微纳米三坐标测量机(Micro-nano CMM)是一种用于测量微机械部件尺寸的重要工具,例如微机电系统(MEMS)部件、微型齿轮等。由于其测量精度需要达到数百纳米级别,因此在设计和制造上需要十分精细。本文主要介绍了一种微纳米三坐标测量机驱动与控制系统的开发研究。 在机械结构方面,微纳米CMM包含复杂的机械结构,这些结构设计的目的是为了实现高精度测量。为了避开Abbe误差,工作台的机械结构被特别设计,Abbe误差是测量机测量误差的主要来源之一,表现为测量仪器的指示误差。为减少该误差,需确保测量轴和被测物体的运动轨迹严格平行,这需要特别设计的机械结构来实现。 在信号处理方面,微纳米CMM要求有精密的信号处理系统,以确保获取的测量数据具有高精度和可靠性。此外,探头系统和驱动系统也构成了微纳米CMM的重要组成部分,对测量结果的精确性起着至关重要的作用。 为了实现三维测量和定位,本文提出了一种基于DVD拾取头原理的新颖探头。由于DVD拾取头能够进行精确的激光定位,因此其原理被应用于微纳米CMM的探头设计中,用以提高测量的精确度。 驱动系统方面,微纳米CMM采用三个压电直线电机作为驱动器。压电直线电机因其独特的驱动原理和优异的性能,被广泛应用于精密定位设备中。压电材料能够将电能转换成机械能,即产生直线运动,其响应速度快,定位精度高,适合于微纳米级定位要求的应用场合。 在位置测量单元方面,文章介绍了一种基于反馈效应的激光反馈干涉仪,这种新型位移传感器用作位置测量单元。通过激光的反馈效应来实现对物体位移的精确测量。 针对上述系统的控制策略,提出了新型的驱动与控制策略,使得微纳米CMM能够在较大的行程范围内实现快速且精确的驱动,同时保持纳米级的分辨率。微纳米CMM的行程在X、Y、Z三个轴上分别是50mm×50mm×50mm。驱动系统能够在单向快速稳定地接近不确定距离,并有效防止过冲现象。在模拟状态下,不同距离的定位波动可以限制在±4nm以内。 通过对系统的测试结果表明,本文提出的驱动与控制系统适合于微纳米三坐标测量机。文章中也提到了微纳米CMM的研制已经受到了许多知名机构和大学的重视,例如德国的伊尔梅瑙技术大学、德国的PTB、英国的NPL、美国的NIST等都在开发不同类型的微纳米CMM。由于微纳米CMM需要达到百纳米级别的测量精度,因此每个部件的设计都需要精心考虑。 关键词包括精密仪器与机械、微纳米CMM、压电直线电机、反馈控制等。这些关键词涵盖了本文研究的核心技术和概念。通过这些技术的应用和研究,微纳米CMM的性能得到了极大的提升,满足了微纳米测量领域的严格要求。随着微纳米技术的不断发展,微纳米CMM作为测量微机械部件的关键设备,其精度和应用范围将继续扩展,对于精密工程领域的发展具有重要意义。
2025-10-22 16:04:16 419KB 首发论文
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热电厂75t/h循环流化床锅炉自动控制系统的设计与实现,张艳,李少远,本文针对热电厂75t/h循环流化床锅炉汽水、燃烧过程系统的复杂动态特性,设计了“规则+变PID”串级三冲量汽包水位控制系统,模糊推理
2025-10-22 10:26:24 613KB 首发论文
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单柱离子色谱法分离测定自然水体生物膜中的Mn2+,杨帆,董德明,利用Shim-Pack阳离子色谱柱分离了Fe2+、Mn2+、Zn2+、Ca2+、Mg2+和Cd2+等六种金属阳离子,优化了色谱分析条件,建立了离子色谱(IC)分离、测�
2025-10-20 08:11:01 330KB 首发论文
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大豆肽在不同金属离子螯合亲和层析介质(Cu2+、Fe3+、Zn2+和Ca2+)吸附能力的比较,刘贺,包小兰,以琼脂糖凝胶为固相支持物,亚氨基二乙酸为螯合剂,用Cu2+、Fe3+、Zn2+和Ca2+ 4种金属离子制成琼脂凝胶金属离子亲和层析柱,并对层析柱
2025-10-19 17:55:19 259KB 首发论文
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辽代初期建筑的“渤海化”及其表现--以辽祖陵与祖州的建筑遗迹为中心,丁垚,张思锐,辽建国初期兼并渤海,非定居文化向定居文化的转变收到强力推动。契丹上层文化迅速
2025-10-18 22:39:55 297KB 首发论文
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在物理学和材料科学中,液晶是一种特殊的物质状态,它介于固态和液态之间,具有流动性以及某些结晶性质,比如光学各向异性。液晶的分类多种多样,其中向列型液晶是最常见的一种,它具有长棒状分子结构,在没有外力作用时,分子长轴在各个方向上排列无序,但在外力作用下,分子长轴会沿着一个方向排列,形成有序结构。 在数学领域,研究液晶流动的数学模型涉及到了偏微分方程。向列型液晶流动方程是一组描述液晶中分子排列变化及其流动的方程。解这类方程组的局部存在性问题,即研究在一定条件下,方程解的存在范围和时间长度,是理解液晶流动动态行为的关键。 林俊宇在其论文《向列型液晶流的解的局部存在性》中,着重探讨了n维向列型液晶流柯西问题的解的局部存在性。在论文中,他指出,如果初始条件满足一定条件,即初始速度场和分子排列方向场的初始数据属于适当的空间,那么在一定的时间范围内可以找到柯西问题的温和解。林俊宇利用了压缩映射原理,这是一种数学中寻找函数不动点的方法,特别是在处理偏微分方程时,可以用来证明某些类型解的存在性。 在数学上,柯西问题是研究偏微分方程解的初始值问题,即给定初始时刻的数据,要求在一定条件下解的存在性和唯一性。在这个研究中,柯西问题与经典的不可压缩Navier-Stokes方程相平行,不过在处理液晶流动问题时,中间过程需要更加精细的估计,这是因为液晶流动模型比起不可压缩Navier-Stokes方程更复杂。 为了解决这个问题,研究者们通常需要将问题分解为两部分,一部分是流动方程,描述液晶的速度场,另一部分是方向场方程,描述液晶分子排列的方向。液晶流动问题的解通常需要同时满足这两个方程。论文中提到的条件(d0∈S2以及u0;∇d0∈Lm(Rn))实质上是证明解存在性的基础条件,即初始方向场处于单位球面S2上,而速度场和方向场的梯度属于某个Lm(Rn)空间。 论文中所指的局部解指的是在时间区间(0;T∗)上存在,其中T∗是一个依赖于初始数据但可能有限的正数。这表明,在给定初始条件下,液晶流动的数学模型在一段时间内是有解的,但这个时间的长度受到初始条件的限制。 研究液晶流动对于液晶显示技术具有重要意义,因为液晶显示屏的工作原理就是基于液晶分子在外电场作用下的重新排列。液晶流动的局部存在性问题的解决,不仅有助于加深对液晶物理性质的理解,也有助于液晶显示技术的改进和新型液晶材料的开发。 总结来说,林俊宇在该论文中证明了在一定的条件下,n维向列型液晶流的柯西问题存在局部解,并且解具有良好的性质。这项工作对于液晶物理和液晶显示技术的发展具有潜在的应用价值,并为液晶流动的数学建模和理论分析提供了重要基础。
2025-10-18 13:31:14 170KB 首发论文
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高糖、胰岛素对肾小球系膜细胞GLUT4、P21表达,黄颂敏,唐万欣,目的 探讨高糖、胰岛素对肾小球系膜细胞(GMC)GLUT4、P21表达及细胞骨架蛋白F-actin 的影响,进一步研究上述因子在糖尿病肾病发生发展
2025-10-17 12:11:54 577KB 首发论文
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在探讨P21在肾小球系膜细胞表达变化及其意义的研究中,重点聚焦于糖尿病肾病(Diabetic Nephropathy, DN)这一糖尿病主要的微血管并发症。研究者柳飞和唐万欣的工作涵盖了多个关键点,从P21的基本作用,到其在糖尿病肾病发病机制中的潜在角色,并尝试探究高糖与胰岛素对肾小球系膜细胞中P21表达的影响。 P21(CDKN1A)属于细胞周期蛋白依赖性激酶抑制剂(cyclin-dependent kinase inhibitors, CDKIs)家族,是一个关键的细胞周期调控因子。P21的表达能在各种细胞应答中被诱导,从而抑制细胞周期,导致细胞周期停滞,以帮助修复受损DNA或促使细胞衰老和凋亡。P21的过度表达与细胞增殖抑制、细胞肥大和老化密切相关,它在多种细胞类型中被发现与糖尿病相关的组织肥大和功能障碍相关。 研究进一步表明,糖尿病早期肾脏肥大可能与肾皮质中P21蛋白的表达增加有关。而肾小球系膜细胞肥大是早期肾小球肥大中起关键作用的因素,这一点在糖尿病患者和糖尿病大鼠动物模型中得到了验证。系膜细胞肥大可导致肾脏结构的不可逆变化,如肾小球硬化和肾小管间质纤维化,进而引起终末期肾功能衰竭(End-stage Renal Failure, ESRD)。 本次研究中,研究者通过高糖和不同浓度胰岛素干预,观察了大鼠1097系膜细胞株中P21mRNA的表达变化。实验结果表明,在高糖环境下,系膜细胞中的P21mRNA表达显著增加,并且这种上调与渗透压无关。通过流式细胞仪定量检测系膜细胞前向角度散射光(Forward Scatter, FSC),研究者发现P21mRNA表达上调与系膜细胞体积的增加相关,这表明P21参与了高糖诱导的系膜细胞肥大。 实验中所采用的方法,包括RT-PCR检测P21mRNA表达和流式细胞仪测定细胞体积大小,都是目前在细胞分子水平研究中常用的技术。RT-PCR能够准确地半定量检测特定基因的表达水平;流式细胞仪作为一种强大的工具,能够检测包括细胞大小在内的多种参数。 这一研究成果不仅丰富了糖尿病肾病发病机制的知识库,而且提出了P21作为潜在治疗靶点的可能性。虽然高糖诱导P21表达上调的机制尚不完全清楚,但研究结果提示了高糖刺激下P21mRNA表达的上调可能是糖尿病肾病发展中的一个关键因素。对于临床而言,这可能意味着未来可以通过干预P21的表达来预防或治疗糖尿病肾病。 研究还揭示了糖尿病肾病发病机制的复杂性,这包括了高糖环境、胰岛素抵抗等多种因素相互作用的结果。糖尿病肾病的防治需要综合考虑这些因素,并且深入研究其在细胞和分子层面的机制,以便开发出更为有效的治疗策略。 这篇研究的发表也展示了基础医学研究对于疾病防治策略制定的重要性。通过对疾病分子机制的深入理解,科学家们可以寻找新的治疗靶点,这对于提高临床治疗效果具有重要的指导意义。同时,通过这样的研究,也能够更好地预测和监测疾病的进展,为临床决策提供科学依据。
2025-10-17 11:00:35 435KB 首发论文
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坡谱是地理信息系统中用于描述地表坡度特征的一个重要概念,它通过统计模型展示了不同级别的坡度组合关系。坡谱的分析可以揭示地表起伏变化和地貌形态特征,对于地理学、环境科学、土壤学等领域具有重要研究价值。坡谱的构建基于数字高程模型(DEM),而DEM的格网分辨率是关键参数,对坡谱的精度和可靠性有着直接的影响。 数字高程模型(DEM)是通过一系列数字点的x、y坐标和z坐标值来表示地表形态的三维模型。DEM数据通常可以通过卫星遥感、航空摄影测量、地面激光扫描等多种技术获得。DEM格网分辨率指的是DEM数据点在水平面上的分布密度,通常用水平方向的点距来表示。DEM分辨率越高,包含的地貌细节越多,能更细致地表达地表特征,但同时也会导致数据量大幅增加,对存储和处理能力提出更高要求。 本文研究了DEM格网分辨率对坡谱的影响,选择了陕北黄土高原六个典型地貌类型区作为研究样区。这些区域涵盖了不同的地貌类型,包括黄土低丘、黄土峁状丘陵沟壑、黄土梁峁状丘陵沟壑、黄土梁状丘陵沟壑、黄土长梁残塬沟壑等,它们在地貌特征和复杂度上存在明显差异。这些样区的DEM数据初始分辨率为5米,作者通过重采样生成了不同分辨率的DEM,进而提取坡谱模型,分析不同分辨率下的坡谱变化。 研究结果表明,DEM格网分辨率对于坡谱有着显著影响。在不同的地貌类型区,DEM分辨率的变化会导致坡谱出现不同的变化规律。研究中分析了DEM分辨率与坡谱之间的关系,并指出在一定范围内,DEM分辨率越低,坡谱的信息熵越高,表明坡谱的复杂程度增加。在研究中还发现,分辨率对于提取坡度信息的能力有明显的限制,分辨率过高或过低都会影响坡谱特征的提取和解释。因此,选择合适的DEM格网分辨率对于准确提取和分析坡谱至关重要。 此外,本文还探讨了其他影响坡谱的因素,包括DEM精度、坡度分级和坡面因子提取。DEM精度直接影响地形数据的可靠性;坡度分级决定了坡谱曲线的精细程度;而坡面因子提取则关系到从DEM中获取坡度信息的方法和质量。不同学者对这些因素对坡谱影响的研究已有一定基础,但前人的研究多局限于单一地貌类型的区域,而本文的研究则在多地貌类型的区域中进行了扩展和深化。 本文通过实证分析探讨了DEM格网分辨率对坡谱的影响,指出了分辨率对坡谱特征提取的重要性,并为地理信息系统和地貌学领域提供了科学的研究方法和参考。同时,研究成果对于地形地貌分析、环境保护、水土保持规划等领域也有重要的指导意义。
2025-10-16 10:53:51 502KB 首发论文
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在研究金属氢化物反应器的吸氢过程时,热质传递特性是十分关键的因素,尤其在反应器的优化设计和性能分析中。本研究提出了一个圆柱型反应器的二维多物理场模型,旨在更准确地模拟和预测吸氢过程中的热质传递特性。模型的建立基于商业软件COMSOL Multiphysics V3.5a,考虑到换热流体的温度和流速变化对仿真结果的影响。通过对模型的数值求解,分析了若干关键参数对反应器性能的作用。研究结果揭示,管外换热系数和氢化物床层的有效导热系数对于提高反应器性能至关重要。本研究模型及获得的数据可用于指导金属氢化物反应器的优化设计。 金属氢化物是一种可以和氢气在一定条件下发生可逆反应的功能材料,其过程中伴随着显著的热效应。因此,金属氢化物在氢气储存、热泵、制冷、蓄热以及氢气压缩等多个领域都有潜在的应用价值。要发挥这些应用价值,金属氢化物需要装载在反应器内部,而反应器内的换热装置是整个系统的核心。为了深入理解金属氢化物反应器的性能,研究者们提出了多种反应器模型。比如EIOsery建立的一维模型,只包括了传热方程和反应动力学方程,采用有限差分法进行求解。Jemni等人基于体积平均法建立了二维模型,并经过实验验证。而Aldas等人将二维模型扩展至三维,发现壁面冷却条件对于氢化反应的速率有重要影响。Freni等人进一步提出了包含多根换热管的三维模型,此模型考虑了换热流体温度变化的影响。 在研究金属氢化物反应器的多物理场分析中,本文聚焦于吸氢过程的热质传递特性。热质传递涉及多个物理场,如温度场、流速场、浓度场等,它们之间相互作用并影响着反应器的性能。通过建立精确的多物理场模型,可以更好地理解和预测这些过程。本模型的具体贡献包括: 1. 提出了一种新的二维圆柱型反应器多物理场模型,模拟了吸氢过程中的热质传递特性,考虑了换热流体温度和流速变化对数值仿真结果的影响。 2. 采用COMSOL Multiphysics V3.5a软件包数值求解模型,这是一个商业软件平台,广泛用于复杂工程问题的仿真分析。 3. 讨论了不同参数对反应器性能的影响,特别是管外换热系数和氢化物床层的有效导热系数对性能改善的作用。 4. 确定了反应器性能关键参数,为反应器设计提供了重要的理论指导和技术支持。 本研究的结果对金属氢化物反应器的设计和优化具有重要的实践意义,有助于提高反应器在储氢等领域的应用效率和性能。随着储氢技术的进一步发展和应用需求的不断增长,本研究提供了一种有效的研究方法,可被进一步应用于不同的氢化物系统和反应器设计。此外,研究成果还可能对相关领域的科学研究和技术开发产生积极的推动作用。
2025-10-04 02:02:01 526KB 首发论文
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