基于微波原理的高精度液位传感器

本文提出并演示了一种基于微波谐振原理的带有电阻消能结构的高精度液位传感器,在0~50 mm的量程范围内,分辨率可达微米级。微波谐振原理传感器第一反射点是传感器自带的固定点,第二反射点为液面,即为可变点,两反射点之间形成谐振腔结构。当液面的高度发生变化时,第二反射点发生移动,会导致两个反射点之间的距离发生变化,因此改变谐振腔长,通过测量谐振腔长的大小即可确定液位的变化量。同时,所加入的电阻在提高量程范围的基础上,还大幅提升了频谱质量和测量精度。实验结果表明,该液位传感器在0~50 mm的量程范围内具有1μm数量级的分辨率和-1.927 2 mm/mm(谐振波长变化/液位)的灵敏度。该新型微波液位传感器具有机械鲁棒性强、易于制造、成本低和高分辨率等优点,有望应用于水利水电的量水堰监测等领域。

2,7-萘二磺酸阴离子导向五元瓜环基超分子自组装体的制备及其荧光检测性能

通过引入2,7-萘二磺酸(2,7-NDA2-)阴离子作为结构导向剂,与五元瓜环(Q[5])和过渡金属离子(Co^(2+)、Ni^(2+)、Zn^(2+)、Cd^(2+))在水热条件下制备了4种新颖的Q[5]基超分子自组装体(Q[5]-SA),即{[M(H_(2)O)4(Q[5])]·(NDA)}·x H_(2)O(M=Co (1)、Ni (2)、Zn (3))和{[Cd2Cl2(H_(2)O)4(Q[5])]·(NDA)}·13H_(2)O (4)。单晶X射线衍射测试结果表明,自组装体1~3同构,其中Q[5]仅一端的部分端口羰基氧原子与金属离子配位形成简单配合物;而4中Q[5]的2个端口均与金属离子Cd^(2+)配位形成了一维配位链。在自组装体1~4中,配体2,7-H_(2)NDA均全脱质子,形成2,7-NDA2-阴离子平衡体系电荷,但均未能与金属离子配位,而在2,7-NDA2-阴离子与Q[5]外壁之间的瓜环外壁作用下进一步形成三维超分子结构。此外,还研究了自组装体1和4的荧光传感性能,结果表明它们都能够作为抗生素诺氟沙星(NFX)的比率型荧光探针。

圆柱体工件外径非接触测量及误差分析

对于大尺寸的圆柱体工件,传统测量方法难以同时兼顾精度与效率,测量过程中误差的累积也使得结果可靠性下降。为此,基于空间分析几何理论,提出了一种新的测量方法,以实现圆柱体工件的外径测量。通过该方法,测量系统将激光传感器和高精度位移台结合,获得被测件的虚拟轴线,最后,实现具有补偿同轴度误差的大型圆柱体工件非接触式测量。该系统经实验验证后具有较高测量精度和测量效率,测量精度达到4.96μm。

基于光纤温度传感的光缆外层断股高精度监测

针对光缆外层断股监测精度和敏感度较低的问题,文章提出了一种基于光纤温度传感的光缆外层断股高精度监测方法。分析光纤温度传感器的数据高速采集电路、信号放大与光/电转换电路等,获取最优监测模式;在光缆上布设光纤温度传感器,进行外层断股温度数据采集;引入小波去噪方法,构建光缆外层温度数据的信号模型,进行有效的信噪分离,完成光缆断股高精度监测。以24B1-45与24B1-08型号的光纤复合架空地线(OPGW)光缆为例,实例实验结果表明,光纤温度传感器的信噪比最高可达152和157 dB,响应频率最高可达6230和6310次/s。应用该方法后,保证光缆外层断股监测没有受到过多干扰且具有较高的监测精度,满足高精度监测需求,能够通过温度有效检测出光缆外层断股情况,为偏远地区光缆外层的故障监测提供可靠保障。

GIS局部放电检测的有源外置UHF传感器设计

针对传统无源外置局部放电超高频(UHF)传感器频带窄、增益低、容易引入噪声的问题,研究并设计了基于有源集成天线(AIA)技术的有源外置传感器。传感器通过宽频带天线接收局部放电产生的电磁波信号,在天线介质板上直接由有源对数检波器放大信号进行包络检波,省去了传统设计中的平衡不平衡转换与射频传输线,降低天线前端的匹配损耗,改善传感器的频带、噪声和增益。测试结果表明:传感器中心频率为900MHz,驻波比小于2的频带为730MHz^1.05GHz,传感器输出信号峰值为5V,频率为2~10MHz。该传感器抗干扰能力强,增益高,适合GIS局部放电的检测。

空间遥感器的热/结构/光学分析研究

作为一个空间遥感器整机热光学 (热 /结构 /光学 )集成分析过程 ,对空间遥感器主要光机结构简化 ,进行导热特性分析和等效热阻计算 ;利用软件计算在轨道上典型工况的空间外热流和内热源分布 ;建立有限元温度场分析模型和结构热弹性分析模型 ,计算全机稳、瞬态温度场分布 ,均匀温变和特定温度场下的位移场 ,得到各光学元件的位移 ;利用光学分析程序计算的公差计算结果插值计算遥感器光学系统由于光学元件的热致刚体位移 (离轴、轴向位移和倾斜 )而产生的光学性能变化。

内外环电容传感器灵敏度仿真

为设计应用于两相流相关流速测量的电容传感器,得到传感器的几何参数对其灵敏度特性的影响,利用数值方法对内外环电容传感器的灵敏度特性进行分析.利用有限元分析软件建立传感器电场的仿真模型并进行了基本仿真,采用正交实验设计方法安排仿真实验.分析结果表明,屏蔽罩长度和内管壁厚度是影响传感器相对灵敏度的主要因素,而屏蔽罩与外极板间距对检测场均匀性误差影响比较大.优选出一组传感器的结构参数,内管壁厚度3 mm,外管壁厚度2 mm,屏蔽罩与外极板间距3 mm,对管壁相对介电常数的要求则是越接近于1越好.利用优选的结构参数进行仿真,可以得到比较好的传感器灵敏度特性,为内外环电容传感器的设计提供了理论依据.

一种双目视觉传感器的快速自标定方法

为克服传统的立体视觉传感器标定过程繁琐、不适应现场操作等弱点,提出一种基于本质矩阵求解的双目视觉快速自标定方法。该方法离线标定摄像机的内部参数,通过双目匹配的对应点,线性求解双目视觉的本质矩阵,快速地得到双目视觉传感器的各个外部参数。实验结果表明,该方法在精度上与传统标定方法相当,且标定过程快捷、方便,适合现场标定操作。

内外环电容传感器空间灵敏度特性

为了设计应用于两相流相关流速测量的电容传感器,研制了一种新型的内外环电容传感器,利用有限元仿真的方法对内外环电容传感器的轴向灵敏度、空间滤波特性以及时间频率响应3个空间灵敏度特性指标做了定量分析.结果显示,内外环电容传感器的轴向灵敏度曲线近似于高斯分布,而电极宽度的变化会引起轴向灵敏度峰值的改变,当电极宽度为20,mm时,轴向灵敏度峰值最大;内外环电容传感器相当于一个低通滤波器,电极宽度增加,空间频带变窄,同时时间频带也变窄.

圆外切Bounding-box WSN定位方法

在Bounding-box及其改进方法研究中,普遍采用正方形的重叠区域的质心作为定位的结果,然而该正方形与实际无线传感器节点的通信区域模型之间存在较大差异,导致定位误差较大。针对此问题,提出一种改进的Bounding-box定位方法。该方法在定位时,不再采用正方形的通信区域模型,而是采用圆形的通信区域模型进行定位。基于仿真数据以及采用3种典型通信环境下真实的到达信号强度指示(received signal strength indicator,RSSI)数据完成定位实验,实验结果表明,该方法具有较高的定位精度,因此具有一定的实际应用价值。

两相流相关测速内外环电容传感器灵敏度

In order to design the inner and outer ring capacitance sensor used in measuring the correlation velocity of two phase flow and optimize its structure,the sensitivity characteristics of inner and outer ring capacitance sensor were analyzed by using finite element simulation.The simulation experiment was planned by using orthogonal experimental design.From the simulation result,the major factors influencing the sensitivity characteristics(relative sensitivity and uniformity error) were obtained.The degree and tendency of influence of each factor on the sensitivity characteristics were given.The structural parameters of the sensor were determined.The analysis provided the theoretical basis for the inner and outer ring capacitance sensor.

基于激光传感器的工件外径尺寸检测系统

本文介绍了CCD激光传感器检测轴类工件外径尺寸的基本原理,运动系统及软件设计。该系统采用工控机和运动控制卡控制伺服电机来带动激光传感器运动,激光传感器连续扫描工件外轮廓,将测得数据传入计算机进行处理,计算出工件外径主要尺寸参数,并可保存和打印所测数据。

辊缝仪传感器的设计原理与应用

本文就辊缝仪传感器的设计原理进行了较深入的分析。重点介绍了辊缝仪中使用的各类传感器的检测原理,并对特制传感器在辊缝仪上的应用进行了可行性的分析。

工件外形尺寸自动检测系统

设计了一种基于CCD激光传感器和伺服电机的轴类工件外形自动测量系统,并介绍了该系统的基本原理、运动系统和软件设计,给出了计算轴类工件外形主要参数的实用方法。该系统具有自扫描、高精度和非接触等优点,对同类项目有一定的参考价值。

绝对式涡流传感器测量非磁性管材外径和电导率

以开发绝对式感应涡流传感器测量能力、实现单机多参数测量为目的,对非磁性管件中的涡流磁场进行了研究和分析。建立了基于绝对式感应涡流传感器,对非磁性管件的外径和相对磁导率进行检测的数学模型,并设计了相应的检测方法。试验结果验证了该方法的有效性。

超薄壁回转件旋压后外径在机测量方法研究

为准确测量超薄壁回转件旋压后的外径尺寸,提出了一种基于重构横截面轮廓曲线的等效外径在机测量方法。该方法利用周向均布的3套线激光位移传感器与旋轮架的轴向移动模块,获得回转件任意轴向位置横截面的外轮廓数据;通过对3套传感器所获截面数据的坐标变换及数据匹配,实现截面完整轮廓数据的精确拼接,并以离散数据点的保形曲线重构方法重构截面外轮廓曲线,利用同一闭合曲线各变形状态的长度不变性,得到了截面等效外径;分别以芯轴及薄壁回转件开展了外径检测实验。实验结果表明:所提方法可准确测量超薄壁回转件外径,其精度为0.019 mm.

基于折反射星敏感器光学系统的光纤光栅温度传感器设计

为了实现太空环境下的卫星折反射星敏器光学系统中特殊结构部位的传感器的安装及温度监测,排除应变对传感器的影响,设计了一种适用于光纤光栅的环形特殊封装结构。并对传感器进行了温度标定、拉伸、温度重复性、振动及热真空实验。实验结果表明:这种封装形式的光纤光栅温度传感器线性度为0.998,温度灵敏度为8.5~8.7pm/℃,同一温度下,中心波长变化量在2pm以内,同时,该结构形变产生的应变对传感器中心波长没有影响;在振动及热真空环境下,传感器的性能不会受到影响。

利用星敏感器的捷联惯导系统外场快速标定方法研究

给出了利用星敏感器提供的姿态信息来对捷联惯性导航系统的惯组误差参数进行快速外场标定的方法。在系统可观测性分析的基础上，从原始方程出发直接推导出了待估计误差参数与观测量及其各阶导数之间的关系，从而进一步给出了利用扩张状态观测器提取微分信号的方法对惯组误差参数进行估计的方法，与传统的对全系统做卡尔曼滤波方法相比，该方法待调参数少，阶数低，易于调试和实现。最后对理论分析结果进行了仿真验证。

基于外层空间的无线传感器网络组播路由协议研究

研究航天器部署在火星表面的无线传感器节点,首次提出了外层空间无线传感器网络(outer spacewireless sensor network,OSWSN)的概念,指出该网络的节点以自组织方式组网。基于已有的地面无线传感器网络经典组播路由协议,结合无线自组织网络组播协议建树思想,设计应用于外层空间无线传感器网络的OSWS-NMP(OSWSN multicast protocol)。与已有的MAODV组播路由协议以及应用于地面无线传感器网络的EMRS组播路由协议进行比较,在NS2上搭建OSWSNMP仿真环境,仿真结果表明,OSWSNMP较这两种协议在丢包率、网络延迟以及能量损耗方面有所改进。

高精度电感式外径检测仪

本文研制的高精度电感式外径检测仪采用二个电感传感器,能自动显示各种轴套的外径、平均直径和圆柱度。文中介绍了仪器的工作原理与软硬件设计。