鍵相的案例
什么是鍵相和偏心？
可以配合軸振動探頭獲取，轉軸的實時軸心位置，分析軸承擾動或渦流；軸心位置和軸心軌跡也不是鍵相傳感器測出來的，兩個90°的電渦流傳感器測到的信號就可以畫出來，分析軸承進動方向來判斷是否有摩擦用的是軸心軌跡圖。
同步采樣，通過鍵相脈沖，可以控制同步整周期采樣，免去了能量泄露的問題，像手持儀器測量數(shù)據(jù)處理都要加漢寧窗什么的，這就不用了。還有其他的好處，如頻率分辨率高等。
測量相位，就是可以給出各測點振動的相對關系，做平衡時給出和鍵相槽的關系，確定配重位置等。
診斷主要用到的是各個測點振動的相對關系。
鍵相測量在狀態(tài)監(jiān)測中的意義
鍵相測量一般不參加保護，起機時用來對偏心進行輔助測量，一般5萬以上機組就設置鍵相（300MW及以上必須設置）。鍵相測量使用的探頭需要使用前置器轉換信號，輸入TSI汽輪機監(jiān)視系統(tǒng)。現(xiàn)在一般機組在200rpm時主要監(jiān)視偏心，200rpm時才監(jiān)視振動。偏心、振動在分析時都會用到鍵相，鍵相主要是用來分析偏心和振動的相位。振動分析系統(tǒng) (TDM) 與鍵相測量密不可分，頻譜、幅頻等特性分析時，鍵相是重要一環(huán)。
展開 轉子動力學中相位檢測的重要作用
在FFT分析儀出現(xiàn)之前，Donald Bently的一項獨特創(chuàng)新是引入了鍵相器。
圖1（左）展示了一個典型的設置，其中電感探頭用于監(jiān)測軸運動，并添加了第二個探頭，稱為鍵相器探頭。在軸上放置一個凹槽，與鍵相器探頭對齊。當軸凹口從鍵相器下方通過時，會產(chǎn)生如圖1（右）所示的信號。當鍵相器的輸出饋入示波器的z軸時，振動特征上會出現(xiàn)一個亮點，如圖所示的下部波形所示。
圖1 相位檢測示意
本例中的相位約定以角度φ表示，即從圖1（右）波形上的亮斑測量至峰值振幅的夾角。該角度在動平衡中具有實際意義。例如，若將時序參考標記與鍵相探頭對齊，則峰值振幅A出現(xiàn)的位置為角度φ—該角度是從電感探頭逆旋轉方向測得。此位置通常稱為"高點"，而不平衡量的位置則稱為"重點"。
若已知轉子的近似臨界轉速，對于相對簡單的轉子系統(tǒng)，我們可據(jù)此確定現(xiàn)場動平衡的首個試重配重位置：
? 當轉子在亞臨界轉速范圍運行（遠低于第1臨界轉速）時，"高點"與"重點"位置相近，首個試重應置于高點反相180°處；
? 對于簡單的單質量Jeffcott轉子，若運行轉速遠高于第一臨界轉速，則質量中心與最大位移（高點）存在相位差，此時試重應置于從電感探頭逆旋轉方向測量的φ角位置（此放置方式有違直覺）；
? 若采用在臨界轉速下平衡的特殊方法，此時質量中心將超前高點90°，需將鍵相探頭與凹槽對齊，并將首個試重置于從電感探頭逆旋轉方向測量的90+φ°位置。
Jeffcott轉子在臨界轉速以下、臨界轉速及臨界轉速以上時的振幅和相位關系如下圖所示。
圖2 不同轉速下的相位分布
圖3展示了具有2盎司-英寸不平衡量的Jeffcott轉子的不平衡響應及運動相位（以X探頭監(jiān)測數(shù)據(jù)為例）。
展開 往復壓縮機典型狀態(tài)監(jiān)測方案
往復機狀態(tài)監(jiān)測傳感器測點布置示意圖：
擬配置測點清單（二次高壓壓縮機，4缸）：
傳感器及硬件配置介紹：
鍵相信號（Crankcase Reference Position Keyphasor）
往復機鍵相信號，可采用標準鍵相或多事件鍵相。
多事件鍵相系統(tǒng)與傳統(tǒng)的標準鍵相系統(tǒng)不同，它使用電渦流傳感器對曲軸上的多輪齒盤進行監(jiān)測，除了可以提供每轉一次的參考點以外，還可以每旋轉30度就提供一個精確的參考計時信號（電壓脈沖）。產(chǎn)生的信號可用于監(jiān)測系統(tǒng)作為準確的曲軸位置參考。多事件鍵相系統(tǒng)，可以幫助氣缸壓力測量獲得更準確的測量結果并提供更精確的壓力-流量曲線（P/V曲線）。
多事件鍵相的多齒輪盤可安裝在軸靠近驅動器的外側，通常要求在驅動軸上鉆孔和開孔。也可根據(jù)用戶機械結構特征，設計提供在軸上安裝圓箍式（由兩個半圓環(huán)組成）的齒輪盤，更方便安裝。標準鍵相每轉一次的參考點通常與1號氣缸的頂頭中心位置對齊。活塞桿位置和氣缸壓力監(jiān)測都需要使用鍵相參考信號。
主軸承溫度（Main Bearing temperatures）
曲軸主軸承溫度高表明設備有與油膜軸承相關的故障，如過載，軸承疲勞或潤滑油不足。測量主軸承溫度和其它相關的過程參數(shù)可以幫助確定發(fā)動機的整體運行狀況。
可以在設備制造過程中在主軸承蓋上打鉆開孔以安裝溫度探頭，也可以在設備安裝完成后，移開軸承蓋，再打鉆開孔，安裝溫度探頭。
展開 東華大學蔡正國教授與中國科大陳昶樂教授《Angew》： 氫鍵策略制備異相催化劑用于乙烯與極性單體共聚
烯烴聚合催化劑非均相化方法。
該論文使用前期已開發(fā)的苯氨基萘醌鎳催化劑和鈀催化劑（Polym. Chem.,2018, 9,5476–5482），利用催化劑配體骨架上的萘醌氧原子作為氫鍵受體和二氧化硅表面羥基作為氫鍵供體形成氫鍵進行負載，負載體系在攪拌下幾乎瞬間形成，并且利用紅外和固體核磁磷譜對氫鍵的形成進行了表征（圖2）。
圖2. Ni和Ni/SiO2結構式、負載效果及紅外和核磁表征圖。
通過鎳催化的乙烯均聚結果發(fā)現(xiàn)，Ni/SiO2多相催化劑在40 ℃下的乙烯聚合達到720 kg·mol-1·h-1，僅加入2當量的三異丁基鋁（TIBA），就能使聚合活性急劇增加至4580 kg mol-1 h-1，但是添加更多的TIBA并沒有進一步提高活性，表明僅需要添加少量的TIBA作為膦清除劑。Ni/SiO2甲苯混合物在80 ℃下保持至少兩個小時的高活性，所得分子量（Mn~3.8×105）比Ni-MMAO/SiO2體系（Mn~2.7×105）和均相體系（Mn~1.5×105）的高得多，并且基于ICP-MS測試結果可知高溫下的長時間聚合反應不會使鎳絡合物浸出到甲苯溶劑中，這表明在聚合條件下金屬絡合物與固體載體之間的牢固結合。單峰分子量分布也表明在這種異質系統(tǒng)中形成了單中心活性物種。
圖3. SEM圖：（a）SiO2顆粒，（b）非均相Ni/SiO2顆粒，（c）在40℃下使用非均相催化劑獲得的聚乙烯，（d）在80℃下使用非均相催化劑獲得的聚乙烯，（e）在80℃下使用均相催化劑獲得的聚乙烯，（f）在40℃下使用非均相催化劑獲得的E/HAc共聚物。
展開 
什么是相位？相位的物理意義
02
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絕對相位
對于旋轉機械，經(jīng)常利用旋轉部件上已有的鍵槽、凹孔或人為粘貼反光紙，同時安裝鍵相探頭來獲取旋轉部件的鍵相信號，探頭每經(jīng)過這些位置，便觸發(fā)一個脈沖信號（與轉速測量類似），如圖4所示。脈沖信號是確定旋轉部件上各測點各個振動頻率（如1頻、2倍頻、0.5倍頻…）相位的基準，脈沖頻率與旋轉部件的旋轉頻率完全同步，通過此鍵相信號來確定旋轉部件在時間與空間上的位置。
圖4 鍵相信號
我們把從鍵相器脈沖信號觸發(fā)到某個特定頻振動信號（如1頻、2倍頻、0.5倍頻…）第一個正峰值之間的角度，稱為絕對相位。絕對相位是具體測得的相位，習慣上簡稱相位。說“某測點、某頻率的相位為某某度”指的就是絕對相位，也就是相對于軸上固定標志通過鍵相探頭的那一時刻及位置，此頻率的最大振動與該測振探頭之間的角度。由鍵槽和鍵相探頭的位置及轉子旋轉方向，絕對相位還能給出最大振動具體的空間方位。
03
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相位差（相對相位）
相位差是兩個振動的相位之差。而相對相位是兩個振動信號波形最近對應點（如波峰與波峰）之間的角度，如圖2與圖3兩個信號的相對相位為90°。在實際應用中，往往并不講相對相位，而只講相位差，是因為實際上已經(jīng)將相對相位所強調(diào)的“最近的對應點” 溶進了相位差中。例如，假設A點、B點相位分別為31°、346°，它們之間的相位差既可以講為315°，也可以講為45°。
展開 基于Forcite模塊的分子動力學研究藥劑與礦物相互作用實例
通過多重氫鍵相結合的ChCl-2MA低共熔溶劑在與ZnO(001)面相互作用過程中發(fā)生分解。其中氯化膽堿中的Cl和氫鍵供體作用在Zn突出表面，氯化膽堿中的膽堿陽離子作用在ZnO(001)面中O突出表面，膽堿陽離子中的部分C-H鍵與氧化鋅表面上的O形成多重氫鍵吸附在氧化鋅表面。
ZnO(001)面與ChCl-2MA徑向分布圖
由上圖可以得出ChCl-2MA低共熔溶劑與氧化鋅相互作用共分為三部分， ChCl-2MA中的Cl和C=O中的O與氧化鋅中的Zn之間的距離在3~3.5內(nèi)并且介于兩種原子的共價鍵半徑之和之間，表明Cl、O與Zn以化學作用的形式相互結合。而氧化鋅中的氧原子與兩種羧酸類低共熔溶劑中膽堿陽離子上的C-H、O-H以氫鍵方式相結合。通過徑向分布圖中各種相互作用的峰值可以看出Cl與Zn之間的相互作用占據(jù)主導地位，O…H次之，O-Zn最弱。由此說明氧化鋅與ChCl-2MA相互作用形式既有化學作用又有物理作用，其中化學作用強度大于物理作用。
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展開 基于MS的Dmol3模塊計算離子液體的電子轉移和成鍵
離子液體是由氫鍵供體(HBDs)和氫鍵受體(HBAs)按照一定比例混和組成的低共熔混合物，常溫下呈液態(tài)。氯化膽堿由于其價格低廉、來源廣泛、可生物降解等特點成為了最常用的氫鍵受體之一，形成了一系列膽堿類離子液體。在吸收有害氣體、生物質催化轉化、電沉積、功能材料制備等工業(yè)領域已經(jīng)得到廣泛應用。
因此，本文以氯化膽堿離子對為模型，在量子力學基礎上系統(tǒng)的研究氯化膽堿離子對之間的的電子轉移和成鍵情況，從而為這種以氫鍵相結合的膽堿類離子液體更廣范應用提供理論依據(jù)。在Material Studio 2019軟件包下的Dmol3模塊計算氯化膽堿離子對模型，計算參數(shù)為GGA廣義梯度近似和BLYP泛函方法，在計算精度為Medium的基礎上選擇DND 4.4基組，體系總能量收斂值取 2.0X10-5eV/atom。計算的能量通過基組重疊誤差(Basis Set Superposition Errors，BSSE)進行校正。首先，通過Visualizer面板畫出氯化膽堿離子對模型（圖左），然后用Dmol3模塊進行優(yōu)化計算，得到能量最低構型（圖右）。然后計算其前線分子軌道、態(tài)密度等電子性質。
計算面板
分析面板
優(yōu)化前 優(yōu)化后
氯化膽堿離子對
Ch+ HOMO軌道 Ch+ LUMO軌道 Cl- HOMO軌道 Cl- LUMO軌道
根據(jù)前線分子軌道理論，參加反應的兩種物質的最高占據(jù)軌道（HOMO）和最低空軌道（LUMO）能量越接近，越容易發(fā)生反應。通過計算ΔE獲得具體數(shù)值，其中ΔE＝|LUMO－HOMO|，ΔE越小，越容易發(fā)生HOMO→LUMO的電子轉移，相互作用越強，獲得的產(chǎn)物越穩(wěn)定。
展開 基于Materials Studio計算膽堿類低共熔溶劑的相互作用
圖4為經(jīng)過優(yōu)化得到的氯化膽堿-丙二酸穩(wěn)定構型，發(fā)現(xiàn)兩種物質以
多重分子間氫鍵相結合，圖5徑向分布函數(shù)證明氫鍵供受體之間主要以分子間氫鍵相互作用。
ChCl-MA徑向分布函數(shù)
Dmol3計算面板：
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基于Gromacs的蛋白質與小分子配體相互作用模擬教程
3)利用 parmchk 檢查成鍵相缺失。4)利用LEaP生成 Amber 格式力場，文件內(nèi)容見下圖。5)利用acpype將Amber格式轉換為Gormacs格式的GAFF力場文件及坐標文件。
組合蛋白質和配體，生成蛋白質-配體復合物
二、定義盒子，添加溶劑及離子
三、能量最小化
四、限制復合物及體系平衡
1. 限制復合物：通過genrestr創(chuàng)建位置限制文件，定義位置限制。
2. NVT平衡
3. NPT平衡
五、成品模擬
六、分析
1. 執(zhí)行energy模塊計算蛋白質-配體相互作用
2. 執(zhí)行rms模塊，計算RMSD
最后，需要相關培訓或者項目合作歡迎通過公眾號“320科技工作室”聯(lián)系我們。
展開 使用AmberTools24獲得Amber力場文件教程
文件處理
對SDF文件進行處理以獲得 Gaussian 可識別的文件格式JZ4.com，可使用軟件Avogadro生成，
得到JZ4.com后修改文件后綴名為JZ4.gjf，獲得Gaussian的輸入文件，修改gjf文件選擇并補充合適的核數(shù)、檢查點文件、泛函和基組等關鍵詞在gjf文件的開頭，以及在坐標后面輸入兩個文件名JZ4_ini.gesp和JZ4.gesp，（前者為初始結構的RESP電荷，后者為優(yōu)化后的RESP電荷），修改后文件內(nèi)容如下：
使用Gaussian16優(yōu)化結構
使用Gaussian16對結構進行優(yōu)化并獲得esp電荷：
g16<JZ4.gjf>JZ4.out
使用AmberTools24計算RESP電荷
利用antechamber處理Gaussian優(yōu)化后的分子結構并計算RESP電荷：
antechamber -i JZ4.out -fi gout -o JZ4.mol2 -fo mol2 -c resp -nc 0 -pf y
在JZ4.mol2文件最后一列即可見到計算出的RESP電荷：
利用 parmchk 檢查成鍵相缺失
parmchk2 -i JZ4.mol2 -f mol2 -o JZ4.frcmod
利用 GAFF 生成 Amber 格式力場
新建一個leap.in文件，內(nèi)容如下：
source leaprc.gaff
loadamberparams JZ4.frcmod
JZ4 = loadmol2 JZ4.mol2
check JZ4
saveamberparm JZ4 JZ4.prmtop JZ4.inpcrd
quit
輸入tleap -f leap.in命令生成Amber 格式力場
展開 天津大學Mark Olson課題組：固態(tài)水致光致變色纖維素嵌合的熒光復合材料
本文應用常見的熒光基團（萘亞胺）與紫羅堿通過不同長度的碳鏈以共價鍵相連接構建目標分子，并將其與纖維素進行嵌合，從而成功制備了罕見的光致變色和水致變色相互轉換的熒光復合材料。其中，紫羅堿部分起到了兩方面的作用：1.作為熒光水致變色的水敏感受體，2. 產(chǎn)生導致光致變色的自由基陽離子。
圖一 熒光復合材料三種顏色狀態(tài)相互轉換示意圖
圖二 熒光分子與纖維素所制備的噴墨打印及薄膜材料的三種顏色狀態(tài)相互轉換示意圖
將該復合材料暴露在濕度可控的空間環(huán)境內(nèi)，當相對濕度（RH）從0.1%上升到90%時該固態(tài)復合材料可以產(chǎn)生可逆的由藍到綠的熒光紅移（82 nm）變化。此為前兩種不同的熒光顏色狀態(tài)。為了進一步了解水致熒光變色的過程，相對濕度（RH）變化時每隔10%相對濕度（RH）所對應的固態(tài)熒光發(fā)射光譜也同樣被記錄和分析。而用紫外燈照射該復合材料時，其會產(chǎn)生由無色到藍色的光致變色現(xiàn)象。光致變色的主要原理是因為具有特殊藍色的纖維素穩(wěn)定的紫羅堿自由基陽離子的產(chǎn)生。其中自由基陽離子的形成則被紫外吸收光譜和電子順磁共振光譜（EPR）所證實。發(fā)生光致變色還原的電子源則來自于紫羅堿部分的抗衡離子（溴離子）。
在紫外燈照射該復合材料時，在產(chǎn)生由于自由基陽離子所導致的藍色狀態(tài)的同時，也會發(fā)生明顯熒光淬滅的現(xiàn)象，從而達到了光致變色所產(chǎn)生的第三種非熒光藍色的顏色狀態(tài)。該非熒光藍色狀態(tài)在高濕度條件下可以恢復其熒光顏色狀態(tài)。光致還原產(chǎn)生紫羅堿自由基陽離子的過程只發(fā)生在和纖維素相互嵌合的復合材料中，并且其速率與環(huán)境相對濕度（RH）高度相關。其在10% RH下的生成速率是90% RH下的1.8倍。
展開 
漢航Hunter Pad--基于Linux操作系統(tǒng)的健康狀態(tài)監(jiān)測與故障診斷PHM有力工具
在眾多數(shù)據(jù)中，動態(tài)信號--如振動(位移、速度、加速度)、旋轉機械特征信號（轉速、階次、鍵相、角度域信號、扭振）、噪聲、溫度、壓力、流量、電壓/電流、聲發(fā)射等是揭示設備內(nèi)部健康狀態(tài)的關鍵，要捕捉這些轉瞬即逝的寶貴信息，動態(tài)信號數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)扮演著關鍵角色。漢航Hunter Pad同時具有監(jiān)測保護功能和超速保護配置選項。
漢航公司推出的Hunter Pad是一款集手持動態(tài)信號分析、在線狀態(tài)監(jiān)測分析以及故障診斷分析三種強大功能于一身的先進設備，憑借其精準的信號捕捉與深度分析能力，能夠提前識別設備潛在故障，為工業(yè)設備的穩(wěn)定運行提供有力保障。
硬件指標
低功耗小型化設計：高寬厚：22.7cm*16.9cm*6.4cm，手持設計，內(nèi)置獨立FPGA，獨立DSP處理器和ARM系統(tǒng)，整機重量<1.6kg，內(nèi)置循環(huán)替代可充電鋰電池，續(xù)航≥8h，功耗<16W。
模塊化設計：單臺16路模擬輸入通道，內(nèi)置2路轉速通道，2路觸發(fā)輸入/輸出通道及1路信號源通道；能夠精準采集多種類型的信號，涵蓋電壓、電流、振動、力、聲學、轉速、溫度等信號類型。
采樣同步：每通道24位Σ-Δ A/D轉換，16通道或8通道模塊可選，最高采樣率204.8kHz/通道，支持單端或差分輸入模式，每個通道均配備獨立的LED狀態(tài)指示燈，以便實時監(jiān)控通道狀態(tài)，內(nèi)置蜂鳴器可進行報警設置。
內(nèi)嵌功能豐富：Hunter Pad提供了豐富的功能端口，包括USB3.0、千兆以太網(wǎng)、HDMI、CAN及CAN-FD、立體聲耳機及麥克風、GPS/北斗、WIFI、藍牙、RS232、IRIG-B，能夠實現(xiàn)全面靈活的設備互聯(lián)與數(shù)據(jù)傳輸共享。
結構設計：工作溫度：-25~+65℃，工作濕度：95%非凝露，無風扇殼體導熱。
展開 干貨丨關于色譜柱的分類、保存與使用注意事項
常溫下無定形硅膠在純水中的溶解度約為100mg·L-1，且在pH 1～9的范圍內(nèi)溶解的硅膠量幾乎是常量，考慮到溶解速度的影響,對于硅膠基質的填料,其所能承受的流動相pH范圍約為1～8。
鍵合相硅膠填料則由于鍵合層的屏蔽作用,使填料對流動相的適應范圍大大增加，如現(xiàn)在廣泛使用的反相色譜填料C18 (十八烷基硅烷鍵合硅膠)，其pH適用范圍可達2～10。當流動相pH值超出酸性范圍時，鍵合相易發(fā)生水解而流失；當流動相pH超出堿性范圍時，會加速硅膠的溶解而釋放出絮狀物堵塞柱子，這兩種反應均是不可逆反應，特別是在溫度較高（>40℃）的環(huán)境下，會使柱效迅速降低而報廢。
2.流動相變質
當前使用最為廣泛的是硅基鍵合相填料，當以水溶液作為流動相或流動相中含有一定濃度的磷酸鹽緩沖液時，水溶液中或緩沖鹽溶液中會滋生出一些細菌或霉菌，從而堵塞固定相顆粒間的空隙。特別是對于多元自動比例混合的高效液相色譜儀來說,水相或緩沖鹽相獨立存貯，因存放時間較長而容易發(fā)生此類問題。
3.流動相純度
目前，廣泛使用的填料顆粒粒徑范圍在3～10μm,孔徑在6～10nm,色譜柱在使用中會有大量的流動相通過,如流動相含有微量不溶性雜質顆粒,則很容易在柱頭部位被截留,久而久之,造成色譜柱機械性堵塞,引起柱壓升高而無法正常使用。
展開 直通 Wolfram 研發(fā)：Wolfram 化學概覽
范例：TNT 分子圖，按其氧化狀態(tài)標記所有的碳原子和氮原子
模式匹配
MoleculeMatchQ
加入其他
Molecule
模式匹配函數(shù)：
FindMoleculeSubstructure
MoleculeContainsQ
MoleculeFreeQ
MoleculeSubstructureCount
檢驗兩個分子是否相互匹配：
檢驗分子是否與化學式相匹配：
檢驗分子是否與模式相匹配：
一個雙原子分子可以與鍵相匹配：
默認情況下，立體異構體之間不匹配：
范例：繪制糖的二維圖，用原子的立體感來標記原子
范例：使用子結構模式過濾異構體列表
找到在氧和氮之間有一個芳香鍵的異構體，并將它們排列在最大的共同子結構上
本范例使用了 FindIsomers、MoleculeContainsQ、MoleculeMaximumCommonSubstructure 和 MoleculeAlign
展開 SolidWorks Simulation橡膠擠壓彈性仿真
【右鍵-屬性】結束時間：0.5 ；解算器：DS解算器 。
5.添加材質，底部圓柱：橡膠。
6.上方圓柱：普通碳鋼——使成剛性。
7.刪除自帶的接觸。
8.連結上右鍵：相觸面組 。
8-1.接觸：自動查找接觸面組；零件部件：兩個圓柱——查找相觸面組；高級：曲面到曲面。
9.【夾具】固定幾何體，選擇：底面。
10.右鍵：高級夾具 。
10-1.在圓柱面上，激活：徑向、圓周 。（是圓柱體不會徑向移動和旋轉）
11.【高級夾具】在平面上，垂直與面：2 mm，反向。（向下壓2mm就行，3mm運算時間太長了）
12.【生成網(wǎng)格】使用默認精度就行。
13.【運行此算例】。
13-1.過程非常慢，向下壓3mm用了10分鐘。
14.【位移圖解】變形形狀：自動。
14-1.圖標選項，勾選：顯示最小、最大注解。
15.右鍵：動畫 。
16.完成。
文章來源：SolidWorks研習社
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