一种高精度手持谐振密度计的研究

为了实现一种高精度手持式谐振密度计,设计了一种谐振频率测量传感器,并根据其结构特点提出了一种基于姿态补偿的测量方法。该谐振频率测量传感器创新性地将姿态角补偿引入测量流程中,首先,通过理论推导,建立了谐振频率测量传感器的姿态补偿简化模型,研究了钕铁硼磁柱做单自由度运动所产生位移的动态过程,确定了姿态角对待测液体密度的影响形式,并导出了补偿函数,得到了感应电动势基础补偿值和姿态角之间的三维函数关系,从根本上消除了手持式谐振密度计测量过程中姿态变化所导致的测量结果精度和鲁棒性下降问题。同时搭建了实验平台,实验结果表明:设备姿态角对测量精度和稳定性存在一定的影响,通过统计姿态角补偿和未补偿模型计算结果,在设计的4组实验中,应用补偿模型待测液体密度平均绝对误差为4.35×10^(-5)g/cm^(3),方差均稳定在10^(-11)量级,相比未补偿模型平均绝对误差提高了约0.00156 g/cm^(3),方差减小了约10^(-5)量级。

基于FPGA的新型密度测量仪设计

作为影响生产工艺的一项重要指标,密度的实时、精密测量意义重大。超声波测量技术无损、精确、环保,越来越多地被用来实现高精度密度测量。将传播介质本身作为敏感元件,通过声速法测量超声波传播时间,再结合超声波在介质中传播时传播速度受介质密度影响的特性,只需要精密测量传播时间即可实现介质密度的高精度测量。基于FPGA的控制处理电路,能够完成数据的高速采集和实时存储,结合软件设计中的数字插补算法,为ns级的高精度时间测量提供了软、硬件基础,进而确保了高精度的密度测量。

分布式超声波浆液密度精密测量仪设计

实时的浆液密度测量是灌浆工艺中不可缺少的环节,超声波测量技术也日益广泛地被用来精密检测浆液密度。在传播距离一定时,利用超声波在介质中传播时传播速度受介质密度影响的特性,提出一种通过测量超声波在介质中的传播时间来间接求得被测介质密度的方法,设计出能够实时、精确检测浆液密度的分布式密度测量仪。在灌浆输送管道中,浆液密度多分布不均匀,检测装置采用分布式测头,将多对测头均匀布置在装有被测介质的管道外壁,多通道的测量使得测量结果更加准确可靠。研究中采用的高速信号处理电路以及数字插补算法,确保了ns级的时间测量,使得超声波浆液密度测量仪实现分辨率优于0.01 kg/m^3的高精度密度测量。

工作密度计检定工作的探讨

工作密度计是一种测量液体密度的工作玻璃浮计,广泛应用于食品、化工、生物制药等各个领域,因此,密度计的检定至关重要。本文对工作密度计的检定过程、注意事项和不确定度进行讨论分析,详细介绍工作密度计的检定过程,对今后检定人员开展工作密度计检定工作具有一定参考价值。

基于FPGA的超声波液体密度传感器

液体密度是工业生产中一个重要的参数,尤其是在医药、化工等领域。本文采用双探头结构,利用声速法测量液体密度,其关键是准确测量超声波在液体中传播时间。传统电路设计由于受到芯片时钟频率的影响,测量效果往往不够理想。为了能够得到精确的测量时间,采用内部时钟频率较高的FPGA来设计高精度的计数器。同时,为了减少外围电路,避免电子器件之间的电磁干扰,系统中的控制和计算模块也都由FPGA来完成。经过实验,结果表明本方法具有较高的可靠性和速度上的优越性。

基于光散射测量原理的粉尘浓度检测仪的设计

粉尘浓度测试仪是用于测定空气环境中浮游粉尘浓度的仪器,用于工矿企业、石油化工、劳动安全、劳动卫生、环境保护等部门的粉尘监测,在生产及生活中起着重要作用。文章介绍了粉尘浓度测试仪的光学测量原理、光电检测器件的选取原则、匹配前置放大电路的设计及其后续电信号的处理方法。实施后效果良好,满足使用要求。

汽车可靠性在汽车系统工程中的应用研究

汽车可靠性在汽车系统工程中占有重要地位 ,是汽车安全行驶的根本保证。根据汽车总成的逻辑关系 ,建立了汽车可靠性的三种模型 ,描绘了模型的逻辑框图。按照寿命指数分布建立汽车可靠性评价指标 (可靠度 )。分析了汽车可靠性模型在汽车系统工程中的作用和应用关系。通过实例的分析 ,验证了应用优化可靠性组合方案能够提高汽车系统的可靠度 ,同时可以提高汽车产品的经济效益 ,并且保证汽车系统设计过程处于理想状态。

高压电网新型谐波测量系统及试验方法

介绍一种适用于高压电网谐波测量的新型测量系统,以及采用该测量系统的新试验方法。应用该测量系统和方法进行高压电网谐波测试分析,可以避免高压电网中取自CVT的谐波测量信号失真的问题。经过河北南部电网大量的CVT、TA末屏对比测试试验证明,该方法安全、方便、准确、实用,解决了CVT不能用于谐波测量困扰。

基于光吸收原理的BX型粉尘浓度测试仪的设计

BX型粉尘浓度测试仪是一种用于测定空气环境中浮游粉尘浓度的专用仪器 ,主要用于工矿企业、石油化工、劳动安全、劳动卫生及环境保护等部门的粉尘监测。在实际生产及人们的生活中起着其它产品无法替代的作用。主要介绍了BX型粉尘浓度测试仪的光学测量原理、光电检测器件的选取原则及与其相匹配的前置放大电路的设计以及其后续电信号的处理方法。

实心固体物质密度测量方法研究

针对接触式测量密度检测范围受限的问题,提出了一种非接触测量的方法。该方法是通过检测固定容器内气压的变化,间接测得非空心固体物质的体积大小,进而求得被测固体物质密度。该装置检测范围广泛,可对任意不与空气发生化学反应的非空心固体物质的密度进行无损伤测量,避免了单一排水法对被测物造成的损伤和由此造成的结果误差,能在容器所承受的最大压强范围内,通过控制气体压缩器适当加大压缩气室内空气的气压,从而提高测量的准确度,测量误差不超过3%。

基于虚拟仪器的微密度仪测试系统研究

通过对微密度仪进行分析,采用了虚拟仪器技术将微密度仪记录笔的模拟信号转变为数字信号,应用通用软件VC++为开发平台,设计了微密度仪测试系统。微密度仪测定的结果为光密度,需对其进行标定,标定结果表明:在样品厚度一定时,光密度与密度的相关系数为0.987;在样品密度均匀一致时,光密度与样品厚度的相关系数为0.956,呈高度线性相关;完全可以用光密度来测定物体密度、厚度及其均匀性。数字化开发提高了微密度仪的测定精度和工作效率。

基于积分球的浊度测量

积分球式浊度测量法结合了透射和散射两种方法的优点,具有较高的灵敏度。本文分析了透射式、散射式和积分球式三种测量原理,介绍了基于积分球的浊度测量系统的光源及探测器的选择。

显微镜自动载物台及图像采集自动化研究

在普通光学显微镜上加装电动载物台,利用PC机与单片机通信来控制载物台的三维运动,以基于VFW的USB摄像头图像采集系统,构造了低成本的显微镜电动载物台改造方案,实现自动聚焦,图像的自动采集。

新型泥浆池差压式密度计的设计与实现

石油勘探中需要在线测量泥浆密度的变化,再通过取样分析来判断地下是否含有石油。传统的泥浆池差压式密度计可靠性差,精度不高。文中设计的差压式密度计以微处理器为核心,采用双陶瓷电容压力传感器作为敏感元件,具有响应快,精度高的特点。文章介绍了差压式密度计的工作原理以及软、硬件设计,并且针对应用场合的特殊性提出了提高精度的一些方法。

基于HYT271的SF_6微水密度分析系统

为了保障SF_6气体绝缘设备的绝缘特性和灭弧能力,设计了一种基于HYT271的SF_6微水密度分析系统。系统通过温湿度一体传感器HYT271和压力传感器MS5803分别检测出所处SF_6气室中的温度值、相对湿度值和绝对压力值,并通过微控制器对测量数据进行校准和计算,最后采用RS485总线将测量和分析的数据发送给上位机。实验结果表明,系统具有良好的精度,功耗低,实时性强且设计简洁,方便了对高压电气设备中SF_6的分析与监测。

基于光谱吸收法的碱金属原子配比检测方法研究

碱金属混合物原子配比是超高灵敏惯性测量装置表头的重要参数,需精确测量。针对碱金属配比与碱金属蒸汽密度相关的特点,提出运用光深理论检测碱金属配比。结果表明:受多种因素影响,光深理论得到的碱金属蒸汽密度与饱和蒸汽压经验公式计算的结果相差3个数量级,无法保证碱金属配比的测量精度;改变数据处理方法,建立光谱吸收率与气室内部温度的映射模型,运用光谱吸收率标定碱金属气室内部温度,通过碱金属饱和蒸汽压经验公式计算气室内部碱金属原子的配比,多组数据分析表明:检测误差在10%以内。

基于TPS法液体导热系数的测量

为解决常用的液体导热系数测量方法中存在的弊端,该文研制一套基于TPS法的液体导热系数测量装置。该装置采用探头压紧件,使探头始终保持竖直方向,减小液体对流对实验结果的影响,并通过不锈钢压紧件上的气体导通道排出腔体内的气体,减少气体的影响,使液体导热系数的测量结果更加准确。实验测量纯水和无水乙醇在特定温度下的导热系数,并与文献数据进行比较,其误差均在3%以内。误差产生的主要原因是随着温度升高装置内液体蒸发,产生扰动从而影响测量结果。通过分析不同温度下两种液体的导热系数的不确定度,可验证该实验装置的可行性。

一种直接驱动式振动管密度计研究

为解决常用的U型管密度测量方法中存在的弊端,该文研制一套基于振动管原理的密度测量系统,该系统以通过振动管的交变电流实现振动激励,克服传统的振动管密度计振动管重心发生偏移的弊端。该系统由密度测量装置、恒温系统、压力系统以及数据测量系统组成。实验使用纯水和无水乙醇标定该装置在温度范围303.15~323.15 K、压力范围0.1~20 MPa的仪器常数。测量异丁醇在相应温度与压力范围内的密度,并与文献数据进行比较,验证装置的可行性。所得结果可以为其他研究人员提供参考。

谐振式液体密度传感器压电激励与检测的实现

本文利用正压电效应和逆压电效应,实现谐振式液体密度传感器的压电激励与压电检测,原理简单、功耗低、检测方便。设计了基于该激励和检测方式的自动增益控制(Automatic Gain Control,AGC)电路,当传感器的输出信号发生较大变化时,激励信号的增益可随输出信号的幅值进行自动调节,使输出信号的幅值保持稳定。该电路具有结构简单,适应性好,可靠性高,调节速度快等优点。同时,对所设计的谐振式液体密度传感器进行了标定实验,该密度传感器的精度约为±1.0kg/m3,重复性约为±0.05%,可以实现液体密度的高精度实时在线测量。

谐振式液体密度传感器的频率解算方法研究

为实现高精度测量谐振式液体密度传感器的输出信号频率,在现有的FFT频率解算理论基础上,引入更符合实际情况的加窗插值FFT频率解算方法,并分析频率变化以及噪声对解算结果的影响。通过Matlab仿真实验对该方法中常用的窗函数进行对比分析,最终选择加入Rife_Vincent窗的插值FFT算法作为输出信号频率的解算方法,并在所设计的硬件系统上进行了实验验证,结果表明,采用加Rife_Vincent窗的插值FFT算法解算传感器输出信号的频率,其解算误差小于0.1Hz,解算精度高且易于实现。