线性输出的气体粘滞力式流量传感器

提出了一种有线性输出的靶式流量计．它利用压阻式传感器来测量流体作用在靶面上的粘滞力，从而进行流体流量的测量．试验结果表明，在较低的流速范围内，传感器的输出和流速间为线性关系．文章还分析了由于流体粘性系数随温度的变化而对传感器输出的影响及解决方法．     

一种旋浆式流速传感器率定系统的设计

设计一种以单片机为主控单元的智能化低流速传感器率定系统.该系统通过单片机控制测量车在水槽上的行进来实现对流速的标定,可同时自动率定8支旋桨式流速传感器,从而提高低流速测定的准确性,使流速的测定误差小于1%.     

基于FPGA的数字化电涡流位移传感器设计

电涡流位移传感器的载波信号和解调信号均为模拟处理信号,其测量和解调电路均会提高硬件电路复杂性和信号的不稳定性,并增大磁轴承系统的总体设计体积和功耗等。针对这一问题,该文设计了以调幅式电涡流位移传感器为基础的数字化电涡流位移传感器。利用现场可编程门阵列(FPGA)的数字输出信号设计传感器的载波信号,通过FPGA的软件设计对测量电路的输出信号进行数字化处理。该设计在有效降低电路设计复杂性和功耗的同时,提高了传感器测量的可靠性和精确性。     

高温测量中的传感器研究

提出了一种新型的非金属温度传感器——石墨纤维热电偶,并对该传感器的特性、加工方式、应用环境进行了分析。设计了温度传感器的放大、滤波、模数转换、数字化处理的硬件电路,并采用分段曲线拟合方法对传感器的非线性进行了校正,从而使传感器在较大的测量区间内具有良好的可靠性。从理论上分析,该传感器测量温度高达3000℃以上,解决了高温环境下钢水温度的连续测量问题。     

河工模型表面流场的局部特征测量方法

为了解决当前河工模型表面流场的计算机视觉测量方法中摄像机安装过程繁琐、测量精度低、测量成本高等问题,提出了一种利用局部特征来实现表面流场测量的新方法。该方法以自由视角安装摄像机,无需垂直向下。在测量时,首先在流场表面布撒碎纸屑示踪粒子,然后对获取到的视频进行校正和鸟瞰图重建,得到待测流场的俯视图,再利用局部特征的图像匹配方法来得到流场的稠密速度矢量,最后对表面流场进行优化输出。根据测试,该方法在模型流速0.01~0.5 m/s时,流速误差低于10%;在模型流速0.5~1.5 m/s时,流速误差低于5%。综上所述,提出的方法在测量精度、测量成本和易用性方面均优于现有的测量方案,目前已经在向家坝长河段等大型河工模型分析测量中得到应用。     

18声道超声流量传感器模型及测量误差

单声道超声流量传感器在选定的流速剖面,采用声脉冲传播路径上流速获取流体线平均速度,从而积算体积流量。为提高超声流量传感器测量精度,对单声道超声流量传感器的测量误差和不确定性进行了深入分析,提出能够精确反映声程线速度的多声道测量方式。根据Gauss积分准则给出一种18声道超声流量传感器换能器结构布局,建立时差式双传感器超声流量测量理论模型。讨论安装角度、轴向位置、轴向角等对传感器性能的影响。该模型应用于某大流量水轮机效率模拟测量工程,测试试验结果与理论模型分析计算结果一致,测量精度显著提高。     

基于六向压应力传感器流变应力恢复法的地应力测量

流变应力恢复法是针对深部具有流变性的软弱围岩而提出的一种地应力测量方法,该方法采用在巷道围岩中钻孔埋设压应力传感器的方式来实现围岩原岩应力和扰动应力的测量。本文基于最新研发的光纤光栅式六向压应力传感器以及本安型光纤光栅解调仪,开展了传感器的室内标定试验。依托平煤股份八矿深部软岩巷道,开展了流变应力恢复法现场地应力测量,并与传统套芯应力解除法地应力测试结果进行对比分析,验证了基于六向压应力传感器流变应力恢复法地应力测试的准确性和可靠性。     

基于微机电系统的水下灵巧手触觉力测量传感器

为了实现深水环境下水下灵巧手抓取目标的定位及触觉力感知,设计了阵列式触觉力测量传感器.以硅杯作为力敏感核心,利用胶囊式差压状结构实现了水的静态压力矢量叠加下的触觉力测量,并消除了水的静态压力对触觉力测量的影响.利用弹性力学与板壳理论分析了方形硅杯底部变形与应力的解析解,并与有限元法的分析结果加以对比.结果表明,所设计的灵巧手触觉力测量传感器具有样本抓取的触觉感知及位置感知,其胶囊式差压状结构使得触觉力测量传感器能够消除水的静态压力的影响,硅杯式测量结构具有灵敏度高、误差小、输出应力大的特点.     

总线式振弦传感器监测装置的设计

为了使振弦传感器监测装置实现简化现场布线、直接输出被测物理量,设计了一种基于单片机和CAN总线的振弦传感器监测装置。文章介绍了总线式振弦传感器监测装置设计的实际意义。根据工程实际,设计了监测装置的总体结构。通过查阅文献掌握了振弦传感器的工作原理和CAN总线多节点通信的方法。设计了CAN总线节点收发硬件电路并给出了总线式振弦传感器监测装置的程序流程图。最后给出了设计的总线式监测装置的实验效果图。总线式振弦传感器监测装置将振弦式传感器、单片机以及CAN总线结合在一起,提高了测量频度、简化了现场布线。用于具有测量频度高、测量距离远等特点的多种振弦传感器监测的工业领域。     

口腔咬合力测量传感器结构研究

本文根据口腔咬合力测量传感器的要求和特点,详细分析了旧传感器存在的问题,介绍了新设计传感器的结构特点,并对其力学性能、应力大小、分布及输出等进行了理论分析。通过对新旧传感器结构及实测数据比较,证明了新传感器大幅度提高了仪器测量精度(线性和重复性精度)、稳定性和寿命,并解决了传感器在清洗消毒时的密封问题,从而使仪器能满足口腔医学教学、科研及医院口腔科牙病诊治临床应用的要求。     

热消散式流量传感器的建模仿真与研究

根据能量守恒定律和流量测量原理,使用流体计算软件建立了热消散式流量传感器的数学模型并进行了数值分析.模拟了管内传感器与流体的湍流换热过程,计算出在不同流速下的传感器探头温度分布情况,分析了流体温度、传感器封装材料、加热功率以及安装方式对传感器测量精度和适用量程的影响.计算结果对热式流量传感器的设计和优化提供了重要的参考...     

基于双光纤光栅的流速传感器设计

针对智慧海洋领域对海洋流速监测的要求,基于双光纤光栅能消除温度对流速的交叉灵敏度特性及悬臂梁的杠杆放大结构,设计了一种用于测量流体流速的双光纤光栅流速传感器。该传感器主要由外壳、光纤光栅测试组件及固定件组成,采用无胶化密封封装,进行了灵敏度及动态范围的测试,此外还分析了不同温度和压力对传感器性能的影响。通过高精度解调仪解调,设计的光纤流速传感器的灵敏度为76 mm/s,流速测量范围为0 ~ 1.2 m/s,且该流速传感器对温度和外界压力都不敏感,能够实现对流速单一参量的监测,可以满足油气田开采、油气输送管道、海洋河流等环境下流体测试的需求。     

四梁式扭矩传感器的设计与优化

为了解决复合振动攻丝研究中的扭矩和轴向力测量问题,设计了一种基于电阻应变的四梁式扭矩传感器。四梁为两端固支结构,均匀分布在半径为R的圆周上,可以测量扭矩和轴向力。为了提高传感器性能,对弹性元件进行了受力分析,以灵敏度为优化目标函数,建立了数学模型,采用Matlab优化工具箱,对传感器的结构进行优化。该传感器工作在振动条件下,为了使传感器的固有频率避开振动攻丝机的工作频率,防止产生共振现象,采用有限元分析软件Ansys对传感器的模态进行了分析,得出传感器的各阶振型及固有频率。     

脉冲超声互相关测量系统在两相流体流速测量中的应用(英文)

相关流速测量技术正在迅速地发展,它为两相或多相流体流动的测量提供了一种有力的工具。应用超声传感器的相关测量系统有许多显著优点。因而特别适用于工业应用。它没有可动部件,对流动无接触,可在原有工艺管道上安装“夹钳”式传感器。本文作者提出了一种简单的脉冲超声互相关流动测量系统,本系统是基于如下原理工作的:超声波穿越流动的两相流体时被流体进行了随机幅值调制。这一新的系统完全消除了连续式超声波会出现的“驻波”干扰,这种干扰导致互相关流动测量系统的性能恶化。作者还在文中给出了利用脉冲超声系统同时测定液相流速及气相流速的原始实验数据和结果。     

基于HSV颜色模型的二维流场可视化

为解决流场图像流速大小和流动方向的显示问题,在线积分卷积(LIC)算法的基础上,结合HSV颜色模型,提出一种新的二维流场可视化方法.该方法将流场速度方向映射为色度,将流速大小映射为饱和度,将LIC值与亮度关联起来,从而合成新的流场可视化图像.新的流场图像不仅保留了LIC图像高分辨率的流线纹理特征,而且还展现了流速大小和流动方向.目前该方法已经成功应用于二维爆炸流场的可视化.实验结果表明,该方法可以有效改善流场的可视化效果.     

两相流固体速度测量的改进方法

提出一种气、固两相流的流速测量新方法．首先通过对两个传感器之间的流动噪声输送过程进行分析，建立两个传感器信号之间的数学模型．以此为基础提出流速测量的改进方法．实验结果表明：此方法在两相流流速测量中具有较高的精度和较快的软件运行速度，为两相流流速的在线测量提供了一种有效的手段．     

聚合物熔体流场应力分布的流动双折射测量新方法

为了计算聚合物熔体流场的应力分布,文中对传统双折射实验装置进行改进,通过重新合理布置光学元件,提出了一种利用双折射计算流场应力分布的新方法.该方法测量的图像中含有双折射和取向角信息,所得图像在光强最大或最小处的取向角为45,°从而可方便地计算45°等倾线上的剪切应力,克服了传统双折射装置只能用于测量对称流场中对称轴上应力分布的缺陷.文中最后以自制的可视化挤出口模对LDPE1810D材料挤出成型时的流场进行了测量,计算了45°等倾线上的应力分布,结果表明,该方法可以有效测量流场的应力状态.     

风洞中涡街流量传感器压电探头位置的试验分析

涡街流量传感器在测量小流量时由于信号微弱而不易检测,为解决这一问题从而扩展其测量下限,从传感器设计入手,研究在二维流场中压电探头与旋涡发生体的位置关系,找到适合信号检测的最佳位置.通过在三元回流式风洞中试验,利用热线测速以及压电探头测压得到发生体下游不同位置处的速度和压力信号,分析了信号强度、信噪比、小波系数和小波能量随检测位置的变化规律.最终给出了风洞中3种尺寸旋涡发生体下游的最佳检测位置:宽度14 mm发生体的最佳检测区域为距发生体50～75 mm,宽度22.5 mm发生体的最佳位置在100～150 mm,宽度28 mm发生体的最佳位置在150～200 mm.根据试验结果提出了估算最佳位置的公式,即最佳检测位置与发生体距离为涡街波长的二分之一.试验的分析方法和结论具有普适性,可推广到管道三维涡街流场中探头位置的研究.     

基于BOTDR的矿井冒顶坍塌事故全方位监测

为了实现对矿井巷道及顶板的全方位实时应力监测,解决煤矿的冒顶、坍塌问题,采用理论分析和试验的方法,利用自发布里渊背向散射的分布式光纤应力传感技术可持续监测应力变化的特性,设计网格状结构的分布式光纤传感器网络,并与高速数据采集电路结合起来.研究结果表明:采用模糊控制理论来提高监测外界应力变化的精度及准确度,预测直接顶失稳及巷道围岩形变等导致的煤矿地质灾害的发生.研究结论突破了传统的单点式测量,为矿井的施工安全提供了更有利的保证.     

弯道对拱坝闸孔挑流的泄流影响试验研究

采用流场实时测量系统和直读式流速仪等测量手段对弯道处拱坝挑流泄流的水流特性进行了系统的试验研究,较为精确地测量了弯道和闸孔及其挑流水流的流场和时均压强水头等,通过对三种不同工况的试验数据进行分析,探讨了弯道水流对闸孔泄流影响的相关规律和特征,为深入分析建闸后弯道水流对闸孔泄流的影响研究提供借鉴。