信息时代的新型传感器

在高新科技迅速发展的今天,对于传感器的需求越来越多,对其性能要求也越来越高.随着计算机辅助设计技术,微机械加工技术及信息理论的不断发展和进步,传感器系统正朝着智能化,微型化和多功能化的方向发展.重点论述了这几类传感器的技术现状,功能及发展前景,介绍其在信号检测中的应用.     

无线传感器网络在电力系统故障定位中的应用

提出了一种基于分层式无线传感器网络检测并定位电力线路故障的方法.讨论了无线传感器网络的能量供应模式,设计了节点的能量供应模型.分析了应用无线传感器网络定位两相短路故障和单相接地故障的理论.对利用无线传感器定位电力线路故障的理论进行了仿真,验证了该理论的可行性.     

带有温度检测的声表面波气体传感器

设计并分析了一种新型多参量声表面波传感器.相比于传统的气体传感器,设计通过两组声路可以对气体与温度同时进行检测并直接显示被测数据.设计解决了不同温度下器件对气体敏感度不同而导致的测不准问题.实验中分别使用了中心频率为99.85 MHz和174.5 MHz的声表面波器件对气体和温度进行了检测.对理论及实验结果进行了讨论分析,实验数据与理论推导结果相吻合.     

一种新型电涡流传感器的理论分析

为提高普通电涡流传感器的灵敏度和增大检测距离,对一种新型电涡流传感器从理论上进行了分析.文中列出了重叠双线圈和同轴三线圈两种电涡流传感器的结构,并利用电磁场相关理论对同轴三线圈电涡流传感器及其设计进行了较详细地分析,并给出了测量电路单元.通过与普通电涡流传感器线圈进行仿真比较,得出了该结构电涡流传感器在长距离测量时的优缺点.     

瓦斯传感器的研究进展

甲烷是瓦斯的主要成分,是一种重要的温室气体.瓦斯的实时、在线监测对于煤矿企业的安全生产具有极其重要的意义.本文介绍了几种检测甲烷的方法--催化燃烧法、半导体气敏法、红外光谱法、气相色谱法、光纤法等的原理及应用.并对基于以上几种方法的瓦斯传感器的研究进展进行了综述.     

基于微加速度传感器的高速动态车辆超载检测

针对动态车辆超载检测,基于微加速度传感器建立了一种新型的高速动态超载检测方法.桥梁采用简支梁模型,车/桥相互作用模型化为两个具有固定间距点力匀速通过桥面,系统分析了两点力情况的桥梁振动,建立了两点力情况下桥梁振动与力的函数方程,从而奠定了基于微加速度传感器的实际车辆超载检测的理论基础.同时利用先进微传感器搭建了高速超载车检测试验平台,进行了传感器安装位置选择的研究.理论仿真和试验结果证明,该方法可以较准确地进行高速动态超载车辆的检测.     

典型平面涡流应力传感器检测特性的仿真分析

为了在涡流应力检测中正确选择传感器的类型，对6种典型的平面涡流传感器（圆形、椭圆形、矩形、阿基米德螺线、矩形螺线和蜿蜒式）的应力检测特性进行了仿真对比.以铝板为试件，用试件电导率的变化来模拟应力变化；以检测线圈的感应电压为分析对象，从不同激励频率与提离对应力检测灵敏度的影响和传感器对应力方向的敏感性两个方面对各传感器的性能进行了对比.结果表明:随着激励频率和传感器与试件间距的变化，6种传感器的灵敏度有相同的变化规律；在只有单个激励单元的传感器中，矩形传感器的感应电压、灵敏度和对应力方向的敏感性均最好；在具有多个激励单元的传感器中，蜿蜒式传感器的总体性能最好，圆形和阿基米德螺线型传感器对应力的方向不敏感.对矩形和蜿蜒式两种传感器的应力方向敏感性进行了实验验证，结果与仿真分析结果一致.      

光纤传感器及其应用研究

光纤传感器技术在现代检测及自动控制中的应用非常广泛,本文从光纤基本原理及光纤特性等方面,对光线的物理特性进行分析和研究,并利用其不同于传统传感器的优越性能,针对我省采矿工业的安全监控系统,提出一种全光网络的安全监控方法.此方法安全、可靠、精度高.     

各向异性磁传感器在车辆检测中的应用

针对现代数字化车辆信息检测的要求,提出了一种采用各向异性磁阻传感器(AMR)进行车辆检测的方法,利用2个各向异性磁阻传感器组成的三轴测试电路,应用基于阈值的车辆判别方法,在地球弱磁场下进行车辆检测试验.通过对磁阻传感器采集的数据进行分析和处理,结果说明AMR传感器应用在停车场车位检测等领域具有一定的优势.     

现代生物传感器在食品安全检测中的应用

分析了生物传感器的基本原理、结构以及生物传感器的类型和特点,阐述了现代生物传感器技术在微生物检测、食品药物残留与兽药残留、食品添加剂检测和激素检测中的各种应用,讨论了传感技术在食品安全检测中的重要应用及未来发展方向.     

相似物理模型变形的光纤光栅传感器检测分析

为了定量化研究相似物理模型实验岩层变形过程,在3m平面应力模型上,安装光纤光栅传感器5个,通过对埋设在相似物理模型中的光纤光栅传感器的采集数据分析,研究了物理模型在微小变形和宏观移动过程中的光纤光栅传感器灵敏度,并与对应位置的百分表数据进行对比。实验结果表明,物理模型岩层变形量小于4.985 mm时,光纤光栅传感器能够准确反映岩层的移动变形情况,两者呈线性变化;变形量大于4.985 mm时,光纤光栅传感器的灵敏度会大幅降低,但其仍然能反映岩层的移动变形状态,研究对岩层变形测试技术的发展有积极作用。     

面向城市道路交通的传感器组网优化

从传感器所反映的道路交通信息价值出发,给出基于信息度的宏观交通状态描述方法,提出传感器信息度函数,描述交通传感器信息的空间分布特征。探讨交通传感器信息的信息价值并给出标定模型,在此基础上提出基于交通事件的传感器组网要解决的问题和组网目标,建立基于综合信息价值最大的动态组网优化模型,给出动态组网模型的求解方法和实施步骤,最后通过实例对本方法进行验证。研究结果表明:实例中,当选择12个传感器组网时,可得到传感器单位时间最大综合价值为553.442元/h,达到组网的最优结果。本模型能够实现基于交通事件的动态组网,并能够给出满意的组网结果。     

电子探空仪气压传感器特性

为了掌握电子探空仪气压传感器的测量性能及不同气压传感器的特性差异对测量准确度的影响,对硅压阻和电容膜盒2种气压传感器进行了一定时间的存储测试试验.利用同一环境下某一测试时间的气压标准值与传感器测量值的差值分析了2种气压传感器的一致性,根据该差值随时间的变化分析了2种气压传感器的稳定性.结果表明,2种气压传感器的稳定性都...     

微空气隙结构的法布里-珀罗光纤传感器

提出了一种简单的F-P腔传感器制备方法。通过化学刻蚀和焊接的方法形成一个空气隙,理论和实验都表明,该种F-P腔结构的光纤传感器精度高、灵敏度高。     

基于巨磁阻元件的涡流／磁一体化阵列传感器

根据涡流、漏磁以及磁记忆检测的特点，基于巨磁阻元件开发了涡流／磁一体化阵列传感器，将电磁无损检测中动态、静态电磁场的测量统一起来，按照检测要求进行常规涡流、脉冲涡流、任意波激励涡流、漏磁以及磁记忆等检测方式。通过分组引线降低了传感器的布线难度，具有较高的扫描检测速度衍4用串行通信将传感器中存储于Flash芯片内的各项参数传输到主机，进行各种补偿和设置，提高传感器的性能。该传感器具有应用范围宽、测量范围大、体积小、稳定性好以及空间分辨率高等特点。     

传感器故障诊断方法研究

传感器故障诊断是当今研究的热点领域。本文采用理论推导的方法详细介绍了基于模型的传感器故障诊断方法：卡尔曼滤波法、多重假设检验等方法;也介绍了不基于数学模型的传感器故障诊断方法：表决法、神经网络法等,并对模型法和神经网络两类故障诊断方法的优缺点进行了分析和对比;最后,还分析了现有故障诊断方法的发展趋势。     

光电集成电场传感器的设计

基于光电集成技术的电场传感器具有良好的抗电磁干扰能力和很快的响应速度。为了能够测量高电压电力系统中的瞬变电场,该文在基于光电集成技术的电场传感器工作原理的基础上,提出了一种适用于强电场测量的光电集成传感器设计方案。该文将电场传感器分解为调制器和偶极子天线,给出了传感器的等效电路,分别计算了调制器和偶极子天线的参数,最后对电场传感器传递函数的幅频特性及最大可测电场进行了计算。分析计算的结果表明,所设计的电场传感器最大可测电场幅值接近106V/m,同时具有较好的频响特性。     

改善AMR薄膜磁电阻传感器线性度的几种方法

在分析金属薄膜磁电阻传感器非线性产生原因的基础上,提出了几种设计AMR(各向异性磁电阻)薄膜磁电阻传感器时改善其线性度的方法.用直流磁控溅射方法制备了Ni80Fe20和Ni65Co35 AMR薄膜材料;用微加工工艺制做出了几种AMR传感器元件,并给出了测试结果.     

微生物醇传感器的研究

用易得的丝孢酵母菌(Trichosporon Cutaneum)和甲醇菌(Methanol)与氧电极偶合,分别制备了新的乙醇和甲醇传感器,用稳态法和注流分析法研究了传感器的响应曲线,线性范围、温度、PH等因素的影响。该传感器应用可于发酵液中测定乙醇和甲醇,便于推广。     

MEMS sensor technology

Since 1992 the author has led research group in Xi’an Jiaotong University to investigate and develop micro-electro mechanical systems(MEMS) sensors,including pressure sensor,acceleration sensor,gas sensor,viscosity & density sensor,polymerase chain reaction(PCR) chip and integrated sensor etc.This paper introduces the technologies and research results related to MEMS sensors we achieved in the last 20 years.