差分激光三角法油膜厚度测量传感器的测量范围与精度分析

针对所研制的海面溢油油膜厚度测量传感器的测量范围和精度进行了研究.在分析基于垂直入射差分激光三角法油膜厚度测量原理的基础上,分别采用厚度0.1,mm的塞尺和10,mm的陶瓷量块对传感器的测量上下限进行了验证,并采用厚度为1~10,mm的0级陶瓷量块对传感器进行了精度测量和分析.结果表明,所研制的油膜厚度测量传感器的范围为0.1~10,mm,测量相对误差小于1%.     

非磁性航空金属构件检测中 脉冲远场涡流传感器的仿真设计

在分析脉冲远场涡流检测原理的基础上,采用U型罩结构模拟管道,成功的将脉冲远场涡流技术应用到了非磁性金属平板的检测中；仿真设计了空心、聚磁、连通磁路3种传感器模型,比较了不同模型过渡区的远近、对缺陷检测的灵敏度及对不同厚度平板的检测能力.仿真结果表明:带连通磁路的传感器模型不仅可以将激励与检测线圈之间的距离从20 mm缩短至10 mm,还可以提高对缺陷检测的灵敏度,同时,带连通磁路的传感器模型对厚度为11 mm以上的平板具有更强的检测能力.     

内外环电容传感器灵敏度仿真

为设计应用于两相流相关流速测量的电容传感器,得到传感器的几何参数对其灵敏度特性的影响,利用数值方法对内外环电容传感器的灵敏度特性进行分析．利用有限元分析软件建立传感器电场的仿真模型并进行了基本仿真,采用正交实验设计方法安排仿真实验．分析结果表明,屏蔽罩长度和内管壁厚度是影响传感器相对灵敏度的主要因素,而屏蔽罩与外极板间距对检测场均匀性误差影响比较大．优选出一组传感器的结构参数,内管壁厚度3mm,外管壁厚度2mm,屏蔽罩与外极板间距3mm,对管壁相对介电常数的要求则是越接近于1越好．利用优选的结构参数进行仿真,可以得到比较好的传感器灵敏度特性,为内外环电容传感器的设计提供了理论依据．     

废弃木质材料金属连接件检测系统设计

针对废弃木质材料中金属连接件检测问题,利用电磁感应原理设计了废弃木质材料中金属连接件的高精度检测传感器.该传感器包括多谐振荡电路.检测线圈、霍尔原件、差分放大电路和峰值检波电路.利用STC89C52单片机为核心设计了一个具有8路检测功能的废弃木质材料金属连接件检测系统,该系统还具有显示报警和通过标准RS232接口与PC机通信功能.通过对废弃木质材料中4种不同型号的铁钉进行检测实验,规格为0.8 mm×11 mm的铁钉检测距离为0.5 cm;规格为3.5 mm×25 mm的铁钉检测距离为2 cm.实验结果表明:所设计的高精度检测传感器可以检测直径大于0.8 mm的金属连接件,系统除了检测废弃木质材料中有无金属连接件外还可以通过高精度检测传感器的位置初步确定金属连接件的位置,为废弃木质材料的重新回收利用奠定了基础.     

电涡流传感器在位移测量上的应用

电涡流检测技术是一种无损、无接触测量的检测技术。由于电涡流检测采用了具有结构简单、灵敏度高、测量线性范围大、抗干扰能力强、不受油污介质影响的电涡流传感器,因此在位移、厚度等方面的测量获得广泛的应用。作者在应用电涡流传感器测量位移时,为了正确可靠地测量位移量的大小,对电涡流位移传感器作了静态特性的测试分析。     

遥感技术监测海上溢油现状及趋势

海上溢油现已成为主要的海洋污染形式之一.根据常见的海上溢油监测指标:溢油范围、溢油量、溢油类型,介绍了各个监测指标的遥感传感器与遥感监测方法,并且综合归纳了国内外海上溢油的监测能力与发展方向.从现有研究可以看出:遥感监测海上溢油范围发展最为成熟,并且已有业务化运行的溢油系统出现;而遥感监测溢油量与溢油类型仍然处于试验阶段,发展还未成熟,也没有涉及工程应用.     

论海洋石油开发油污事故赔偿责任限制

海洋石油开发油污事故责任限制仍有存在的合理性。但是,海洋石油开发设施不属于船舶,船舶油污责任限制的规定对其不能适用。在能够确定溢油量的情况下,不妨采取"溢油量"标准确定海洋石油开发油污事故的最终责任限额;否则,适用"事故制"方式确定。美国墨西哥湾油污事故后,废止责任限制的呼声很高,然而责任限制仍得以坚持,在责任限额逐步提高的背景下,应通过保险制度实现高度危险责任的社会化救济。     

基于光锥结构的红外厚度传感器研究

提出一种基于光锥结构的红外厚度传感器,用于样品厚度的检测.给出输出功率与样品厚度、供电电流及供电频率的理论模型,采用生物地理学优化算法对参数进行多参量系统优化,找出最佳参量条件,与实验数据获得的最佳参量基本吻合.根据面型设计理论及高、低折射率交替镀膜技术制作顶角为20°、长45 mm、内表面反射率高达99％的光锥,实现了红外厚度检测中光线的聚集与准直,提高了光电探测器单位面积上接收的光能量,减少了在传统红外厚度检测中光学镜片结构复杂且成本高的不足.结果表明,实验结果与该模型边界条件基本吻合,通过高、低折射率交替镀膜技术实现了一次曲面光锥内表面反射率达99.45％,防止基底缓慢氧化引起的反射率衰减从而影响测量精度.     

考虑蒸发、溶解和生物降解效应的油粒子模型

针对油粒子模型仅考虑油粒子的随流输运、随机游走过程而忽略溢油风化作用的缺陷,对现有模型进行了修正,建立了考虑蒸发、溶解、生物降解效应的改进的油粒子模型。构造典型案例,对改进前、后油膜厚度预测结果进行了对比分析,结果表明,油膜厚度受溢油风化过程影响较为显著;对于不同规模的溢油量,改进前后油膜厚度差值随着溢油量的增加逐渐增大;对于相同规模的溢油量,改进前后预测厚度差值由中心向四周呈减小趋势。     

交流电路中的能量传输和转化

应用电磁学定律讨论了交流电路的元件-电阻、电感和电容中的能量的情况.指出了电阻能量的消耗来自于电阻外的电磁场,电磁能量的传输与电阻外的能流密度 S有关,电感和电容都不消耗能量,只与外界进行电磁能量的交换,并且与电磁能量的传输无关.从而对交流电路的电磁能量的传输和转化作了比较详细的描述.     

波浪作用下油脂冰内溢油行为物理模拟实验技术

为在实验室条件下研究波浪-油脂冰、波浪-油脂冰-溢油的相互作用,建立了与化学实验室相应水平量级的物理模拟实验技术.设计制作了微型波浪实验水槽,用化学实验室的振荡台作为动力源;水槽经过保温处理,能够在低温实验室使用;物理模拟水槽及测试设备等所使用的玻璃和塑料材料对溢油没有吸附.利用图像分析技术给出波浪要素.实验技术可控制油脂冰在波浪作用下总量保持不变.通过对系列实验结果分析,得到油脂冰制备温度条件以及波长、波高同振荡台传动臂调节孔位置、频率和水槽水深的关系,实现了对实验油脂冰厚度和波浪要素的控制.整套实验技术可以开展波浪、油脂冰与溢油相互作用的物理模拟.     

基于蒸发、溶解和生物降解效应的改进的油粒子模型

针对油粒子模型仅考虑油粒子的随流输运、随机游走过程而忽略溢油风化作用的缺陷,对现有模型进行了修正,建立了考虑蒸发、溶解、生物降解效应的改进的油粒子模型。构造典型案例,对改进前、后油膜厚度预测结果进行了对比分析,结果表明,油膜厚度受溢油风化过程影响较为显著;对于不同规模的溢油量,改进前后油膜厚度差值随着溢油量的增加逐渐增大;对于相同规模的溢油量,改进前后预测厚度差值由中心向四周呈减小趋势。     

一种高性能电磁超声传感器线圈背板及其优化设计

为提高电磁超声传感器换能效率,对电磁超声横波传感器的线圈背板进行了优化设计。首先通过实验方法研究了线圈背板厚度对超声信号的影响,然后通过有限元仿真软件对采用羰基铁粉作为线圈背板时的磁场分布进行了仿真,最后通过实验比较了线圈背板优化前后横波传感器的信噪比和提离距离。结果表明:电磁超声横波传感器中线圈背板的最佳厚度为1.5~2.0 mm;采用长度和宽度尺寸与线圈工作区域相同的羰基铁粉作为线圈背板能显著增加传感器工作区域的磁场强度;与采用非导磁性材料作为线圈背板相比,采用优化后的羰基铁粉背板可使传感器的信噪比增加约1倍,提离距离增加约1 mm。     

圆柱型谐振腔最大电磁能量耦合方法

利用微波谐振腔的谐振频率随腔内介质不同而变化这一特性可以实现液体、气体介电常数的精确测量,其中微波谐振腔与外波导的能量耦合程度将直接影响整个测试系统的性能和精度.根据电磁波在波导中的传播特性建立微波谐振腔的耦合模型.通过对谐振腔的耦合孔和波导耦合面电磁能量的仿真与分析,选择最佳匹配连接方式,使谐振腔有最大的电磁能量输出.仿真实验证明,连接波导中心与谐振腔耦合孔中心重合处不是电磁能量最大耦合位置,只有连接波导中心偏离谐振器耦合孔中心一定位置才能得到电磁能量的最大耦合.     

基于传感器阵列的油品分层系统的研究与设计

针对目前油品含水率测量存在的油污的问题,设计了6电极电容传感器阵列,以此来解决单个或少量传感器探头易被油污污染,严重影响决策判断的问题.针对电路中漏电流问题进行了电路的改进,采用D触发器来控制两个互补时序的开关,比单纯用非门的方法能减少大概几十纳秒的电荷泄漏时间,能较好的改善漏电流的问题.设计了基于PC机WINDOWS操作系统的实验数据采集与分析系统,试验证明所设计的传感器阵列与数据采集系统能够达到预期的简单液体层次分离的效果.     

介电常数法在墙体水管探测中的应用

文中利用水与建筑材料介电常数差异很大的特点,设计了一款电容传感器用于墙体水管探测.基于空间静态电场的拉普拉斯方程建立了电容传感器的探测模型,通过松弛迭代进行解算,得到了传感器输出电容随被测水管位置的变化规律.文中还基于脉宽调制法设计电容传感器的测量电路,并利用模糊PID控制单元调节电路激励电压,以保证测量电路快速进入工作状态.针对该传感单元,设计了墙体中水管的中心检测算法.测量结果表明,PID控制单元可以迅速、准确地完成测量电路激励电压调节,以使传感器适应不同的工作环境,系统能在120mm厚度墙体内完成水管探测,并在70mm厚度墙体内可以完成中心定位.     

渤海原油码头溢油漂移扩散的数值模拟

应用三维河口海岸海洋数值模式,加入油膜漂移扩散模块,研究渤海东海岸、仙人岛以北营口市以南的30万t级原油码头溢油事故发生后油膜面积、厚度的变化和漂移轨迹.计算结果表明,在静风情况下,落潮期间油膜随落潮流向西南方向漂移,面积扩大,厚度减小,港区未受油污的影响;涨潮期间油膜受北导堤的阻挡,部分油污留在港区.油膜轨迹随落潮流和涨潮流来回振荡,因扩散作用,在往复漂移过程中厚度变小,面积增大.风速风向的变化对油膜漂移轨迹和港区污染程度影响十分明显.     

L(0,2)模态在管道内壁附着物测厚中的应用

管道内壁附着物厚度的状况,是工业生产安全性评价的一项重要指标.以有机热载体炉为例,其管道内壁的积碳层极易造成加热炉管的某些部位局部过热,导致爆管发生,造成人员伤亡.本文分析L(0,2)模态在双层管道中的传播特性后提出,利用110k Hz下L(0,2)模态导波的群速度随管道内壁附着物厚度增长单调减小的特性,无损定量地检测外径57mm,壁厚3.5mm管道的内壁均匀附着物的厚度.随后建立了管道内壁附着物厚度定量检测系统,利用中心频率为110k Hz的压电斜探头以非对称加载的方式对内壁附着有0、1、1.5、2和2.5mm均匀模拟积碳的管道试样进行了35组实验研究.实验结果表明,L(0,2)模态群速度的实验值与理论值的总体变化趋势保持了一致.利用本方法可以定量检测管道内壁附着物的厚度,对安放空间狭小、无法沿管道周向布置阵列传感器的工业管道的检测具有很好的实用意义,并且对于后续的探头开发具有指导意义.     

基于MSP430和CPLD的冰层厚度检测系统设计

基于空气、冰与水的物理特性差异对冰层厚度进行检测是近几年提出的一种新的冰厚检测理论与方法,其关键技术之一是新型冰层厚度传感器的设计与制作.新仪器以MSP430单片机作为数据处理核心,采用CPLD对单片机I/O口进行扩展,研制出了具有极低功耗和结构一体化等特点的新型冰层厚度传感器.     

脉冲远场涡流检测中磁场抑制技术研究

通过传感器结构的合理设计,脉冲远场涡流可用于飞机机身非磁性金属结构中缺陷的检测,但是,传统远场涡流信号微弱,检测灵敏度不高,因此,如何实现对远场涡流的磁场抑制与信号增强,从而改进和提高其检测能力是一个关键问题。本文从抑制远场涡流磁场直接耦合分量的角度出发,仿真设计了带有不同屏蔽结构的传感器模型,分析了不同材料的屏蔽效果,比较了不同模型的缺陷检测灵敏度以及对大厚度平板的检测能力。研究结果表明,基于高导磁材料屏蔽盘的连通磁路传感器对直接耦合分量具有较好的抑制作用,可以缩短过渡区,拉近激励与检测线圈间的距离,提高缺陷的检测灵敏度,其对非磁性平板的检测厚度可扩展至25mm。