码盘、光栅盘是光电位移精密测量仪器和光栅计量测试设备中的核心元件。目前,码盘、光栅的基片主要是K9玻璃、浮法玻璃、不锈钢及菲林胶片,但它们无法适应振动强、冲击大等恶劣环境的要求。为了解决上述矛盾,采用新型的材料--光学树脂作为基片进行码盘、光栅盘的制作,通过分析部分光学树脂特别是聚甲基丙烯酸甲酯（简称PMMA）、聚碳酸酯（简称PC）、聚苯乙烯（简称PS）的光学特性,在研究现有光刻复制工艺的基础上,采用新型的制作技术制作出PC树脂基片的光栅盘,在45倍显微镜下观察,线条陡直、无龟裂,试验结果表明该工艺可行,工艺参数正确,为进一步研制以树脂码盘、光栅盘为核心元件的测量仪器和光栅计量设备提供了试验基础。

根据光栅的透射特性和曝光及显影机理,对曝光量以及计量光栅线条的黑白比和其均匀性之间的内在关系进行了分析,从理论上给出了曝光量对线条黑白比以及线条黑白比和曝光量对计量光栅均匀性的影响,为提高计量光栅的均匀性给出了理论指导.本文给出了保持曝光量均匀的措施,实验证明,改进后刻制出的计量光栅的均匀性误差较小.

根据煤矿瓦斯治理及煤矿水害防止过程中钻探的实际工况,结合测井及测斜装置的特点以及水压实验的要求,确定承压缸的主要参数。通过对各种密封形式的分析与研究,选择合理的密封形式及密封件,设计了一套结构简单、装卸方便、低成本、耐高压的大直径承压缸。通过工程应用实例,对承压缸的承压性能进行了验证。试验结果表明:承压缸的设计完全满足地球物理测井及测斜装置技术条件。

根据煤矿钻孔测斜设备在钻孔过程中的实际工况需要,研制了钻孔测斜设备承压性能试验装置。该承压试验装置主要由承压缸、水压系统、PLC数据采集与控制系统组成。整个水压试验系统的设计压力为30 MPa,该系统采用PLC控制技术与气动增压技术相结合的方式。气动增压泵作为整个水压系统的动力源,采用电气比例阀来控制压力;数据采集与控制系统由PLC来完成,可实现对水压、驱动气压和水温的实时采集,以及运用PID控制算法实现水压系统的平稳控制。应用试验表明,该承压试验装置能满足井下钻孔测斜装备耐水压试验的要求。可对多种测斜类产品进行恒速率升压、保压试验,在试验的过程中能够显示水压系统的实时压力,控制系统运行可靠,大大提高了试验装置的控制精度。

基于LabVIEW软件开发了一套用于钻孔测斜设备承压性能试验的系统,系统采用了气动增压泵作为压力加载单元的执行元件,高精度压力传感器作为整个系统的闭环控制反馈元件,将虚拟仪器技术与PLC控制技术相结合,实时控制电气比例阀来实现系统加压的功能。该系统不仅可以设置水压试验的压力大小、升压速率及保压时间,还可以设定疲劳试验的次数,根据这些参数可以设置多种形式的试验方案,从而对受试样品进行准确加压。系统能显示整个试验过程中的实时p-t曲线、保压时间,能对系统的工作状态进行有效监控。实现了数据的自动显示/自动记录,试验结果自动输入数据库保存,且通过导出报表自动生成图文并茂的试验记录单和检验报告单并打印输出。

针对目前高铁简支T梁组件处于人工焊接生产的情况,根据产品要求,开发了专门用于焊接组件的智能焊接工作站,实现智能焊接产业化。通过开发定制工装夹具,实现“一次装夹、双面交替焊接”的自动化焊接模式,从根本上解决了翼板倾斜的问题;通过实验测试,预变形工艺可以有效解决焊接应力变形,上翼板的最佳预变形量为2.5 mm。目前,该智能焊接工作站已应用于实际生产,效果显著,给企业带来了良好的经济效益和社会效益。