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环境化学 2022年第11期41卷 3815-3823页

作者：刘震王少华刘健华李娜张君彦宋永欣李冬青大连海事大学轮机工程学院大连116026 大连海事大学环境科学与工程学院大连116026 滑铁卢大学机电工程学院加拿大滑铁卢N2L 3G1

判定处理后船舶压载水中微藻的活性是压载水指示性检查的重要任务,死活微藻的表面电荷量不同,并且可由其电动运动速度来表征.本文选取等鞭金藻和小球藻开展实验,实验研究了紫外线灭活处理前后,经不同时间白光光照后,微藻在微通道中的电... 详细信息

判定处理后船舶压载水中微藻的活性是压载水指示性检查的重要任务,死活微藻的表面电荷量不同,并且可由其电动运动速度来表征.本文选取等鞭金藻和小球藻开展实验,实验研究了紫外线灭活处理前后,经不同时间白光光照后,微藻在微通道中的电动运动速度.实验结果表明,在紫外辐照剂量为50 mJ·cm^(−2)处理下,微藻全部死亡;活死微藻表面均带负电,向电源正极运动.此外,在一定培养时间内,活体微藻的电动运动速度随光照时间的增加而增大,死亡微藻的速度随死亡时间的增加而降低.光照6 h后死活微藻的尺寸速度(速度乘以直径)差最大.本研究利用白光光照使微藻表面带电而产生的电动运动速度来表征微藻的死活情况,为压载水处理后判定微藻活性提供了一种新思路.

关键词：船舶压载水微藻活性光照时间表面电荷电动运动

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水溶液中油滴和固体颗粒电动运动界面效应研究

水溶液中油滴和固体颗粒电动运动界面效应研究

引用

作者：王成法大连海事大学

学位级别：博士

研究水中油滴和颗粒电场作用下的运动行为具有重要的科学意义,并且对于发展基于电场机制的船舶含油污水分离、海洋污染物富集和检测技术等也具有较好的应用前景。本文以多种不同界面处的油滴和固体颗粒为研究对象,分别研究了空气-水界... 详细信息

研究水中油滴和颗粒电场作用下的运动行为具有重要的科学意义,并且对于发展基于电场机制的船舶含油污水分离、海洋污染物富集和检测技术等也具有较好的应用前景。本文以多种不同界面处的油滴和固体颗粒为研究对象,分别研究了空气-水界面附近的油滴、附着在空气-水界面的油滴、水平固体壁面附近的油滴和吸附在油-水界面中的球形固体颗粒在外加直流电场条件下的电动运动规律。具体研究内容如下:(1)数值模拟研究了空气-水界面附近油滴的电动运动规律。首先,分析并计算了外加直流电场下微尺度油滴与水平空气-水界面之间的稳定间距;然后,通过建立油滴靠近空气-水界面时平移运动的三维数学模型,数值模拟了油滴在空气-水界面附近的电动运动。研究结果表明:水域无限大的情况下,靠近带负电水平空气-水界面的带负电微尺度油滴的电动运动方向与水中外加直流电场方向相反。(2)通过建立油滴电动运动的三维数学模型,数值模拟研究了粘附在空气-水界面下面的油滴的电动运动行为,分析了可移动的空气-水界面和油-水界面对油滴电动运动速度的影响。数值模拟结果表明:当处于无限大水域中的油滴和空气-水界面都带负电时,油滴在空气-水界面下面会向水中直流电场正极移动,其运动速度随着油滴和空气-水界面负zeta电势的绝对值的增大而增大。(3)数值模拟研究了外加直流电场下水中带负电油滴靠近一个带负电水平固体壁面时的平移运动规律。首先,分析并计算了不同参数下油滴和固体壁面之间的稳定间距;然后,通过油滴平移运动的三维数学模型,数值模拟了油滴在水平固体壁面附近的电动运动。模拟结果显示:在水中直流电场作用下,固体壁面负zeta电势的绝对值越大,油滴表面负zeta电势的绝对值越小,水平固体壁面附近油滴的电动运动速度越大,并且当油滴表面负zeta电势的绝对值足够大时,油滴会改变运动方向,向直流电场正极移动。另外,研究还发现油滴的移动速度随着油滴和固体壁面间距的减小而增大。(4)分析并推导了直流电场下吸附在油-水界面中的固体球形带电颗粒所受到的电泳力数学表达式,建立了固体颗粒在油-水界面中电动运动的三维瞬时数学模型,数值模拟计算了固体球形颗粒在水平油-水界面中的电动运动速度。数值模拟结果显示:对于带负电的微尺度球形固体颗粒吸附在带负电的油-水界面中,当该颗粒-油-水系统在微尺度通道中时,即当油-水界面距离固体底面高度很近时,如果颗粒负zeta电势的绝对值相比于油-水界面的较小,那么颗粒在界面中沿电场方向运动;反之,颗粒的运动方向会改变。当上述带负电的油-水界面系统区域无限大时,带负电固体颗粒在该油-水界面中会沿电场相反方向运动,并且模拟结果与实验结果具有较好的匹配度,验证了本数学模型的准确性。本文的研究完善了油滴和固体颗粒的电动运动理论,为该技术在油水分离、污水净化处理、新材料合成、液液萃取等方面的实际应用提供了一定的理论依据。

关键词：电动运动油滴固体颗粒空气-水界面油-水界面

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双液相界面上颗粒电动运动研究

双液相界面上颗粒电动运动研究

引用

作者：余伟成大连海事大学

学位级别：硕士

一直以来,快速且准确地润滑油液的金属颗粒进行检测与分离不仅可以清理润滑油液,并且对船舶动力系统进行有效地预测性维护。由于表面张力的存在,微颗粒极易被双液相界面吸附从而造成一定的富集效果,这使得双液相系统在颗粒的检测、分离... 详细信息

一直以来,快速且准确地润滑油液的金属颗粒进行检测与分离不仅可以清理润滑油液,并且对船舶动力系统进行有效地预测性维护。由于表面张力的存在,微颗粒极易被双液相界面吸附从而造成一定的富集效果,这使得双液相系统在颗粒的检测、分离以及回收等方面有着良好的应用前景。本文采用数值方法研究了附着在双液相界面颗粒的电动运动规律,揭示了界面弯曲、双液相界面双电层分布等因素对颗粒的电动运动的影响机理。主要研究内容如下: （1）建立了用以描述导电双液相电渗流的数学模型,数值模拟了微通道中双液相系统的流场分布。研究结果表明:除双电层区域外,流体剪切应力始终保持连续。液-液界面zeta电势会影响液-液界面处流速总变化量。壁面zeta电势绝对值的增大会增强通道中的流体流动,两相流体粘度比的增大则会抑制流体流动。（2）建立了颗粒在导电双液相界面中电动运动的三维数学模型,数值模拟了微通道中带负电的球形颗粒在双液相界面上的电动运动速度,研究了影响颗粒电动运动的主要因素。结果表明:随着颗粒表面zeta电势和双液相界面zeta电势绝对值的增大,颗粒趋向于向与电场相反方向运动,即沿电场方向速度大小减小。随着溶液-通道壁面zeta电势绝对值和颗粒尺寸的增大,颗粒趋向于沿电场方向运动,即沿电场方向速度大小增大,然而,随着两相溶液粘度比的增大,颗粒运动速度减小。（3）研究了颗粒尺寸、颗粒密度以及颗粒接触角对颗粒漂浮角和变形角的影响规律。结果表明:随着颗粒尺寸、颗粒密度的增大,变形角增大,漂浮角减小。漂浮角随接触角的增大而增大,变形角随接触角的增大先减小后增大,拐点在90°附近。（4）建立了颗粒在弯曲油-水界面上电动运动的三维数学模型,数值模拟带负电球形颗粒的运动速度,研究了界面弯曲对颗粒运动的影响。结果表明:变形角的增大造成油-水界面和颗粒表面局部电场增大,进而颗粒速度增大。随着颗粒zeta电势绝对值、颗粒密度和尺寸的增大,颗粒趋向于沿电场相反方向运动;随着油-水界面zeta电势绝对值的增大,颗粒趋向于沿电场方向运动。随着接触角的增大,在颗粒zeta电势较小时,颗粒趋向于向电场方向运动;反之,颗粒趋向于沿电场相反方向运动。本研究完善了颗粒在双液相界面中的电动运动理论,为润滑油液的金属磨粒等基于双液相系统的检测分离技术提供了理论指导。

关键词：双液相界面电动运动弯曲界面颗粒

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非铁磁颗粒油-水界面电动运动速度研究

非铁磁颗粒油-水界面电动运动速度研究

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作者：黄英伟大连海事大学

学位级别：硕士

润滑油等油液中因机械设备摩擦产生的固体颗粒物是油液的主要污染源,也是引起机械设备设备故障的重要因素。检测和分离油液中的颗粒对检测船舶、汽车、机床等机械设备的磨损情况具有重要意义。此外,还可以监控装置运转的状态,及时发出... 详细信息

润滑油等油液中因机械设备摩擦产生的固体颗粒物是油液的主要污染源,也是引起机械设备设备故障的重要因素。检测和分离油液中的颗粒对检测船舶、汽车、机床等机械设备的磨损情况具有重要意义。此外,还可以监控装置运转的状态,及时发出设备故障预警。如何准确、快速的实现油液颗粒检测是现在主要的研究方向。本文主要研究油-水界面非铁磁颗粒的电动运动规律,旨在明晰电场强度、颗粒尺寸和颗粒密度对界面颗粒电动运动速度的影响,为设计新型油液颗粒检测装置提供一定的理论基础。主要研究内容有:(1)通过侧向观测系统,测量了不同类型的非铁磁颗粒在油-水界面的接触角,测量的颗粒为直径20μm、30μm、40μm、50μm、60μm的球形铜颗粒和直径30μm、40μm、50μm、60μm的球形铝颗粒。进一步的,根据界面颗粒垂向受力情况分析了颗粒密度和尺寸对接触角的影响。实验结果表明:尺寸相同的颗粒,密度越大在油-水界面的接触角值越小;密度相同的颗粒,尺寸越大在油水界面的接触角值越大。(2)基于双电层理论,探究了无边界影响时外加电场强度、颗粒密度和颗粒尺寸变化对油-水界面颗粒电动运动速度的影响。实验结果表明:施加电场后,颗粒朝电源正极运动;外加电场强度与颗粒密度是影响油-水界面颗粒电动运动速度的主要因素,颗粒的电动运动速度随外加电场强度的增强而加快,随颗粒密度的增大而变慢;颗粒尺寸变化对颗粒的电动运动速度无明显差异。(3)在双层微通道进行了油-水界面非铁磁颗粒电动运动实验,研究了微通道内颗粒电动运动的规律和氯化钠溶液对颗粒电动运动的影响。实验结果表明:颗粒密度和电场强度对微通道内颗粒电动运动的影响情况与不考虑边界影响的情况相同,电动运动速度随电场强度增加而变快,随颗粒密度的增大而变慢;微通道内颗粒电动运动会受到水-通道壁界面的电渗流影响,施加电场后微通道油-水界面上的颗粒先朝电源正极短暂运动而后改变运动方向朝电源负极运动直至稳定,速度值比无边界影响时颗粒的速度小但所加电场强度远大于无限边界条件时所加电场强度;微通道油-氯化钠溶液界面的颗粒在加电后朝电源负极运动直至稳定,运动方向不发生变化。本文的研究确定了影响油-水界面非铁磁颗粒电动运动的主要因素,探究了颗粒在微通道内的电动运动规律,为实现微通道油液颗粒检测与分离提供了理论基础,有助于进一步研究新的高效的油液颗粒检测和分离技术。

关键词：油-水界面接触角油液颗粒电动运动

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微通道双水相微塑料颗粒和微藻电动运动速度实验研究

微通道双水相微塑料颗粒和微藻电动运动速度实验研究

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作者：刘泽吾大连海事大学

学位级别：硕士

在经济全球化的发展历程中,航运起到了重要的作用,但伴随着航运业的发展,人类生产活动中对海洋环境的污染也随之增大,如塑料进入海洋引起的塑料污染、船舶压载水排放引起的生物入侵等。这些问题均需开发相应的检测技术来对环境状况进行... 详细信息

在经济全球化的发展历程中,航运起到了重要的作用,但伴随着航运业的发展,人类生产活动中对海洋环境的污染也随之增大,如塑料进入海洋引起的塑料污染、船舶压载水排放引起的生物入侵等。这些问题均需开发相应的检测技术来对环境状况进行检测。通过研究双水相溶液中颗粒和微生物在电场下的运动行为,有助于开发新型的检测和分选技术。本文主要研究了在由葡聚糖和聚乙二醇组成的双水相溶液中,处于溶液大相中的微塑料颗粒和微藻的电动运动速度,旨在明确电场强度、微粒尺寸、细胞活性、聚合物组成以及溶液中的盐浓度对微粒和微藻的电动运动速度的影响,具体研究内容有: (1)设计了一个用于测定聚苯乙烯颗粒电动运动速度的双层微通道,并对微通道中双水相溶液内微粒的电动运动速度进行了测定,探究了颗粒所处位置、双水相溶液中聚合物的初始质量分数、微粒大小以及双水相溶液中氯化钠的浓度等因素对颗粒电动运动速度的影响。研究结果表明:在电场作用下,处于聚乙二醇和界面上的聚苯乙烯微粒均向电源正极运动,而处于葡聚糖溶液中的聚苯乙烯微粒则向电源负极运动;外加电场强度、微粒周围溶液的动力粘度是影响微粒电动运动速度的主要因素;微粒的电动运动速度随所施加电场场强的增大而增大,同时随颗粒周围所处溶液动力粘度的增大而减小。其中,改变双水相溶液中聚合物的初始质量分数和颗粒在双水相中的位置均是通过改变微粒周围溶液的动力粘度,进而改变微粒所受到溶液对其的作用力来实现对微粒运动速度的影响。改变双水相溶液中的盐浓度则是通过改变颗粒表面的zeta电势和溶液对颗粒的水动力来实现对颗粒运动速度的影响。颗粒的电动运动速度会随颗粒粒径的增大而减小,这主要是由于随着微粒粒径的增大,微粒在界面上的位置发生了改变,进而使得微粒所受到的溶液对其的作用力以及微粒所受到的电场力均发生了改变。 (2)在双层微通道中,研究了双水相的初始质量分数、微藻的存活状态、盐溶液的浓度以及微藻在溶液中的位置对微藻电动运动速度的影响。实验结果表明:在施加电场过程中,微藻的运动方向与聚苯乙烯颗粒的运动方向一致,处于聚乙二醇和界面上的微藻向电源正极运动,处于葡聚糖溶液中的微藻向电源负极运动。处于界面上微藻的电动运动速度随所施加电场场强的增大而增大,随双水相溶液中聚合物浓度的增大而减小;随溶液中盐溶液浓度的增大,电动运动速度先增大后减小。对处于相同状态下的扁藻和小球藻,两者的电动运动速度差异可达到30%;对于同一种类的微藻,死藻和活藻的电动运动速度也不同,即可通过微藻运动速度对不同活性的微藻进行检测。本文的研究确定了影响双水相溶液中微粒和微藻电动运动速度的主要因素,探究了微粒和微藻在微通道内的电动运动规律,为后续在双水相溶液中基于活性和尺寸的微藻检测和分离提供了实验依据,有助于人们进一步研究双水相溶液电动检测和分离技术。

关键词：双水相系统颗粒微藻电动运动运动速度

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电动运动座椅

电动运动座椅

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作者：王岳军 315040 浙江省宁波市江东区启新路167号509宁波江东悦禾信息科技有限公司

一种电动运动座椅，包括有承重的座面(1)、底座(2)，所述底座(2)的顶部与所述座面(1)的底部活动相连接，其特征在于：所述底座(2)上设置有能使座面(1)上下移动及倾斜偏向移动的驱动装置，在所述电动运动座椅上设置有能使驱动装置工作的... 详细信息

标准号: CN203860805U

一种电动运动座椅，包括有承重的座面(1)、底座(2)，所述底座(2)的顶部与所述座面(1)的底部活动相连接，其特征在于：所述底座(2)上设置有能使座面(1)上下移动及倾斜偏向移动的驱动装置，在所述电动运动座椅上设置有能使驱动装置工作的运动控制器，所述运动控制器通过导线与电源相连接。与现有技术相比，本实用新型的优点在于：在底座上设置有能使座面上下移动及能使座面倾斜的驱动装置，在运动控制器的控制下通过三个电动缸和三根支撑杆的配合来实现电动运动座椅上下前后左右的随意摆动，其三维移动效果十分理想，本实用新型结构简单、制造方便、安全性高，可适合应用于3D、4D电源和模拟仿真游戏中，提高了刺激感和趣味性，而且乘坐舒适，维护又很方便。

关键词：座面底座运动控制器电动运动座椅驱动装置电源驱动装置工作倾斜安全性高底部活动模拟仿真三维移动电动缸趣味性下移动支撑杆承重连接顶部偏向刺激游戏

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用于医疗技术设备电动运动支持的装置和方法

用于医疗技术设备电动运动支持的装置和方法

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作者： P.比尔 H.马尔泽 W.纽伯 M.希雷布尔德国慕尼黑

本发明涉及一种用于医疗技术设备（1）的可手动运动的构件（5、7、9、18）电动运动支持的装置。所述装置包括至少一个扭矩传感器（14），扭矩传感器安装在医疗技术设备（1）可运动构件（5、7、9、18）的传动段（17）内。扭矩传感器（14... 详细信息

标准号: CN103860186B

本发明涉及一种用于医疗技术设备（1）的可手动运动的构件（5、7、9、18）电动运动支持的装置。所述装置包括至少一个扭矩传感器（14），扭矩传感器安装在医疗技术设备（1）可运动构件（5、7、9、18）的传动段（17）内。扭矩传感器（14）检测在静止时和在运动时在传动段（17）内出现的力矩。通过分析单元（16）可以比较由扭矩传感器（14）检测的扭矩与可预定的第一阈值。在这里，第一阈值根据可运动构件（5、7、9、18）可能的位置规定。所述装置包括一个驱动单元（13），当超过第一阈值时，通过它可以电动支持传动段（17）的驱动。由此可有利地实施医疗技术设备（1）可运动构件（5、7、9、18）电动支持地运动和定位。

关键词：扭矩传感器医疗技术设备传动段可运动电动运动分析单元驱动单元手动运动位置规定阈值时检测力矩扭矩静止驱动

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一种基于微藻电动运动速度判定船舶压载水中微藻活性的装置及方法

一种基于微藻电动运动速度判定船舶压载水中微藻活性的装置及方法

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作者：宋永欣刘健华侯桐李真 116026 辽宁省大连市高新园区凌海路1号

本发明提供一种基于微藻电动运动速度判定船舶压载水中微藻活性的装置及方法。本发明装置包括显微成像单元、微流控芯片、直流电源。显微成像单元包括智能手机、光源、物镜、目镜、反光镜、手动微进给台。手机摄像头对准目镜，微流控芯... 详细信息

标准号: CN111272757B

本发明提供一种基于微藻电动运动速度判定船舶压载水中微藻活性的装置及方法。本发明装置包括显微成像单元、微流控芯片、直流电源。显微成像单元包括智能手机、光源、物镜、目镜、反光镜、手动微进给台。手机摄像头对准目镜，微流控芯片置于物镜下方。微流控芯片中有一个用于样品分析的直微通道，微通道两端各有一个储液池，用于加样品和插入电极。检测时，将船舶压载水微藻样品加入到10％的PEG溶液中，再滴加到微流控芯片中，施加直流电后，利用智能手机实时拍摄样品中微藻的运动情况，并通过手机上的软件计算微藻的电动运动速度，根据微藻的运动速度与尺寸的关系判定死活。该装置可根据微藻的运动速度与尺寸的关系，快速判定微藻的活性，无需对样品进行标记。

关键词：微藻微流控芯片显微成像单元电动运动智能手机微通道目镜物镜反光镜船舶压载水手机摄像头直流电插入电极船舶压载关系判定软件计算实时拍摄速度判定样品分析样品加入直流电源储液池微进给滴加手机水中光源判定对准施加检测

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一种具有保护装置的Stewart六自由度电动运动平台

一种具有保护装置的Stewart六自由度电动运动平台

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作者：汪首坤张昊王军政闫泽浩刘尚非 100081 北京市海淀区中关村南大街5号

本发明提供一种具有保护装置的Stewart六自由度电动运动平台，包括独立控制器、姿态角度传感器、电机电磁闭锁装置、Stewart六自由度电动运动平台；所述独立控制器处理所述姿态角度传感器感测的所述姿态角数据，并将后的姿态角数据与预... 详细信息

标准号: CN113276097A

本发明提供一种具有保护装置的Stewart六自由度电动运动平台，包括独立控制器、姿态角度传感器、电机电磁闭锁装置、Stewart六自由度电动运动平台；所述独立控制器处理所述姿态角度传感器感测的所述姿态角数据，并将后的姿态角数据与预先设置的动平台姿态角上限比对；当处理后的姿态角数据超过所述预先设置的动平台姿态角上限时，触发所述电机电磁闭锁装置断开各自对应的电动缸的驱动电机的电源，所述Stewart六自由度电动运动平台停止工作。根据本发明的方案，在Stewart六自由度电动运动平台失控时，及时锁闭电动振动模拟器，保证Stewart六自由度电动运动平台安全。

关键词：电动运动六自由度姿态角数据动平台姿态独立控制器角度传感器闭锁装置电机电磁预先设置保护装置振动模拟器驱动电机电动缸比对触发感测锁闭限时断开电源失控保证安全

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用于医疗技术设备电动运动支持的装置和方法

用于医疗技术设备电动运动支持的装置和方法

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作者： P.比尔 H.马尔泽 W.纽伯 M.希雷布尔德国慕尼黑

标准号: CN103860186A

关键词：扭矩传感器医疗技术设备运动构件电动运动分析单元驱动单元手动运动位置规定检测力矩扭矩

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