基于单片机的三元注入泵实时检测系统开发

采用单片机开发了用于三次采油的多功能三元注入泵综合参数检测系统。该系统适用于注入泵的工况现场,可用来分别测量聚合物、碱、表活剂三个注入泵的输入有功功率、入口压力和出口压力,并通过软件计算测得流量、偏差等主要性能参数,测量的结果通过上位机进行显示、数据存储和打印输出。该系统具有实时性好、操作方便、检测数据多、精度高等特点,在大庆油田获得了应用。     

基于单片机的三元注入泵实时检测系统开发

采用单片机开发了用于三次采油的多功能三元注入泵综合参数检测系统.该系统适用于注入泵的工况现场,可用来分别测量聚合物、碱、表活剂三个注入泵的输入有功功率、入口压力和出口压力,并通过软件计算测得流量、偏差等主要性能参数,测量的结果通过上位机进行显示、数据存储和打印输出.该系统具有实时性好、操作方便、检测数据多、精度高等特点,在大庆油田获得了应用.     

齿轮参数激光周扫系统检测精度分析

针对齿轮参数激光周扫检测系统精度分析问题，应用拓扑分析方法与多体运动学理论建立了齿轮测量数学模型，把误差分析问题转化为坐标系变换问题，解决了通过传统的误差传递方法难以探究高复杂度系统检测精度的难题；通过数值仿真分别分析了12个单项误差源对该系统检测精度的影响，综合误差计算表明：基于目前的转台制造精度和激光检测水平，该系统检测精度可达0.003mm。     

双目视觉法测量接触线几何参数的图像处理方法研究

给出一种通过图像处理实现接触线几何参数测量的双目视觉方法。该方法无需激光辅助照明指引,通过对双目视觉系统中两相机采集的图像进行区域框选和平滑去噪,有效减小图像噪声和视场中承力索的干扰;利用亚像素边缘检测和最小二乘法对接触线的图像边缘进行直线拟合,提高了被测点在两相机中成像点位置的计算精度,从而提高了接触线几何参数的测量精度。测量实验表明,导高和拉出值的测量精度分别达到±4mm和±2mm,为接触线几何参数的快速高精度测量提供了一种切实可行的方案。     

数据融合技术在车辆动态称重系统中的应用

为了提高车辆动态称重的抗干扰能力,设计了包含压力传感器和加速度传感器的称重板,并依据此系统的结构和特点,提出了三种数据融合计算方法:同一传感器多测量周期的数据融合、同类传感器的多传感器数据融合和异类传感器数据融合,以保证参数检测的可靠性和准确性。试验证明,该系统的测量精度较高,并能满足系统的实时性要求。     

多点动位移数字图像相关法光测技术研究

动位移测量在诸多工程领域中有着大量需求,针对现有各种测量技术仍然存在着效率低、精度差、成本高等局限性。基于数字图像相关(digital image correlation, DIC)原理,建立了一套多点动位移高精度光测技术及系统。首先设计了一种基于同心圆的靶标专用图案,用于测点的自动识别及图像的自动标定,并通过对硬件配套软件SDK(software development kit)的二次开发,构建形成了可同时适用于无线和有线工业相机的硬件架构,最终开发形成多点动位移DIC光测软件系统。采用3等精度量块对该系统进行精度校准试验,结果表明该系统测量精度为0.01 mm,系统基本误差为0.05%,灵敏度为0.2%。进一步开展典型应用场景测试,发现该系统在低频振动测量时具备与高精度激光位移传感器相当的精度,而对于高频振动场景,采用高频率相机也可实现动位移高精度实时测量。可见该系统与激光位移传感器等相比有显著优势,可在实验室测量、工程现场测试等场景中推广应用。     

基于四目立体视觉的智轨电车参数测量方法与系统

为解决当前智轨电车参数测量受限于车身过长、测量精度及效率等问题,通过一种基于四目视觉的立体视觉参数测量方法,研发了一套智轨电车参数测量方法与系统。基于空间向量定义车身平面、车轮转动角、铰接盘夹角及其零度,建立相关角度的视觉测量模型;研究合作标识识别及优化的高精度算法,实现角度精密测量;研发基于client-server(C/S)架构的智轨电车参数测量系统,实现角度快速测量。将参数测量系统应用于中车相应车辆标定中,结果表明该方法快速有效,车轮转向角测量精度优于±0.1°,铰接盘夹角测量精度优于±0.05°,为智轨电车参数的测量提供了一种大视野、高精度、高效率的检测方法。     

基于光学自由曲面的三维位移测量系统

针对数控机床、多轴位移台等多轴系统位移检测中存在的检测方法复杂、测量费用高等问题,利用光学自由曲面具有极大的设计自由度,可简化系统结构、提高系统性能的特点,设计开发了一种基于光学自由曲面的非接触式三维位移测量系统,用于普通机床、多轴位移台等多轴系统位移精度检测.通过设计光学自由曲面基准件,搭建实验平台,建立测量系统的数学模型,完成了测量系统的标定实验、测量系统精度验证实验和三维位移测量实验.结果表明,该测量系统精度达2.8,μm,可用于多轴系统的位移检测.     

高精度凝胶物理特性分析系统研究

针对目前化学凝胶物理特性测量多采用接触式测量方法,操作复杂且设备昂贵的实际问题,研究了一种基于图像处理的非接触式凝胶物理特性分析仪。通过毛细管模拟凝胶在岩石孔隙中的流动状态,利用高清摄像及光学显微放大镜获得凝胶在压力作用下在毛细管中的流动图像;通过OTSU阈值分割法和Sobel边缘检测算子对其表面张力曲线进行分割及边缘提取,在此基础上使用最小二乘椭圆拟合方法对表面张力曲线进行完整性拟合;最后提出用曲率中心确定参数Δl的算法,准确计算凝胶的物理特性。油田实际4个批次凝胶的物理特性测试结果表明,本文所设计的物理特性分析系统可以准确地获得凝胶实际物理特性,与传统接触式物理特性测量分析仪相比,该测量系统避免了操作复杂的问题且测量精度明显提升,平均相对误差仅为1.58%,满足工程应用中的精度要求。     

汽车电控液压制动系统动力学建模及性能研究

为提高估计电控液压制动系统的压力估计精度,针对其工作特性提出一种基于粒子群优化的UKF算法的汽车电控液压制动系统动力学建模方法.该算法根据液压制动系统的工作特性将压力估计问题转化为多维参数优化的问题,应用UKF对汽车电控液压制动系统进行压力估计,根据该液压系统的强非线性及时变系统特性引入液压系统指数参数,压力变化参数差,及测量轮缸压力作为状态量,引入粒子群算法根据目标函数,对UKF中的参数及观测噪声,过程噪声进行迭代寻优.实验数据对比,验证该算法参数估计的精确性及实时性.研究结果对液压制动系统以及整个液压系统的研究都具有指导意义.     

斜拉索动位移实时测定方法研究和系统开发

基于单相机多测点动位移测定技术,建立斜拉索动位移实时测定方法.基于Lab VIEW程序开发平台,编制单相机测定多测点动位移的程序,开发斜拉索动位移实时测定系统.通过与激光位移计进行室内试验比较,验证该测定方法的有效性、多目标测定的实用性和测定结果的准确性,并讨论相机拍摄角度对于测量精度的影响.利用单相机多测点动位移测定系统对泉州晋江大桥的拉索动位移进行实桥测量,验证了该测定方法应用于实桥测试的可行性和有效性.     

基于多源介质材料信息的防护工程参数模型组件

为解决多源介质材料信息集成和服务的语义异构问题,设计并实现了一种防护工程介质材料参数模型组件。围绕防护工程易损特征与防护性能的交互博弈,阐述了防护工程结构特征及介质材料的抗压、抗拉、抗弯、抗震、抗高温等参数信息内涵,以适应防护工程实体及其抗毁仿真模型为前置条件,应用了多源信息集成方法,给出了多源介质材料参数语义适应性约束规则,建立了防护工程介质材料参数模型功能框架,提出了介质材料参数模型的XML表达结构,实现多源介质材料参数信息的规范编码和逻辑关联表示;研制基于窗体界面线程设计的防护工程介质材料参数模型组件原型,构建以知识和信息为基础的介质材料集成化数据环境和管理应用平台。以震塌系数组件为例,给出了防护工程实体模型介质参数的选择、部署以及交互操作步骤,验证了组件系统的良好交互性,为有效设计防护工程实体模型提供了数据支持。     

桥梁结构温度场测点布置方法

目的分析既有桥梁温度场测点布置存在的问题和缺点,提出桥梁结构温度场测点布置方法,为提高桥梁结构温度场的测量精度和效率提供参考.方法为合理优化桥梁结构的温度场测点布置,提出了太阳辐射影响深度的概念.基于切比雪夫数值拟合方法分析太阳辐射影响深度范围内的温度测点布置间距.从温度传感器测点布置深度、间距、温度测量时机角度对既有桥梁结构温度场测点布置方法及测试结果进行对比分析.结果混凝土桥梁的太阳辐射影响深度可取0.5 m;采用非等间距的温度场测点布置方法能够得到较为合理的竖向温度曲线;合理选择测量时机能够有效提高测量效率.结论总结并绘制了T型截面梁、单箱单室箱梁、单箱多室箱梁、钢管混凝土结构和箱型墩的温度场测点布置图,该布置方法可为后续温度场测量工作的测点布置和测量时机的选择提供参考.     

无缝钢管直线度视觉准直在线实时测量系统

利用视觉准直技术研制一套无缝钢管直线度在线实时涮联直线度视觉准直测量的数学模型;根据实验装置的精度实验估计测量系统的测量分辨率与精度,证明了该测量系统的可行性,该测量 仅可在线实时测量直线误差,还可检测同轴度等几保参数的加工误差与安装误差。     

多测点无损检测法评估古建木材抗弯强度

为了提高无损检测手段预测古建木材抗弯强度的精度,用应力波仪和阻力仪对藏青杨旧材抗弯试样进行了多测点无损检测,通过对比试样抗弯强度,分析了无损指标与木材抗弯强度的相关性,讨论了测试手段、测点位置、测点数量对相关系数的影响,以及多参数时预测模型的最优自变量组合.结果 表明:增加测点数量可提高无损指标与木材抗弯强度的相关系数;当自变量较多时,逐步回归法适合应用于确定最优自变量组合,同时避免自变量共线性问题;相较于一元线性模型,使用最优自变量组合确定的多元线性模型可使无损指标与抗弯强度的相关系数和校正决定系数分别提高20.54％和42.92％,表明多测点无损检测法可以有效提高木材抗弯强度预测的准确性.     

分布参数系统参数辨识的最佳测量位置

许多有关集中参数系统参数辨识的方法经改造后可推广到分布参数系统中,但其涉及的问题复杂,其中传感器的测量位置则是分布参数系统参数辨识过程的特有问题,它对分布参数系统的参数辨识精度有着很大的影响.从受噪声干扰的不同位置传感器检测值出发,构造了分布参数系统的信息矩阵,提出了一种基于信息矩阵行列式的优化算法,并采用D-最优试验设计准则优化传感器的位置配置,得到了分布参数系统检测传感器的最佳测量位置,同时保证了系统的参数辨识精度.仿真结果表明,该方法对于分布参数系统的输出和状态检测传感器位置的选择具有参考价值.     

高通量、多组分表面等离子体谐振生化分析系统研究

基于表面等离子体谐振(surface plasmon resonance,SPR)原理,利用图像分析技术和自动进样技术,研制成一种新型高通量、多组分图像SPR生化分析系统;对微阵列SPR敏感芯片进行动态检测,实现高通量、多参数、多组分快速检测和定量分析．以15单元的阵列芯片为例,对兔IgG和人IgG分别与羊抗兔IgG和羊抗人IgG的免疫结合反应进行了实验检测．结果表明,该分析系统可进行实时高通量、多参数检测,具有灵敏度高、免标记等优点,而且阵列芯片中所设置的参比单元可以消除溶液本体折射率和温度变化的影响,提高了测量精度和准确性;另外芯片可以再生重复使用,降低了测试成本．     

柴油机运行状态监测信息获取试验研究

探讨了柴油机在不解体的前提下,对其运行状态及工作性能进行动态监测的可能性．并对监测系统的实现进行了较为详细的讨论．指出在状态监测信息获取过程中,除了需考虑测试系统的精度外,还必须注意三方面的问题：检测参数、测量位置以及采样频率的确定．在解决这些问题的基础上,完成了多传感器动态监测系统的建立和相应的系统硬件配置．通过对供油系统正常工况与出油阀密封锥面磨损、喷油器针阀磨损、喷油器针阀卡住、喷油压力改变、供油提前角变化、供油量变化及高压油管接头处漏油等十种故障状态下燃油压力波形的监测结果分析,以及对模拟的气门故障、缸套磨损、曲柄连杆机构等故障状态下的机体外围表面振动监测结果的分析,表明该多传感器系统能有效地对柴油机运行状态及工作性能进行动态监测,并为柴油机运行状态监测与故障诊断形成集成与融合的智能诊断提供了依据．     

线阵CCD传感器构成的高精度尺寸检测系统

介绍了线阵CCD传感器的工作原理、器件选择及参数确定、线阵CCD构成高精度尺寸检测系统的组成及其光学系统设计。提出了采用高速CCD视频数据采集电路、带阈值与积分反馈的二值检测电路及数字图像处理技术等措施来提高CCD检测系统测量精度的方法;并给出了应用高分辨率线阵CCD构成微机辊形检测系统的应用实例。实验结果表明,该系统具有较高的检测精度。     

基于环形光切法的复杂深孔图像检测

针对膛线炮身管提出了一种基于环形光切的图像检测方法。该方法利用环形激光束照射到深孔内膛表面上形成的环形光斑图像进行检测。通过对环形光斑亮度极值线的亚像素提取、缺陷点剔除、数据分离、参数回归和系统标定,实现了截面形廓和尺寸的检测;通过多个截面形廓数据,实现了深孔内膛形貌的检测。在对直径为130mm的膛线炮身管的检测中,该方法的单点轮廓测量精度达到了0.1mm,满足了身管质量控制和使用维护所需要的测量精度要求。