2026年 03期
人工智能在材料测试中的应用及其案例分析
夏芳芳;翟天佑;材料测试技术是研究材料结构、成分与性能之间关系的关键手段，也是确保材料研发和应用安全的重要基础。近年来，人工智能（artificial intelligence,AI）技术的进步，特别是深度学习(deep learning,DL)、机器学习(machine learning,ML)和计算机视觉的发展，为材料测试技术带来了新的变革和发展机遇。该文首先介绍了人工智能在现代材料测试中的核心应用场景，然后结合具体案例剖析AI在微观结构表征、X射线衍射（X-ray diffraction,XRD）图谱智能物相分析及光谱类表征中的技术实现路径，为材料测试领域的智能化转型提供理论参考与实践借鉴。最后探讨了人工智能驱动下材料测试技术未来的发展方向。
离子液体+PC/DMSO混合体系热电性能的实验研究
徐济民;陈振辉;刘向阳;何茂刚;添加有机溶剂是增大离子液体型热电材料性能的有效途径。极性溶剂分子与离子液体阳离子存在强静电作用和溶剂屏蔽作用，有助于增大塞贝克系数和电导率。基于这个思路，优选出[EMIM][TF_2N]+PC/DMSO两种混合体系，并搭建双线3ω法热导率测量系统和塞贝克系数测量装置，测量不同质量分数与温度下，混合体系的热导率、电导率和塞贝克系数。混合体系的热导率随温度的上升而逐渐减小，且介于离子液体和溶剂组分的热导率之间。混合体系的电导率随温度的增加而增加，随着离子浓度的增加，呈现先增大后减小的趋势。DMSO溶剂分子可以通过与阳离子的作用，提高塞贝克系数。混合体系无量纲热电优值和功率因数计算结果显示，分别加入PC和DMSO离子液体的热电优值提高了1.01倍和1.55倍。推测极性较强的非质子偶极溶剂可能是一种较好的离子热电添加剂。
耦合误差补偿的螺栓轴向应力接触式超声测量方法
何宇琪;张波;谭红;张万宏;商秋仙;叶霞;螺栓连接的应力监测是评估机械系统结构健康的关键，基于渡越时间的超声测量方法在这一领域具有广阔的应用前景；然而，耦合层的流动性会显著降低超声方法的鲁棒性。因此，该文提出了一种基于耦合误差补偿的螺栓轴向应力接触式超声测量方法。首先根据声弹性理论，考虑耦合剂的流动性，建立耦合误差补偿模型，分析耦合剂厚度对模型的影响。同时通过有限元仿真验证该方法的有效性，结果与推导结果一致。最后，利用搭建的测量实验平台对该方法进行实验验证。结果表明，采用该方法进行补偿后，应力测量误差保持在5%以内，对提高螺栓轴向应力超声测量方法的实用性具有参考价值。
应用波达方位估计的电机电磁噪声诊断方法研究
沈振燚;王子辉;翁晓伟;陶嘉威;针对永磁电机电磁噪声定位问题，提出一种基于声源波达方位估计的电磁噪声诊断方法。该方法在电机由变频器供电的运行工况下进行多信道噪声采样，通过先验频率数据识别各噪声信道中的电机电磁噪声源特征，结合DBSCAN聚类算法和能量门限，有效提取窄带信号。采用改进的噪声子空间重构算法——MCT-IRNSMUSIC对窄带信号进行波达方位（direction of arrival,DOA）估计，并通过自适应加权得到最终DOA估计结果。该算法拓展了阵列孔径，实现了针对多相干信号源的有效方位角估计，提高了混响环境下的准确性。仿真对比和实验结果表明，相较于传统算法，该方法具有更高的准确性和鲁棒性，其噪声源定位准确率可达96.2%，在工程应用中具有参考价值。
高孔高渗储层窜流特征与注入强度的关系研究
林涛;顾启林;宋宏志;李田靓;王明;针对海上高孔高渗稠油油藏热采，高注入强度对多孔介质中流体的渗流特征、窜流通道的形成与扩展、对开采动态的影响较大。基于单元体研究注入强度与窜流通道的理论研究，结合国内外研究现状分析不同注入强度对窜流通道形态的影响，采用二维物理模拟实验进一步分析研究，并在矿场应用中加以验证。通过研究表明，注入强度的增加，在加热腔扩展上会逐步形成扩容-破裂-优势通道-压力释放的过程；当注入强度达到24 mL/min时，蒸汽腔沿对应方向出现明显窜流，呈现“倒三角”的蒸汽腔扩展；结合现场监测与数值模拟数据表明，在注热驱替中，高注入强度下窜流通道的形态与物理模拟结果基本一致。该研究成果可为高孔高渗稠油油藏热采的温度场调控、注入强度优化、调堵工艺制定等提供技术支持，为后续海上稠油油田的规模化开发奠定基础。
基于CFD的超声波燃气表流道缩径结构设计及流场研究
朱警唐;李轶凡;该文设计了一种安装于测量段入口处，内壁曲率半径为19 mm的喇叭型缩径结构，用以改善民用超声波燃气表内部测量段流场，提高测量准确度。基于FLUENT仿真软件对基表内流场进行研究，对比分析了在不同流量下喇叭型缩径结构尺寸对超声波传播区域内气体流动情况的影响。仿真结果表明：流量越大，喇叭型缩径结构对超声波传播区域流场的改善效果越明显；同时当喇叭型缩径结构长度与矩形流道截面短边长度比值小于等于0.6时，结构尺寸越大对流场的改善效果也越明显，但当长度比值大于0.6时，对流场的影响会逐渐消失。最后对计量流道前无喇叭型缩径结构和加装长度比值为0.6的喇叭型缩径结构的基表进行9个流量点的计量检定实验。结果显示：在装有喇叭型缩径结构后，9个流量点的平均误差绝对值均下降，最大从1.39%下降至0.53%。实验验证了仿真结果的合理性。
融合视频检查的反应堆压力容器全景图像检测
张涛;吕天明;黄三傲;李明;孙雪婷;张文彬;为提升反应堆压力容器（reactor pressure vessel,RPV）视频检查能力与检测可靠性，设计一种图像拼接方法，通过将检查视频生成全景图像，实现RPV筒体表面缺陷检测。首先，利用光学字符识别技术（optical character recognition,OCR）识别视频中的字符信息对检查视频进行预处理，实现检查视频的自动分段，同时消除因检查过程产生的视频停顿和冗余的影响；其次，采用图像拼接方法将分段后的视频转换成拼接图像，并以此为基础生成全景图像；最后，通过建立全景图像与视频中帧图像的索引对应关系，利用OCR字符识别技术识别视频帧中表示位置坐标的字符信息，实现在全景图像中对缺陷的精确定位。以某核电站RPV筒体的检查视频为实验对象，结果表明，该方法不仅能够生成RPV筒体全景图像，而且能够实现缺陷的精确定位，可推广应用于核电站关键部件视频检查，提升核电站视频检查能力。
基于负序电流信号注入的孤岛微电网主动继电保护及出口回路监测方法
黄国平;陈锦荣;王跃强;廖峰;为解决孤岛微电网中的安全隐患问题，该文基于负序电流信号注入理论，提出一种孤岛微电网主动继电保护及出口回路监测方法。该方法通过在微电网中主动注入负序电流，并结合负序电流的分布情况，准确识别可能出现故障的线路。异常负序电流检测到后，将触发相应的保护动作，以快速隔离故障线路，从而确保系统的稳定运行。此外，通过对出口回路负序电流信号的实时监测和分析，能够及时发现潜在故障并采取必要措施，从而进一步提升系统的安全性和可靠性。实验仿真结果验证该方法的有效性，显示其在故障检测和定位方面具有较高的准确性，可显著提高系统的稳定性和可靠性，为孤岛微电网的稳定运行提供有效保障。
高浓度乙醇气体浓度调控关键技术研究
熊华竞;范连军;王瑞雪;洪庆龙;虞垚;王维康;为解决乙醇气体报警器量值溯源工作缺乏高浓度乙醇气体的实际难题，开发了高浓度乙醇气体浓度调控技术以满足乙醇气体报警器校准所需浓度梯度要求。由于高浓度乙醇气体具有极易液化特性且伴随所含水分一同蒸发易造成控流电子元器件损坏，故定制加工流量调节阀用作核心流量调控配件。而后，结合传统伯努利压差理论对流量调控研究，但实际应用中发现未严格控制恒定压差亦得到可用的流量测量结果，重复性RSD不大于1%且线性拟合相关性系数为0.998 65。最终，高浓度乙醇气体经浓度调控实现制备0～85%LEL浓度乙醇气体，实验测量结果重复性RSD均小于3%且线性拟合相关系数能达到0.993 40。该研究以高浓度乙醇气体为例，旨在推广应用于其他特殊气体（如臭氧、甲醛、气态汞等）涉及浓度调节的研究工作，为未来特殊气体分析工作提供研究基础。
廉金属热电偶期间核查装置设计及核查方法研究
张曙香;赵淑桦;房永强;余泽利;李荣;该文以纯金属熔点温度恒定的物理特性为核心依据，研制了一种廉金属热电偶期间核查专用装置。该装置通过精准控制金属熔点的恒定温度场，对常用廉金属热电偶开展期间核查方法研究，并分析核查结果的测量不确定度、测量重复性和测量结果稳定性。同时，将该方法与传统核查方法进行对比实验，结果表明：对测量不确定度进行比对，采用E_n值进行评价，结果显示|E_n|<1，这表明该装置设计能够满足期间核查使用要求，核查结果和不确定度在合理的预期范围内；对测量重复性和测量结果稳定性进行对比，发现本文设计的热电偶期间核查方法的测量重复性和稳定性更好，数据离散程度小，测量结果一致性高，测量结果波动小，可靠性更强。因此，该装置完全满足期间核查的技术要求，与传统核查装置相比，液态金属作为标准温度源更稳定，更安全；同时不受传统热电偶核查地域和实验室的限制，可以实现在线溯源，满足产业计量测试需求，为工业现场廉金属热电偶的日常质量管控提供了高效、可靠的解决方案。