钢丝绳缺陷检测励磁结构尺寸设计

由钢丝绳缺陷类型的性质设计出钢丝绳无损检测励磁结构模型,根据磁化强度对局部缺陷型(LF)和截面积损失型(LMA)缺陷信号的影响选择钢丝绳需要磁化的磁化强度,并以钢丝绳能否磁化到一定的磁化强度作为励磁结构设计合理性的一个依据;根据励磁结构磁化回路等效模型,通过励磁结构尺寸参数设计及理论计算,分析励磁结构尺寸变化对励磁的影响,得出励磁结构的理论计算尺寸,利用得出的励磁结构尺寸进行ANSYS有限元仿真,理论计算尺寸仿真结果与钢丝绳应磁化的磁化强度有一定的差距,通过调节关键尺寸参数可以使钢丝绳达到需要的磁化强度,并以最后的尺寸作为励磁结构尺寸的设计依据.     

钢丝绳截面损耗探伤传感器的研制

本文依据钢丝绳截面损耗缺陷的电磁无损检测原理,在实验的基础上,讨论了Hall元件在获取磁路主磁通变化信号中的特点,探讨了提高探伤精度的技术措施,并据此研制了采用多个Hall元件组合探伤的钢丝绳截面损耗电磁无损探伤传感器.     

钢丝绳在线测长仪的研制

介绍了一种运用磁检测技术,对钢丝绳生产现场进行在线、高速、高精度测长的方法。深入分析了钢丝绳的剩磁特性,以及励磁磁隙、钢丝绳运动速度与检测精度之间的关系;对励磁模块、剩磁传感器和检测电路的设计以及数字滤波、漏检监测、误差计算等进行了详细说明。     

基于恒电流源的电阻式气敏传感器检测系统

为保证电阻式气敏元件的高精度检测,设计了一种基于恒流源的气体浓度检测系统。该系统利用恒电流源,使传感元件电阻与电压变化呈线性关系,以提高气敏元件阻值随
气体浓度变化的准确度。恒电流源包括基准稳压电源、电流负反馈电路、稳压二极管和待测气敏元件。经过参数整定,其测电阻范围可达0～1 000 kΩ,平均测量误差小于0.027 2%。利用SnO2传感器检测浓度为0～2 05357 mg/m³的乙醇气体,测量出传感器电阻随浓度增加呈e指数下降趋势,系统最大测量误差小于±1.5%。     

双微流体通道光子晶体光纤传感器分析

利用有限元法对基于双微流体通道光子晶体光纤传感器进行分析．数值模拟了当微流体通道的直径、待测液体折射率、金属纳米薄膜厚度不同时传感器的参数变化特性．结果表明,不同参数的传感器所表现出来的吸收特性各不相同,且表面等离子体共振的激发对待测液体折射率非常敏感．用两种方法分别得出该传感器的灵敏度及分辨率,研究结果为光子晶体光纤传感器的设计和实际操作提供了理论依据．     

电子鼻研究进展及在中国白酒检测的应用

基于传感器技术、信号处理技术和模式识别技术发展起来的电子鼻技术是过去二十年中发展最为迅速的气相分析和气体检测技术之一,它已逐渐在生物医学、环境监测、农业生产、食品检测等多个领域得到应用.电子鼻是利用对待测气体具有交叉敏感性的传感器阵列将待测气体中的混杂气味组分信息转化为与时间、成分、浓度或含量相关的可测物理信号组,利用信号采集系统输出含有待测气体特征信息的数字信号,通过模式识别系统分析数字信号得到待测气体综合气味信息和隐含特征,实现对待测气体快速、系统、准确的鉴别和分析.本文综述了电子鼻技术中的传感器技术和模式识别技术及在中国白酒品牌鉴定、风味识别、酒龄检测方面的最新研究进展;以聚合物石英压电传感器型电子鼻为例,阐明该电子鼻的技术方案及其在中国白酒检测中的应用;展望电子鼻未来研究方向.     

带缺陷钢丝绳拉伸力-磁耦合数值模拟

金属磁记忆作为一种新兴的钢丝绳无损检测技术,可对钢丝绳应力集中及缺陷部位进行定位,但对其应力状态及损伤程度的量化关系研究不足。为探究带缺陷钢丝绳拉伸状态下应力与金属磁记忆信号之间的联系规律,将缺陷诱发的钢丝绳损伤判别视为钢丝绳应力变化导致磁记忆信号改变的问题。基于磁机械效应及力磁耦合理论,考虑弹性阶段及塑性阶段磁特性参数(磁导率、矫顽力)随铁磁构件应力变化的不同规律,创新性地提出考虑磁导率和矫顽力影响的力-磁耦合修正模型。采用ANSYS有限元模拟软件,对带缺陷的1×7型单股钢丝绳进行静力场计算和环境磁场共同作用下的三维静磁场计算,利用力-磁耦合修正模型对两种物理场进行力-磁耦合。通过与试验结果进行对比分析,发现改进的模型可以较好地分析钢丝绳的力-磁耦合模拟问题,为以数值模拟为手段的钢丝绳拉伸应力与损伤量化关系研究方法奠定了基础。     

液压系统中差动螺线管式电感传感器测量电路设计及应用

为实现液压阀开口位置的精准测量,针对两线圈和三线圈的差动螺线管式电感位移传感器设计了两种不同传感器测量电路,实验比较其静、动态性能的优劣;并且对基于AD698的外围测量电路进行改进,从而提高位移检测的灵敏度。比较两种传感器的静态输出特性;在Valvistor型液压插装阀系统中采用AD698测量电路实时检测。当系统压力相同时,阀开口大小对传感器测量电路响应速度的影响;且系统压力越大阀动态响应速度越快,同时检测了主阀位移量与流量的关系。     

平行磁化NdFeB钢丝绳无损检测仪开发

针对径向磁化半环磁铁钢丝绳无损检测仪,难以实现理想的径向磁化进而导致的钢丝绳缺陷检测灵敏度低等问题,采用漏磁原理开发了一种基于平行磁化NdFeB磁体段的新型钢丝绳无损检测仪,并对其检测效果进行评价实验分析。首先,利用自制夹具对32段等弧形NdFeB永磁铁进行组装,并完成无损检测仪结构的设计与装配;然后,基于新型钢丝绳无损检测装置设计了传统的钢丝绳漏磁信号检测系统;最后,运用BP神经网络进一步提升传统系统对钢丝绳损伤的检测效果。结果表明:新型无损检测仪在钢丝绳受损处能检测到强烈的漏磁信号,此外运用BP神经网络后断丝数量和位置检测精度分别提升了31.5%和22.4%,该检测仪器的有效性和灵敏性。     

基于霍夫变换的提升钢丝绳平面横向振动检测方法

为解决移动钢丝绳横向振动位移难以检测的问题,提出一种应用霍夫变换算法的提升钢丝绳平面横向振动检测方法.根据钢丝绳在图像中主要以直线形式呈现的特征,首先,对待检测的初始静态图像分别进行图像二值化、细化、膨胀及降噪处理,应用霍夫变换算法提取图像中的直线并编号;其次,根据霍夫变换处理结果,提出一种准确获得直线上待测点的处理方...     

基于压电陶瓷的固井水泥石损伤检测

固井水泥的裂缝损伤检测对于油气钻井井壁稳定性具有重要实际意义。基于压电陶瓷传感器的主动感应法,对固井水泥石进行裂缝损伤检测,获得裂缝深度及数量变化对传感器所接收信号值的影响,通过小波包能量分析得到时域信号图及小波包能量图,计算并分析其损伤指标。结合单轴试验对裂缝性固井水泥石进行轴压并分析其强度,且对裂缝深度与强度及损伤指标进行函数拟合。结果表明,传感器所接收的信号值及轴压强度随固井水泥石损伤程度的增大而减小,损伤指标能较好地反映其损伤程度。基于压电陶瓷传感器的主动感应法能够有效地检测并评价固井水泥石的损伤状况。     

基于C型弹簧管和光纤环的光纤压力传感器

设计了一种基于Ｃ型弹簧管和光纤环的光纤压力传感器,对Ｃ型弹簧管和光纤环进行了理论分析,建立了待测压力与光纤环微弯损耗的理论模型,并用实验测试方法验证了该理论模型的可靠性。通过理论分析和实验测试的方法,对光纤环的安装位置,光纤环的匝数和直径以及弹簧管的精度和量程进行了优化设计。     

电子电路故障诊断的神经网络数据融合算法

针对模拟电路故障元件诊断的不确定性问题,将BP网络引入数据融合之中,结合模糊集合论,构造－模糊神经网络故障分类器,并将其应用于电子电路故障诊断之中。通过测试电子电路中被诊断元件的工作温度和工作电压这2个物理量,求出两传感器对各待诊断元件的故障隶属度,利用模糊BP网络故障分类器进行数据融合,得到融合的各待诊断元件的故障隶属度,从而确定故障元件,并通过单传感器诊断结果与融合诊断结果比较,说明多传感器融合的优越性。     

基于Pareto磁性液体微压差传感器优化设计

设计并研究了一种量程可调式磁性液体微压差传感器。该传感器外壳为玻璃管,管内中间放置一个圆柱形永磁体,永磁体两端吸附磁性液体。两个环形永磁体固定在玻璃管内的两端,为中间永磁体提供回复力。转换元件采用霍尔元件,通过滑动支架可以改变霍尔元件的测量位置,进而实现多量程测量。对传感器各项性能参数进行了理论推导和有限元仿真分析,并基于Pareto最优解对各项参数进行了优化,结果表明优化后传感器的灵敏度和量程有所增大,而尺寸减小。对传感器在三种量程下的输出电压与待测压强关系进行了仿真和实验分析,求得传感器的灵敏度,最后对传感器的动态性能进行理论和仿真分析,结果表明优化后传感器的动态性能提升,验证了本设计的可行性。     

差动结构式光纤曲率传感器

设计了一种新颖的属于强度调制型的光纤曲率传感器,其传感部分采用了双光纤接收组的差动结构,信号解调电路部分主要由双对数放大器ADL5310和仪表放大器AD623构成。通过弹性简支梁中点处受力产生梁面弯曲来模拟待测曲面的曲率变化,对曲率理论与传感机制两方面进行了理论研究。此外,还完成了相应的实验测试,且结果表明该传感装置对曲率变化具有很高的线性响应度。由于该传感装置具有结构简单、成本低、灵敏度高等特点,因此可在曲率检测领域得到实际应用。     

磁通量索力传感器的研究进展

磁通量索力传感器(Elasto-Magnetic force sensor,EM sensor)作为一种非接触式测量的传感器,与其他索力传感器相比,具有长期稳定性与可靠性好、耐久性高、使用寿命长的突出优势,在预应力拉索的索力监测上应用广泛。本文对磁通量索力传感器的工作原理、发展脉络及研究热点进行阐述,对该技术工程应用的状况与面临的难题进行总结,并对传感器的技术发展趋势进行讨论与展望,以期为相关领域的研究人员在磁通量索力传感器应用及技术上的研究提供参考。     

上肢康复机器人绳驱动关节的设计与分析

针对绳驱动存在的弹性易滑动、误差易累积等问题,提出了一种"钢丝绳+齿形带"的广义驱动方式,将电动机加齿轮、减速器代表的传统刚性动力传递转化为柔性传递.计算得出了钢丝绳拉力大小;运用摩擦力补偿法分析钢丝绳与绳外软管之间的摩擦因数,得出钢丝绳摩擦力与负载的关系.将同一根钢丝绳与绳套的组合进行不同弯曲度的试验;改变钢丝绳在软管中的长度,并于末端施加负载;在固定板上安装钢丝绳,测量拉力及摩擦力的大小进而确定钢丝绳型号.应用ADAMS对绳驱动关节的钢丝绳进行仿真分析.结果表明:弯曲程度对钢丝绳摩擦力影响可忽略;钢丝绳摩擦力与其长度、负载大小都成正比;仿真验证了理论分析正确性.试验得到绳最大紧边压力为8 N,实际摩擦力7.6 N;钢丝绳选用304不锈钢,直径定为1.5 mm,最大承重25 kg.     

基于SPR的液体折射率检测研究

精确的折射率测量可以深入的了解介质微小的物理或者化学变化。提出一种基于Kretschmann棱镜结构的SPR折射率检测方法。首先利用Mathematica软件重点分析Kretschmann模型结构下待测样品折射率变化对表面等离子体共振吸收峰的影响,得到吸收峰随样品折射率的变化关系。在此基础上,构建Kretschmann模型并进行了酒精与水混合溶液的折射率测量。最后得出该方法能够有效检测到样品反射谱曲线,且与理论曲线趋势基本一致,在1.33~1.36折射率范围内检测的灵敏度可达86.88 deg/RIU。本研究方案对研制表面等离子体共振折射率传感器具有良好的价值。     

WL-TJ99晶体小力值传感器的设计与研究

现代科学技术的某些尖端领域,如大气工程、地下与水下工程、航天工程、生物力学与仿生学工程、超精加工与精密检测等等,迫切要求解决小力值的精确测量,尤其是它的动态测量。 本课题所研制成的“WL-TJ99”型小力值传感器是为某宇宙飞行器测力系统提供探索性基础实验用的一个传感元件。在研制过程中,对传感元件的测选(选石英晶体是最理想的);小力值传感器的动测原理(变压式与变频式);信号转换与传递方式;合理的“SQ”与“n”值的选择;组合晶组的几何构成;石英晶体的尺寸优选;传感器的“装架结构”;高阻绝缘;横向效应的产生与减少;装架与封…     

基于空-时近邻与似然比检验的传感器网络异常点检测

针对传感器网络中由于传感器故障造成的异常点检测问题,该文提出一种基于传感器与其空-时近邻点在测量数据之间的差异,采用似然比检验来判断传感器是否故障的异常点检测方法。在空间维,该方法基于最大后验概率选取待检测传感器当前时刻的空间近邻点;在时间维,该方法选取待检测传感器在之前若干个时刻的测量值作为其时间近邻点。然后根据待检传感器与其空-时近邻点测量数据之间的差异对其异常程度进行量化,并采用似然比检验判断待检测传感器是否故障。结果表明:该方法与已有的异常点检测方法相比,在相同的虚警率下取得了更高的检测率。例如在虚警率为10%时,该方法将检测率提升了10%~30%。