、超压信号的变化.结果表明:分岔处点火T型管道内瓦斯爆燃火焰向三个端口传播过程中,表现出层状火焰、振荡火焰、爆燃火焰三种典型状态;火焰向完全封闭的支管和直管右端口分别传播的过程中,速度、离子电流强度均较小(最大1.32m/s、0.024μA),而向直管左侧弱封闭端口方向传播相对较大(最大33.17m/s、0.31μA),均相差一个数量级;各截面测点峰值温度,分岔处1042K>支管处928K>直管左侧793K>直管右侧669K,而峰值超压,支管处0.162MPa>直管右侧0.135MPa>直管左侧0.036MPa;爆燃火焰向两个完全封闭端口传播过程中,由于压缩波的负反馈作用产生逆流现象;特别是向支管端口传播过程中,由于分岔壁面的存在,在压缩波负反馈和高温气体产物正反馈的共同作用下,火焰又呈现出振荡前行的状态.

摘要： 由于随机出现的非正常燃烧现象,均质压燃(HCCI)发动机的应用受到阻碍.本文中以一台压缩比及配气系统经过改造的2.0 L四缸发动机为平台,以负阀重叠期的缸压和离子电流为信号,研究了HCCI发动机的不完全燃烧提前诊断方法.结果表明:负阀重叠期缸压峰值相位与离子电流峰值可作为不完全燃烧的诊断依据;单独使用缸压峰值相位或离子电流峰值进行诊断时,大部分不完全燃烧循环可被提前判断,诊断灵敏度分别可达93.8％和95.6％,但部分正常循环会被误判为不完全燃烧循环.使用缸压和离子电流信号相结合进行诊断时,可大幅提高诊断准确率至90.0％,同时诊断灵敏度保持为91.4％.

摘要： 纳米孔单分子检测技术是一种集操作简单、灵敏度高、检测速度快、无需标记等优点的传感检测技术,广泛应用于蛋白质检测、基因测序和标志物检测等领域.基因测序的费用、灵敏度和精度是该检测技术的发展中亟待解决的主要问题,而开发新型的纳米孔材料则是解决这些问题的关键手段.本文从纳米孔材料的选择和设计角度出发,综述了三种不同的纳米孔,即蛋白质等生物纳米孔、固态纳米孔和新型二维材料纳米孔在生物分子检测方面的应用现状,并比较了生物纳米孔与固态纳米孔的差别.本文也重点阐述了二维材料纳米孔在生物分子检测中的实验和模拟研究进展.最后,对纳米孔检测技术的发展前景进行了展望.

摘要： 针对稀释气体影响离子电流前锋区特征峰的研究比较缺乏,以甲烷/空气/稀释气体为对象,通过在定容燃烧弹内布置离子电流测量电极,获得了稀释气种类N2/CO2/Ar和0％、5％、10％、15％几种不同稀释比条件下离子电流的特征峰值,结合CHEMKIN化学反应动力学数值模拟结果,分析了主导离子电流前锋区信号生成的带电组分的数密度、敏感性系数及其生成路径.试验结果表明:相同的稀释比下,CO2稀释对离子电流信号的抑制作用最大;在不同的稀释气体种类下,离子电流前锋区峰值均在过量空气系数λ为0.95时达到最大.数值计算结果表明,对离子电流前锋区信号贡献最大的组分是H3O+和电子e,链分支反应R38、链终止反应R52和离子化初始反应R326对这两种组分浓度的影响较大.在过量空气系数λ为0.95时,O和CH数密度都较大且反应区温度最高,导致化学离子化程度最大,离子电流值前锋区峰值也达到最大值.该结论为研究稀释气体对燃料燃烧的离子电流信号影响和火焰锋面电学特性提供了一定的机理支撑.

摘要： 通过一台高压定容燃烧弹,以甲烷(CH4)为燃料,研究了废气稀释和空气稀释对离子电流信号的影响.结果表明:废气稀释和空气稀释均会对离子电流信号和燃烧起到显著抑制作用,但废气稀释的抑制效果更为明显,且呈非线性.通过建立预混燃烧甲烷离子反应机理模型,对化学电离及热电离产物的形成过程及浓度进行了理论分析,结果表明:废气中的CO2不会直接参与离子反应,但会通过降低反应物初始浓度和燃烧温度造成离子浓度降低,导致离子电流信号强度减弱.

摘要： 本文基于加装外部低压EGR的增压小排量进气道喷射(PFI)汽油机,研究了EGR对离子电流特性的影响,并通过各参数协同控制以达到最佳燃油经济性.结果表明:离子电流信号相位与点火提前角相位具有高度相关性;离子电流信号强度与循环波动受到点火提前角和EGR率的共同影响,在低EGR率时Ionintegral降低,高EGR率时Ionintegral增大.中高转速与负荷下,随转速负荷的增大,离子电流信号相位CA_Ion50推迟,信号积分值Ionintegral增大.

摘要： 在增压汽油机台架上基于电容式检测电路采集离子电流信号,研究和分析了基于离子电流的循环特性及燃烧相关性.结果表明:相比缸压信号,离子电流信号峰值及积分值循环变动较大,峰值相位循环变动相差不大;离子电流峰值相位与缸压、放热率的峰值相位有良好的对应关系,离子电流相位可有效反映燃烧相位.在燃烧不稳定工况下,离子电流峰值、积分值均随缸内燃烧的恶化而减小.离子电流信号在部分燃烧及完全失火工况下分别呈现出波形扰动、峰值消失的特点.离子电流波形特征可在一定程度上表征缸内燃烧不稳定状况.IMEP与离子电流积分值在不同燃烧工况下均具有很好的线性相关性.

摘要： 本文基于缸内直喷(GDI)汽油机试验,研究了在理论空燃比和稀薄燃烧工况下,EGR对发动机离子电流特性的影响.结果表明:在理论空燃比工况下,加入EGR可使离子电流相位滞后;离子电流相位CA_Ion10和CA_Ion50与燃烧相位变化一致,始终滞后于燃烧始点CA10和燃烧中心CA50-定的曲轴转角;加入EGR可使离子电流幅值减小,并且离子电流幅值特征参数Ion_max、Ion_integral和燃烧幅值特征参数P_max、IMEP均与EGR率有高于0.9的线性相关性;加入EGR可使离子电流特征参数的循环变动系数增大.在稀薄燃烧工况下,当空燃比较小时,EGR对离子电流相位特征参数CA_Ion10、CA_Ion50、CA_Ion90和离子电流幅值特征参数Ion_max的影响较大;当空燃比较大时,影响比较微弱.

摘要： 针对HCCI燃烧当前存在的着火时刻和稳定性问题,本文将火花塞离子电流检测技术应用到汽油机HCCI(Homogeneous Charge Compression Ignition)燃烧的控制研究.通过设计设计HCCI实验方案,采用高性能记忆式数字示波器,对离子电流信号进行采集并保存.通过对数字示波器进行编程,分析离子电流波形的特征参数,如起始点位置,峰值点位置和幅值,最大上升率位置,频谱分析等.通过对缸内压力波形特征参数进行分析,对比离子电流与缸内压力之间关系,找出HCCI燃烧所需缸内反馈控制信号与离子流波形特性的相关性.研究表明,离子电流可以很好地反映缸内燃烧信息.离子电流的峰值出现的位置和气缸压力峰值出现位置有很好的线性关系;通过检测离子电流波形低频部分的频谱特性,可以准确地判断出发动机是否发生了爆震;通过检测离子电流峰值的大小和位置,可以知道发动机是否发生了爆震等等.

摘要： 在本文设计开发了一套基于LabⅥEW的适用于定容燃烧弹实验台的数据采集模块,其中包括压力信号和离子电流信号的双通道采集.在开发的定容燃烧弹控制器采集模块的基础上,对软硬件进行了联合调试,并研究了初始压力对离子电流和燃烧压力的影响.研究结果表明,初始压力越大,点火时燃烧压力的峰值就越大,且出现时刻越晚;对于离子电流来说,初始压力越大,离子电流出现的时间就越长.

摘要： 基于复合进气道喷射与缸内直喷两套喷射系统的汽油机平台,使用进气道喷射(PFI)、缸内直喷(GDI)及复合喷射(PDI)方式,研究不同工况参数对汽油机冷起动首循环及前十循环的燃烧以及颗粒物数量排放的影响.研究结果表明:复合喷射可大幅降低直喷发动机冷起动首循环颗粒物数量排放;基于离子电流可实现首循环失火诊断与控制,失火循环再燃后的颗粒物数量排放与GDI模式冷起动基本相同,但可避免HC排放恶化.

摘要： 碳纳米管阴极电离规具有功耗低、响应快、没有热阴极效应等不利因素,有望解决极高真空测量难题.本文利用化学气相沉积技术制备了碳纳米管阵列阴极,系统研究了该阴极的场致发射特性,并初步研究了该阴极作为电离规电子源时规管的计量学特性.研究表明,碳纳米管阴极具有良好的场致发射特性,能被用作超高真空电离规的电子源;碳纳米管阴极用作IE414型BA规电子源时,电离规在2.5×10-5～5.0×10-3Pa的压力范围内,离子流和压力成线性关系;在球形振荡器电离规中,离子电流与压力在8.7×10-6～0.01Pa的压力范围内呈现线性关系,而在更小的压力范围内,离子流和测试压力线性关系缺失,这主要是因为极小离子流测量误差所致.

摘要： 通过使用玻璃微电极,观察小鼠单个心肌细胞膜电流变化,建立了心肌细胞膜离子电流的细胞实验模型,探讨了高钙环境下离子电流产生机制,为进一步整合心肌细胞生理及病理状态下各离子流变化用以研究动作电位全过程及临床研究提供理论基础.

摘要： 本文运用GT-Power与Chemkin-Pro耦合求解的方法,对采用配气负阀重叠的汽油HCCI燃烧进行了仿真模拟,研究了不同配气策略下的不同缸内残余废气量对汽油HCCI燃烧特性及离子反应的影响规律.研究结果表明,缸内残余废气量增加,能够有效提高HCCI循环初始温度,保证汽油HCCI的稳定着火,提前着火始点,同时还能抑制燃烧,降低燃烧温度.同时验证了HCCI燃烧状态并非受残余废气率RGF的值单一影响,在一定程度上还受到配气策略的影响.此外,缸内残余废气量增加还通过影响燃烧状态而使化学电离中离子产物的反应速率及浓度下降,但是残余废气组分不会直接作用于离子反应.

摘要： 针对现有模型无法解释蜂窝状多孔型氧化膜的形成本质,首次用建模演绎的方法推导出氧化过程中离子电流和电子电流随时间变化的表达式.结果表明,离子电流随时间呈指数衰减,同时电子电流以一种稍显复杂的方式随时间增长.当氧化过程稳定时,两种电流都将趋于稳定值.用铝及钛在恒定电压下及不同电解液中进行实验模拟,得到了阻挡型和多孔型氧化膜的实验曲线,两种实验曲线与本文推导的理论公式均得到很好的吻合,据此阐明了阻挡型膜向多孔型膜的转变的本质由阳极氧化过程中电子电流的大小决定的.

摘要： 一种离子腔室提供表示其当受外部条件例如清洁空气或烟雾影响时的特性的电流。在第一极性下将直流DC电压施加到所述离子腔室，且在所述第一极性下测量通过所述离子腔室的所得电流及寄生漏电流，接着在与所述第一极性相反的第二极性下将所述DC电压施加到所述离子腔室，且在所述第二极性下测量通过所述离子腔室的所得电流及寄生漏电流。因为在所述第二极性下实质上无电流流过所述离子腔室，所以可通过从所述第一极性下测量的所述电流减去所述第二极性下测量的所述电流而从总电流测量中移除所述共同模式寄生漏电流贡献，从而仅得到通过所述离子腔室的所述电流。

摘要： 本发明提供一种为离子植入建立中电流带状离子束的方法，其系提供一包含有工作气体及运载气体的离子源，并藉由调整工作气体及运载气体的比例，以控制离子源中一工作离子束的强度，之后并利用质量分析仪将运载气体自工作离子束分离。亦可藉由于离子源下游设置一或多个机械式电流限制装置来控制工作离子束的强度。此方法可控制到达晶圆的带状离子束总强度约在3μA到3mA之间。

摘要： 本文提供用于增加静电透镜的操作范围的方法。离子植入系统的静电透镜可从离子源接收离子束，静电透镜包括沿着离子束线的一侧设置的第一多个导电束光学器件及沿着离子束线的第二侧设置的第二多个导电束光学器件。离子植入系统还可包括与静电透镜连通的电源供应器，所述电源供应器可操作以向第一多个导电束光学器件及第二多个导电束光学器件中的至少一者供应电压及电流，其中电压及电流使离子束偏转束偏转角度，且其中离子束在静电透镜内被加速然后被减速。

摘要： 一种离子腔室提供表示其当受外部条件例如清洁空气或烟雾影响时的特性的电流。在第一极性下将直流DC电压施加到所述离子腔室，且在所述第一极性下测量通过所述离子腔室的所得电流及寄生漏电流，接着在与所述第一极性相反的第二极性下将所述DC电压施加到所述离子腔室，且在所述第二极性下测量通过所述离子腔室的所得电流及寄生漏电流。因为在所述第二极性下实质上无电流流过所述离子腔室，所以可通过从所述第一极性下测量的所述电流减去所述第二极性下测量的所述电流而从总电流测量中移除所述共同模式寄生漏电流贡献，从而仅得到通过所述离子腔室的所述电流。

摘要： 本公开的离子源包括用于改变离子源的排放空间内的等离子体的分布的一个或多个电磁体。所述电磁体中的至少一个定向成围绕所述离子源的管状侧壁的外周并且改变所述排放空间的边缘区域中的等离子体的分布。

摘要： 本发明提供一种为离子植入建立中电流带状离子束的方法，其系提供一包含有工作气体及运载气体的离子源，并藉由调整工作气体及运载气体的比例，以控制离子源中一工作离子束的强度，之后并利用质量分析仪将运载气体自工作离子束分离。亦可藉由于离子源下游设置一或多个机械式电流限制装置来控制工作离子束的强度。此方法可控制到达晶圆的带状离子束总强度约在3μA到3mA之间。

摘要： 本发明涉及等离子体渗氮技术领域，具体涉及一种低电流辉光和高电流弧光等离子体组合渗氮方法：对试样抛光至镜面并清洗、烘干后装载入炉内，打开真空泵，抽真空至5.0×10‑2Pa；电阻加热开启，炉温升温至渗氮所需温度400～550°C；通入氩气，加电压700‑800V，电离氩气形成辉光等离子体清洗试样表面，去除材料表面的氧化物等杂质，激活材料表面；接着利用柱弧源产生的弧光等离子体中的电子流电离氩气，进行二次激活，柱弧靶电流为100～200A；通入氮气，柱弧靶电流维持在100～200A，气压维持在1～3Pa，工件接负偏压300‑500V，形成的氮离子进行渗氮，渗氮速率远高于辉光等离子体渗氮，渗氮层表面粗糙度低，表面质量高，力学性能和摩擦磨损性能优于传统辉光等离子体渗氮术。

摘要： 本实用新型公开了一种检测等离子切割机焊接电流和转移弧电流的电路，用于利用转移弧切割的等离子切割机，等离子切割机与电源电路相连，电源电路将交流电电源的交流信号变频并整流为等离子切割机需要的工作电压和频率，包含：负载电路，负载电路与电源电路相连；电流传感器，电流传感器设置在负载电路中。本实用新型通过一个霍尔电流传感器即可实现既检测等离子切割机的总输出电流，又能检测切割电流，巧妙运用了霍尔电流传感器，结构精巧，大大降低了成本；同时，控制方法也未增加任何复杂性，具有显著的经济效益。

摘要： 本发明提供了一种高压老炼及测试过程中离子电流、放电电流采集和检测装置，包括：离子电流和放电电流信号传感器、信号采集、放大、处理装置；所述离子电流和放电电流信号传感器连接在高压老炼各工作缸位底座中心端和接地端；所述离子电流和放电电流信号传感器实时采集产品在老炼及测试过程中放电的电流值和离子电流，并从老炼的放电电流中分离出高频放电信号和低频发射电流信号，通过高频放电信号和低频发射电流信号计算出产品在高压老炼过程中放电产生的发射电流和放电次数；所述信号采集、放大、处理装置通过离子电流计算出测试过程的真空度。本发明还提供了高压老炼设备，提高了真空灭弧室高电压老炼效果，实现电气性能判定，简化了生产工艺。

摘要： 本实用新型提供了一种高压老炼及测试过程中离子电流、放电电流采集和检测装置，包括：离子电流和放电电流信号传感器、信号采集、放大、处理装置；所述离子电流和放电电流信号传感器连接在高压老炼各工作缸位底座中心端和接地端；所述离子电流和放电电流信号传感器实时采集产品在老炼及测试过程中放电的电流值和离子电流，并从老炼的放电电流中分离出高频放电信号和低频发射电流信号，通过高频放电信号和低频发射电流信号计算出产品在高压老炼过程中放电产生的发射电流和放电次数；所述信号采集、放大、处理装置通过离子电流计算出测试过程的真空度。本实用新型还提供了高压老炼设备，提高了高电压老炼效果，实现电气性能判定，并简化了生产工艺。