多激励模式下的电容层析传感器优化设计

针对电容层析成像(ECT)系统中传感器采集信号微弱,边缘化效应严重,介电常数变化不明显等问题,提出了一种基于多激励模式下的ECT传感器优化设计方案,该方案在优化了传感器物理参数的同时采用相邻双电极激励模式进行检测,增加了敏感场强度,在一次测量过程中可以获得更多的电容值,有效增加了传感器采集信号数量与采集精度。实验结果表明,优化后的ECT传感器能有效提高激励信号强度,减弱边缘化效应,改善传感器内部灵敏度矩阵,提高采集信号精度,图像重建质量明显提高。

新型非接触式径向C^4D传感器优化设计

基于电容耦合式非接触电导检测(C4D)技术,设计研发了一种新型径向结构的非接触式电导测量传感器。该传感器利用串联谐振的原理,引入电感模块以消除耦合电容对测量的不利影响,扩大了测量范围,提高了测量灵敏度。同时,用仿真与实验相结合的方法对传感器的电极张角进行了优化研究。在5.0、7.5、9.1、10.2和12.0 mm 5种不同内径的管道中进行了电导测量实验,电导测量相对误差均不超过5%,实验结果表明,所设计的新型非接触式径向C^4D电导测量传感器是可行和有效的。

电容耦合电阻层析成像传感器结构优化设计研究

针对电容耦合电阻层析成像传感器的优化设计,首先利用有限元仿真软件建立了12电极传感器有限元模型,并分析了后续图像重建所需的传感器灵敏场,之后将该仿真模型与实际传感器相应的测量数据及重建图像进行对比验证,研究表明仿真与实验结果能够较好吻合,为对传感器性能进一步研究提供可靠基础。为了提高系统稳定性及抗干扰能力,以该原始模型为基准,分别对两种不同结构的传感器模型进行仿真分析,并研究其对系统测量值的影响。最后,在选定了传感器的基本模型的基础上,基于对传感器性能影响最小的角度进行分析,对该传感器尺寸进行优化。本研究为系统设计提供重要依据。

交流电磁场检测技术中传感器的设计和信号的小波降噪

传感器的设计和信号降噪分析是交流电磁场测量系统中必须解决的关键问题。通过给激励线圈施加磁芯,缩小传感器的结构尺寸,对交流电磁场传感器的检测信号部分采用差分式串联结构,并采用多级放大、滤波和检波电路,增强对小缺陷信号的检测能力。选取适当的小波,对采集信号进行小波降噪,分析由缺陷引起的扰动磁场与缺陷的关系。试验可得,采用差分式串联结构探头采集的信号峰-峰值较强,噪声较小,能够更好地提取微弱的扰动磁场信号;采用小波降噪后的信号特征能够更明显地定量反映出缺陷特征。

基于有限包络圆的光电平台传感器布局设计

为保证光电平台视轴稳定精度,在装配阶段需要通过配平来最小化其静不平衡力矩。为降低某两轴四框架形式机载光电平台的静不平衡力矩,建立了一种多传感器布局优化设计方法。以各传感器的布局位置为变量,基于有限包络圆方法实现各传感器间的不干涉约束,快速得到具有较小静不平衡力矩的传感器布局方案。该方法成功将某光电平台关于内方位、内俯仰运动轴系的静不平衡力矩分别降低了45%和68%,有效降低了配平质量,提高了光电平台性能。

复合纤维材料中压力传感器的应力分析和优化

在流量控制系统中,需要在由复合纤维材料制成的机翼中嵌入压力传感器。由于机翼结构会对压力传感器的性能产生影响,因此,通过有限元分析软件对该模型在一定拉力作用下的应力情况进行模拟,发现在压力传感器的边缘出现了应力集中。通过3种改进设计,可以降低或者消除应力集中,即对传感器的4个外直角进行倒棱操作;将传感器旋转45°后嵌入;在传感器外围黏合铝合金薄片。在对上述3种优化方法进行有限元分析模拟后,发现在传感器外围黏合铝合金薄片有效提高了传感器的抗拉强度,消除了应力集中。