用于煤自燃监测的无源温度报警器开发

煤自燃占矿井火灾的60%,因此矿井的温度检测对于预防火灾的发生非常必要。叙述了无源温度报警器的设计原理和设计方案。无源温度报警器利用电磁感应原理检测温度,利用无源优势满足了煤矿冒落区不准电源进入的要求,弥补了其他测温设备的不足,具有灵敏度高、安全可靠、价格低廉等优点,具有广阔的市场前景。

基于BP神经网络的液压系统油源温度控制

液压油源温度控制系统是一种大时滞、非线性、时变系统,常规PID无法实现精确控制,对此,笔者设计了基于BP网络的神经网络控制器。仿真结果表明,这种控制策略能有效地抑制系统超调,获得满意的油温稳态精度。

无源温度补偿型声表面波传感器的性能分析

本文利用大型有限元分析工具COMSOL Multiphysics对具有多层复杂结构的无源温度补偿型声表面波传感器进行了多物理场耦合建模与仿真,详细探讨了SiO_2的形状与厚度对器件主要振动模态的谐振频率(f_r)、反谐振频率(f_a)、有效机电耦合系数(K^2)和速度温度系数(TCV)等重要性能参数的影响,并得到了SiO_2/Cu grating/YX-Li NbO_3结构下零温度系数声表面波传感器的最佳配置。

声表面波无线无源温度监测系统

介绍了一种声表面波无线无源温度监测系统,并和其它测温方案进行比较,它具有安装简单、安全可靠、连续监测等特点,对电网系统中的设备触点具有实时在线温度监测功能。

大电流配网设备用无源温度传感器设计与应用

大电流配网开关设备一般都应用在配电系统关键部位,其安全可靠运行对所在配电系统起到至关重要的作用,而配网设备的温升是表征其安全可靠运行的关键指标。本设计提供了一种配网设备用无源无线温度传感器的研制及试验方案,通过配网设备发热量计算选择传感器取电源用半导体温差发电组件,以及对传感器硬件电路、软件程序、集成应用进行设计,最后通过实验室大电流发生装置等验证传感器取电源效果和测温功能,进一步通过高海拔人工模拟实验舱测试其在高原环境下上述效果和功能。通过测试表明:该方案研制的无源温度传感器适用于应用海拔≤3000m的大电流(2500~4000A)配网开关设备在线温度测量,相比传统温度传感器在线监测和红外热成像测量应用更方便。

表面温度源的溯源方法

分析研究了表面温度源的现有溯源方法,通过传感器接触程度模拟试验、测温位置与上表面温度模拟试验及测试数据,分析并验证现有校准方法中存在测温位置与上表面温度有差异、铂电阻温度计跟表面热板的接触不紧密引起误差的问题,并提出了对表面测温杯表面温度和被检表面温度源温度采用比较法的解决思路。

基于纳米材料的无源RFID温度传感器设计

射频识别(RFID)技术与传感器的一体化设计,具有数据采集便捷和部署方便等优点,在智慧农业和食品溯源监测领域具有潜在应用价值。提出一种基于氧化锌(ZnO)/还原氧化石墨烯(RGO)的无源RFID一体化温度传感器设计,传感器天线和电极主要采用微带贴片天线制作,天线及电极结构通过HFSS软件进行仿真设计及优化,然后利用热转印技术在环氧树脂覆铜板上通过化学刻蚀制备图形化电极;传感器的温敏材料为水热法制备的ZnO/RGO纳米复合材料。ZnO/RGO温敏材料阻抗随环境温度发生变化,从而引起RFID射频谐振中心频点偏移,以射频回波损耗和归一化频移来度量环境温度的变化,在10℃~60℃量程范围内,该传感器的温度灵敏度可达0.86 dB/℃,线性度R2=0.99。

光纤布拉格光栅的无源温度补偿

分析了通过施加应变补偿光纤布拉格光栅(FBG)中心波长随温度漂移的原理,给出了一种新型的无源温度补偿的方法和相应的实验结果。该方法采用了两种不同热膨胀系数的金属,对光栅先施加预应变。在0～60℃范围内,中心波长仅偏移了0.02nm。

硅微谐振式加速度计温度补偿方法研究综述

硅微谐振式加速度计具有体积小、成本低、动态范围宽、高精度准数字频率信号输出等优势,但零偏、标度因数等关键性能指标受到了温度等因素的制约,尚不能满足高精度导航制导的高性能要求。因此,本文在简要介绍硅微谐振式加速度计温度特性及温度误差来源的基础上,综述了近年来国内外学者针对硅微谐振式加速度计进行的温度补偿方面的研究,包括无源温度补偿技术、有源温度补偿技术;介绍了无源温度补偿技术与有源温度补偿技术常用的方法和最新的研究成果;分析总结了各种方法的优缺点,提出探索更加精确的测温手段、热隔离效果更好的隔离装置以设计一种低功耗、预热时间短、控制稳定性强的微烘箱系统进行器件层的加热控温,以及寻求无源补偿技术与有源补偿技术相结合的更多可能性以获得温度补偿最优组合是后续温度补偿工作的重点研究方向。

低沸点化学物质在无源轿车轮胎温度传感器中的应用

利用低沸点化学物质具有较高的饱和蒸汽压的特性,设计了一种无源轿车轮胎温度监测系统。系统中的温度传感器是将温度变化通过低沸点化学物质的饱和蒸汽压信号转变为磁铁的位移信号,再利用线性霍尔传感器检测位移信号,实现对轮胎内温度的实时监测。低沸点化学物质是温度传感器的核心之一,结合轮胎温度报警的实际条件,通过考察不同低沸点物质的饱和蒸汽压随温度和压力的变化规律,并考虑化学物质使用的安全性,最终确定了该温度传感器中所适用的感温物质。

DX-600中波发射机无源无线温度监测系统的实现

针对DX-600中波发射机测温系统存在的问题,我台设计开发了无源无线温度监测系统,本文阐述了该系统的设计原则和技术特点,分析了监测原理,介绍了系统的结构组成和软件设计的主要界面。

基于无源超高频RFID温度标签的温度监测系统

设计一种基于无源超高频(UHF)射频识别(RFID)温度标签的温度监测系统。系统由课题组自主研发的无源超高频RFID温度标签、Speedway R220商用阅读器和上位机应用软件组成,实现了物品身份识别、温度实时测量和显示的功能。为提高温度标签的测温精度,提出了一种自适应功率匹配算法,使得天线扫描范围内的多个标签都能在最佳测温功率下测温。测试结果表明:当温度标签与阅读器天线的距离分别为0.5,1.0,1.5 m时,测温误差小于±1℃。

基于温度不敏感源-探测器距离的测量方法的模拟研究

温度变化是影响近红外无创血糖测量精度的主要因素之一。为降低温度变化对近红外漫反射光谱的影响,提出了一种基于温度不敏感源-探测器距离的测量方法,即在漫反射光强对人体组织温度变化不敏感的源-探测器距离处进行光谱测量。利用Monte Carlo方法模拟了温度为30~40℃、葡萄糖浓度为0~300mmol·L^(-1)的皮肤组织在多个源-探测器距离处的漫反射光强。根据模拟结果,分析了人体皮肤组织模型中温度不敏感源-探测器距离的存在性及其受葡萄糖浓度变化的影响;比较了1 000nm处温度恒定和温度变动时,不同源-探测器距离处漫反射光强与葡萄糖浓度的相关性;进一步地,利用六个波长(1 000,1 050,1 100,1 150,1 350和1 410nm)下的温度不敏感源-探测器距离及其他距离处的漫反射光强,建立了葡萄糖的偏最小二乘(PLS)模型,并比较了这些模型在温度恒定和温度变动时的预测精度。结果表明,在1 000~1 440nm范围内,人体存在温度不敏感源-探测器距离,且葡萄糖浓度变化对该距离的影响可以忽略不计;当组织温度变化时,温度不敏感源-探测器距离处的漫反射光强与葡萄糖浓度的相关性及建模效果均明显优于其他源-探测器距离,基本接近样品温度恒定时的情况。研究表明,基于温度不敏感源-探测器距离的测量方法能有效降低温度变化对漫反射光强的影响,有望提高近红外漫反射无创血糖测量的精度。

基于无源无线温度传感器的阅读器设计及其研究

研究了基于陶瓷无源无线温度传感器的无线阅读器设计,使其能够从任意方向接收一定频率范围内的温度传感器射频信号并解析为温度数据。陶瓷无源无线温度传感器是一个全新材料科学领域与无线技术领域内的新型传感器,其应答射频信号延时不超过5μs。使用MSP430FG437嵌入式低功耗处理器以及两片CC1101分别作为阅读器的核心处理器和射频信号收发端,该阅读器同时具备发射与接收无线信号的能力,在供应传感器能量的同时也接收一定能量。该硬件平台扩展接口丰富,方便新增ZIGBEE自组网、MODBUS组网等组网通信功能,非常适合某些高温高压非接触式特殊应用场合的温度监测。

一种具有高阶温度曲率补偿的CMOS电压基准源

实现一种具有高阶温度补偿的电压基准源。这种补偿方法可以应用于温度稳定性要求极高的高精度数模转换电路。电路实现基于0.5μm CMOS工艺,在温度范围-40～150℃之内,有效温度系数为每摄氏度13mg/mL。

采用定速压缩机的低环境温度空气源热泵(冷水)机组季节能效评价分析及试验研究

产品标准GB/T 25127.1—2020《低环境温度空气源热泵(冷水)机组第1部分:工业或商业用及类似用途的热泵(冷水)机组》于2021年4月1日实施,对该类产品的性能评价方法由综合部分负荷性能系数(IPLV)转变为季节能效(HSPF及SEER)评价。如何适应新版标准的评价方法,本文从季节能效评价的基本思路进行理论分析,对季节能效试验的主要优化方向进行研究,并通过试验进行验证。结果表明,改进后的测试策略使机组HSPF及SEER分别提升4.9%和3.3%。

环网柜无源无线温度在线监测系统

本文主要对环网柜无无源无线温度在线监测系统实施研究,其中环网柜是配电网中较为重要的构成部分,新型环网柜是一种无源无线温度在线监测系统,其中主要有不同无源无线温度传感器、天线以及分析器,将传感器放置于环网柜出线电缆连接处。分析器能够在环网柜中任何间隔中,也能够安装在DTU单元中,该系统在安装的过程中,简单便捷,无需更换电池与检修。

基于分子束外延技术可控制备Ga原子团簇的研究

本研究基于分子束外延(Molecular Beam Epitaxy,MBE)技术在Si(100)衬底表面成功制备金属Ga原子团簇.通过控制变量法,研究其尺寸形貌与工艺参数之间的关系.第一组对照实验分别在940℃、970℃、1000℃的Ga源温度下制备Ga原子团簇.实验结果表明,Ga源温度的升高导致Ga的蒸发量增加,进而沉积在Si衬底表面的Ga原子增多,Ga原子自组装成团簇,最终表现为Ga原子团簇的高度升高.第二组对照实验分别在3 s、6 s、10 s、40 s、50 s、60 s的沉积时长下制备Ga原子团簇.实验结果表明,沉积时长增加导致团簇的高度逐渐增加,主要由新吸附原子和竞争效应驱动.第三组对照实验分别在0 s、60 s、300 s的退火时长下制备Ga原子团簇.实验结果表明,退火时长的增加导致团簇的高度下降和团簇内的原子重新排列和分布有关.第四组对照实验分别在420℃、500℃的退火温度下制备Ga原子团簇.实验结果表明,升温至500℃退火会促进Ga原子团簇呈现有序排列,是表面原子的热运动和Ga原子团簇与Si(100)的晶格匹配度的共同作用的结果.

表面温度源的不确定度分析

表面温度源用途广泛,但并未有对其不确定度的研究,所以对表面温度源的不确定度进行了分析。首先根据JJF1409-2013《表面温度计校准规范》中的测量方法,确定了校准表面温度源所需的测量参数即温度均匀性、控温稳定性及示值误差,并建立数学模型,然后分析了不确定度的来源,根据实际测量结果评定了表面温度源温度均匀性、控温稳定性及示值误差的扩展不确定度。

火焰温度场测试中的传感器动态响应研究

在诸如爆炸火焰温度场的瞬态测试中,传感器的动态响应特性是影响测试结果的重要指标,而温度传感器热电偶的动态响应特性通常通过时间常数来反映。针对这种特殊测温环境下对热电偶时间常数的标定要求,采用火焰温度源法,对OMEGA生产的热电偶的时间常数进行了标定分析,获得其时间常数为846.992 ms,标定系统的动态重复性为1.17%。结果表明,用此标定方法得到的时间常数能更真实地反映热电偶在火焰温度场中的动态响应性能,且标定系统的动态重复性好,测试精度高,对分析弹药爆炸过程中的热毁伤效应有一定的参考价值。