磁传感器在航海上的应用

针对磁传感器技术发展中存在的问题,论述了霍尔罗经、磁通门罗经、磁阻罗经和巨磁电阻罗经的基本原理、工作特点及其在航海上的应用.并基于巨磁电阻传感器工作原理,结合微处理机技术,研制了可在船上应用的巨磁电阻罗经,在航海上有广阔的应用前景.     

基于磁致伸缩效应的管道检测纵向导波模型

基于铁磁性材料在磁场作用下具有的磁、力学特性，推导了磁致伸缩无损检测技术在管道中检测导波模型．在静态偏置磁场和通过传感器激励线圈交变电流形成的交变磁场作用下，管道中产生弹性导波，由弹性导波运动方程，推导其位移表达式，由位移求出应变．根据逆磁致伸缩效应，应变导致磁感应强度的变化，其变化引起穿过接收线圈磁通量的改变从而推导出感应电压表达式．由此建立了作用在激励传感器线圈上的电流与接收传感器输出电压之间的定量关系，为磁致伸缩效应用于无损检测提供了检测理论和技术手段．     

钢丝绳金属截面积损失型损伤检测传感器设计及仿真分析

为了开发一种能够精确定量检测钢丝绳金属截面积损失(LMA)型损伤的传感器,根据主磁通量检测原理,分别对传感器主磁回路、励磁结构、检测元件和信号处理部分进行设计,得到以感应线圈作为检测元件的钢丝绳LMA型损伤检测传感器;通过理论计算对模型可行性进行验证,并使用MATLAB软件对3种直径待测钢丝绳分别进行仿真分析,得到钢丝绳中磁通量与截面积损伤量之间的一般联系。结果表明:钢丝绳缺陷使钢丝绳中的主磁通量减少,磁通量变化情况与损伤程度基本呈线性关系;当待测钢丝绳直径为16～22 mm时,直径越大,则磁通量相对于损伤程度的变化程度越大,线性度越差。     

物联网关键技术及其应用研究

研究了物联网关键技术及其应用。对物联网技术体系及应用领域进行了系统介绍,在此基础上,对嵌入式可编程RFID技术、传感器与探测技术、认知计算与智能控制技术、网络融合技术、纳米技术等关键技术进行了具体研究;详细分析了物联网技术在智能社区、智能交通、精细农业等领域上的应用,并对存在的问题进行了讨论;对物联网研究进行了总结并对其未来进行了展望。     

管线钢磁力耦合效应及在线无损应力检测

天然气管道服役期内的载荷变异、介质侵蚀、环境变化等诱发的集中应力使管道强度接近甚至超过设计值,形成安全隐患,而现有的检测手段很难实现在线无损应力检测。结合铁磁材料磁力学机理,开展了X80管线钢的磁力耦合效应微观特性试验研究,探讨了应力引起磁畴结构变化的机理。以X80管线钢圆棒试样为研究对象,设计了基于磁力耦合效应的在线无损应力检测装置,提出了X80管线钢磁力耦合效应应力检测的理论基础及应用方法,并对试验数据进行了分析。结果表明:①在单向拉/压应力作用下,管线钢试样应力变化诱发磁畴结构的改变,从而使受拉方向上的磁化强度增大,使受压方向的磁化强度减小;②恒定加载速率下,在弹性变形阶段,X80管线钢圆棒试样的拉/压应力与通过其截面的感应磁通量之间基本呈现线性关系;③试验得出的X80管线钢试样各种工况的感应磁通量-应力关系吻合较好,精度能满足工程要求。基于管线钢的磁力耦合效应,以感应磁通量为参量建立的磁力本构模型能准确地反映服役管道应力变化,为在线无损应力检测提供了新方法。     

基于PGMA磁微球的纳米机械免疫传感器的片上磁分离

应用具有磁性和抗体双重靶向功能的聚甲基丙烯酸环氧丙酯磁微球,设计出新型微悬臂梁式免疫传感器,借助微平面电感线圈,实现在液相环境中,加电流时磁微球吸附,去电流时磁性微球解析并重新分布,解决传统微悬臂梁式免疫传感器的不足．着重研究片上磁分离机理,梁上微电感线圈结构,微磁场对磁微球的吸引,设计并优化出满足新型微悬臂梁式免疫传感器所需线长200μm、宽10μm、线间距厚10μm、1μm的钛金材料蛇形微平面电感线圈．通过生物磁分离实验,验证了设计及优化的结果,实现了用于生物分子分离的片上磁分离技术．     

基于增量部署的无线传感器网络目标跟踪方法研究

目的基于无线传感器网络(wireless sensor network,WSN)进行运动目标定位和跟踪问题研究。方法利用双曲线交汇法建立无线传感器网络目标定位的数学模型,并在此基础之上提出一种基于增量部署的方法对运动目标进行定位和跟踪。结果与结论仿真结果显示该方法能够有效地对目标进行跟踪定位。此外,通过仿真发现了基于此方法的无线传感器网络所需的传感器数量与目标的运动状态、传感器节点的投放距离以及角度等之间的关系。     

生物传感器

简述了生物传感器尤其是微生物传感器近年来在发酵工业及环境监测领域中的研究与应用,对其发展前景及市场化作了预测及展望。生物传感器专一性好、易操作、设备简单、测量快速准确、适用范围广。随着固定化技术的发展,生物传感器在市场上具有极强的竞争力。     

光纤光栅测力环的应用

基于光纤光栅的传感原理及波分复用特性,开发了一种带温度补偿的测力装置——光纤光栅测力环．它是一种由40Cr材料制成的环状弹性体,其表面安装了多个光纤光栅传感器,主要用于锚索的索力监测．当外力作用在弹性体上时,弹形体产生形变,传感光栅的中心波长发生漂移,测出波长漂移量,就可测出外力即索力的大小．这种测力环已在武汉阳逻大桥上得到应用,结果表明：它能自动消除温度对测量的干扰,具有很高的测量精度,长期稳定性好,安装使用方便,是一种适合索力监测的工具．     

780 MHz物联网开发平台的设计与实现

利用射频技术、嵌入式技术和无线网络技术,设计了一种基于780 MHz频段的物联网（Internet of Things,IoT）开发平台。对平台的无线收发模块,传感器测量模块,嵌入式网关核心模块及各个功能模块进行了详细介绍。平台集成了6LoWPAN协议栈,在思科系统中国研发中心（CISCO）通过了端到端的全IPv6测试,实现了无线传感网 (wireless sensor network,WSN)与3G网络的互联。利用平台能够方便地开发智能家居、环境监测,智能交通等应用系统。     

缆绳张力无线监测系统

该系统是为实时监测柔性元件受力、确保施工安全而研制.系统包括三部分:顶推式张力测定器采取液压顶推技术,通过力的三角平衡来监测缆绳受力,它主要用于初值测量和标定;容栅式张力传感器采用先进的容栅技术测量缆绳受力下的形变,根据虎克定律换算缆绳张力值,它精度高、可靠性好,可实时测量;无线传输与显示装置采用先进的无线技术,将测量数据传输至控制室,达到远程实时监测的目的,确保施工安全.经实践验证,该系统方便、准确、可靠、功耗低、具有良好的应用前景.     

EM技术处理废水的研究进展

评述了EM技术在废水处理中的应用状况及国内外研究现状，介绍了EM技术运行机能及在各类废水中的应用并对其今后的发展趋势进行了阐述。     

Optical Fiber Grating Sensor for Force Measurement of Anchor Cable

The development of the sensor suitable for measuring large load stress to the anchor cable becomes an important task in bridge construction and maintenance. Therefore, a new type of optical fiber sensor was developed in the laboratory - optical fiber grating sensor for force measurement of anchor cable （OFBFMAC）. No similar report about this kind of sensor has been found up to now in China and other countries. This sensor is proved to be an effective way of monitoring in processes of anchor cable installation, cable cutting, cable force regulation, etc, with the accurate and repeatable measuring results. Its successful application in the tie bar cable force safety monitoring for Wuhan Qingchuan bridge is a new exploration of optical fiber grating sensing technology in bridge tie bar monitoring system.     

液体表面张力系数的测定

利用电感式力传感器测量微小的拉力,改变了传统的测量微小拉力的方法,实现了非电量的电测,进一步可以测定液体的表面张力系数.本实验方法简便易行,直观明了,既提高了实验的准确度,又有助于对物理概念的理解。     

力敏传感器的实验探究

阐述了力敏传感器的原理,并利用力敏传感器测量了水的表面张力系数、固体和液体的密度,测量的灵敏度高,稳定性好,并可用数字信号显示,实现了非电量电测,对力敏传感器的实验研究有一定的参考作用.     

用力敏传感器测定液体的表面张力系数

采用力敏传感器测量液体的表面张力系数的新方法,可以提高测量的精确度和稳定性,具有实用性和推广价值。     

基于虚拟仪器Labwindows/CVI的拉压式微力测试系统设计

致灾农业昆虫捕集滑板仿生研制过程中需要测试昆虫附着系统在材料表面产生的附着力、摩擦力、剪切力等,为满足对毫牛尺度微力的测试需求,研制了拉压式微力测试系统。该系统硬件部分包括测力传感器、配合测力传感器实现微力测试功能的机械机构、传感器输出信号调理模块与能够完成A/D转换的数据采集卡,基于虚拟仪器Labwindows/CVI编写了系统的数据处理与界面显示程序。调试运行结果表明设计的拉压式微力测试系统能够准确采集昆虫附着系统产生的毫牛尺度微力,并能在显示界面实时、直观地显示,以及能够实现昆虫微力轨迹图和数据组的保存。拉压式微力测试系统的测试精度可达0.1mN,测试量程范围最大为3.0N,完全能够满足致灾农业昆虫捕集滑板仿生研制过程中对毫牛尺度微力的测试需求。     

倾角传感器的智能化实现

介绍了智能传感器的原理和基本功能、倾角传感器的用途以及所设计的液体摆电容式倾角传感器的原理,通过非线性校正、自校零与自校准和温度补偿等途径,倾角传感器实现了智能传感器的基本功能,更好地满足了设计的各项技术参数和其它要求,最后给出了倾角传感器实现智能化的流程图.随着科学技术的发展,智能传感器将会在越来越多的领域充当重要角色,是未来传感器技术发展的主要方向.     

传感器技术的科学发展及哲学思考

简单介绍了传感器技术的发展历史,对传感技术与现代科技相结合的前景进行了展望,特别详细地阐述了智能传感器在汽车智能控制及安全保障设施中的应用及无线传感器网络的发展。通过与国外传感技术相比,分析了我国传感器技术发展的不足之处。最后讨论了传感器技术的发展所带来的影响和传感器技术发展中的哲学问题。     

先进传感器材料及其应用研究

传感器材料是传感器技术的基础,新材料的开发及应用促进了新型传感器的发展。文章扼要阐述了导电复合材料、纳米金属材料、碳纳米管材料等先进传感器材料在复合式柔性触觉传感器、电化学生物传感器、半导体气敏元件传感器中的应用。