平膜压电谐振式结冰传感器信号检测方法

通过对平膜压电谐振式结冰传感器的几种测量方案的分析,提出一种开环扫频的信号检测方法。采用C8051F系列单片机作为传感器的激励和测量的主要控制单元,能以较快的速度和较高的精度测得传感器谐振频率,从而得到冰层厚度的检测信息。实验表明该方法可取得良好的效果。

基于PVDF传感器的车辆动态称质量系统算法分析及应用

为有效管理车辆超限超载,并为道路设计规划提供数据支撑,基于聚偏二氟乙烯(PVDF)传感器提出一种适应高速公路动态称质量系统。针对压电膜传感器信号设计了电荷放大电路、单片机信号采集电路和SD卡存储电路等,提出用滑动平均滤波算法进一步处理采样信号,并对软件系统的设计流程进行了分析。为验证数据处理方案的准确性,进行了室外场地模拟试验,又进一步进行道路现场试验获取车辆载荷谱数据,通过对数据的分析得到此路段实际交通量的结构组成。试验结果表明,设计的称质量系统能够满足动态称质量的精度要求,具有较高的实际应用价值。

基于多传感器的路面结冰检测系统

路面结冰不均匀且厚度较大，由单一传感器实现结冰检测较困难。选用对薄冰敏感的压电平膜结冰传感器、可测量厚冰的光纤结冰传感器、温度传感器以及图像传感器组成一种路面结冰检测系统。系统能测量10mm以内的路面结冰，对0-5mm范围内结冰测量精度可达0．2mm，对5-10mm范围内结冰测量精度可达0．5mm。

便携式道路载荷谱测试系统硬件设计

车辆超限超载现象严重危害道路基础设施,为保证公路交通的有效运营、管理和维护,设计了能够采集并存储车辆数量、车速和车辆载重的道路载荷谱测试系统。将压电膜传感器安装于道路中,车辆经过传感器时产生电荷信号,并经过电荷放大电路转换电压信号;单片机具有AD采集功能,可以快速采集并处理输入电压信号,计算得到车辆参数信息。系统能接收地感线圈开关信号,并将车辆状态传递至单片机;设计了RS-232串口通讯电路外传测试数据并接收控制参数;设计了实时时钟电路,用于获取车辆经过时间,并随车辆数据一起存储至SD卡中。经过室外场地安装测试结果表明,测量的轴重等数据具有较好的精度,能够满足高速公路车辆动态测试的要求。

便携式车辆轴载谱动态采集系统研究

基于压电膜传感器提出了一种测量车辆轴载谱的便携式动态采集系统,研究了传感器的安装方式对称重信号的影响,通过信号对比分析选择了铁板下打胶缓冲的安装方案,并提出了积分值乘以车速的轴重计算方法。通过实际道路现场测试,测量轴重与实际轴重的误差在合理的范围之内,验证了计算方法的有效性。

联网版道路轴载谱动态称重系统设计

通过设计电荷放大、低通滤波及电压放大电路,对动态称重传感器采集的数据进行处理,得到车速、轴数、轴重等车辆参数,通过4G网络传输至服务器。然后进行路面模拟测试和高速公路现场实测,试验结果表明,系统可以实时采集道路轴载谱并上传至服务器。

强脉冲激光在AZ31B镁合金中诱导冲击波的实验研究

为了研究强脉冲激光在镁合金中诱导冲击波的衰减,采用Nd:Glass脉冲激光(1054nm,23ns)对AZ31B变形镁合金试样表面进行冲击,并利用响应快、测量范围大的PVDF压电膜传感器以及示波器实时测量了强脉冲激光在镁合金靶中诱导激光冲击波的相对压力.根据冲击波每次在靶材背面反射时,所经过距离的不同得到激光冲击波在镁合金中的衰减规律.结果表明,在激光能量为5J的强脉冲激光作用下,镁合金中冲击波衰减的平均速度为5.83×103m/s,与镁合金中应力波纵波的传播速度相符;强脉冲激光诱导冲击波在镁合金中是以指数规律衰减的.试验所得分析结果对激光冲击强化镁合金的应用具有重要意义.