原向反射式大面积三角形探测光幕灵敏度分布

分体式大靶面测试系统的探测光幕灵敏度直接影响飞行弹丸速度测量的精度。可在散布不大的情况下,使用反射膜与激光器代替矩形大面积测试系统中的人工光源,简化测试系统。对新建的三角形探测光幕的灵敏度进行了分析,综合考虑激光器在不同传播距离处的光强度衰减、空间的非均匀性分布及反射膜逆反射系数和镜头离轴效应等因素,采用数值仿真和实弹试验的方法,将同一弹径的弹丸穿过光幕不同位置时的灵敏度等效到同一基准点进行归一化分析。结果显示,镜头离轴效应对灵敏度影响最大,激光器空间非均匀性分布影响最小。在3.5 m×2 m(宽×高)的直角三角形探测光幕区域进行实弹试验,其结果与仿真结果一致,距镜头越近,灵敏度越高;反之越低。研究结果可为类似原向反射式大面积探测光幕的工程设计提供参考。

电容传感器灵敏度分布快速计算法及其应用

提出一种基于有限元的两相流检测用电容传感器灵敏度分布的快速计算法．通过总系数矩阵的快速生成以及快速的电容计算，显著地缩短了灵敏度分布的计算时间．还介绍了该方法在电容层析成象系统及电容式两相流相浓度传感器设计中的应用．

电容灵敏度分布计算方法的改进

提出一种基于有限元的电容灵敏度分布改进计算法。通过总系数矩阵的快速生成以及快速的电容计算。

压电免疫传感器的质量灵敏度分布优化设计

从石英晶体微天平（QCM）质量灵敏度表达式出发,分析了影响其质量灵敏度分布的因素。在此基础上设计了一种新型电极配置结构的QCM,并利用9MHz的QCM仿真。仿真结果显示,在全电极区域,新型电极结构比圆形电极结构的QCM质量灵敏度分布均匀。最后,采用10 MHz的QCM免疫传感器对卵巢癌进行了实验验证,结果表明,NuTu-19抗体质量在74-370ng内,频率呈线性变化,说明改进电极结构的QCM免疫传感器具有较好的质量灵敏度分布。

固体摄像器件敏感元的灵敏度分布测量

本文推荐一种测量固体摄像器件敏感元灵敏度分布的新方法。该方法可将其分布显示在示波器上,并通过采用狭缝光栅和高分辨率透镜的光学系统获得高的准确度。理论分析了测量误差。并提出这种方法对固体摄像器件分辨率特性的精确评价是一种重要的工具。

介电常数分布对电容层析成像传感器灵敏度的影响

电容层析成像技术 ( ECT)近年来发展迅速。 ECT传感器属“软场”传感器 ,其灵敏度分布受被成像介电常数分布的影响。由于“软场”特性的复杂性 ,图像重建时常忽略其影响 ,其结果是重建图像中有较大的“软场”误差。为获得高质量的图像重建 ,必须研究 ECT传感器的软场特性。本文通过典型介电常数分布下灵敏度分布的计算与比较 ,分析了 ECT传感器的“软场”特性 ,给出了介电常数分布对灵敏度分布影响的主要规律。

大面积三角形探测光幕灵敏度空域分布分析

分体式探测光幕实现室内靶道弹丸初速测试时,探测光幕的灵敏度直接影响初速测量的精度。研究了线光源配接镜头式接收装置组成大面积三角形探测光幕的灵敏度分布,考虑光学镜头离轴效应和线光源随距离衰减现象,将探测光幕内不同位置处光照度等效到线光源处,假设光幕厚度均匀,弹长始终大于幕厚,弹丸遮挡探测光幕所形成的面积与当前区域光幕截面积之比等效为弹径与当前位置处光幕宽度之比。在4.8 m×2.4 m三角形探测光幕上进行理论仿真与实弹试验验证,仿真分析与实弹试验结果一致,靠近镜头处灵敏度大,远离镜头处灵敏度小,且关键探测区域内模拟电压幅值标准差为0.05 V,均匀性符合测试要求。研究结果可为三角形探测光幕的工程设计提供参考。

L形光源大面积矩形探测光幕灵敏度空域分布分析

镜头式探测器配接L形LED光源构成大面积矩形探测光幕,常用来布置在封闭的室内靶道测量外弹道参数,其探测区域的灵敏度大小直接影响测量精度,文章研究和分析了配接L形LED光源的10m×10m大面积矩形探测光幕灵敏度空域分布规律,考虑镜头边缘效应和光传播路径损失,将飞行弹丸遮挡的光投射到镜头处计算光电器件接收的光通量变化,推导出探测光幕灵敏度的数学表达式,将探测区域分割成小块,采用数字仿真方式计算同一口径弹丸穿过不同区域块引起的光通量变化,得到矩形探测光幕区域灵敏度空域分布。结果显示矩形探测区域灵敏度呈现对称分布,靠近镜头主光轴和镜头附近处时,会得到探测区域内的较大探测灵敏度。其研究结果为后续进行大靶面外弹道测试相关技术提供了理论依据。

同面多电极电容传感器的仿真与试验研究

针对非金属材料表面下异常或损伤的检测,提出一个同面8电极电容传感器。采用二维有限元法对该传感器的电势分布、灵敏度分布、电容测量及材料内部发生异常改变时的电容变化进行了仿真计算,用一种工程塑料作为样本,对同面多电级电容传感器用于检测非金属材料表面下的损伤或异常的可行性和有效性进行了试验研究。用主元分析方法对仿真计算的电容值和实测的电容值进行了异常识别,主元分析方法能很好地识别出非金属材料表面下的异常或损伤。仿真和初步的试验结果表明,当非金属材料表面下发生异常变化或损伤时,与材料的健康状态相比,测得的电容值减小了;用同面多电极电容传感器能有效的检测出非金属材料表面下的异常或损伤,该方法可用于实际的非金属材料表面下异常检测和健康状态监测。

电容层析成像传感器软场性能分析

电容层析成像传感器的敏感场是软场，受被测介质分布的影响·以基于有限元分析的灵敏度快速计算法为工具，通过多种介质分布下灵敏度分布的计算与比较，研究了传感器的软场性能·结果表明，即便对于介电常数差异较小的气／ 油两相流，不同的电介质分布亦可导致灵敏度值有正、负百分之几十的变化·各处灵敏度变化不仅与管内介质分布有关，还与该点在敏感场中所处的位置有关·

一种电容层析成像系统多电极激励方法

针对电容传感器测量区内的灵敏场受静电场"软场"的影响,存在灵敏度分布极不均匀的问题,在详细分析电容层析成像系统电容测量原理的基础上,提出一种三电极激励双电极检测方法,该方法采用三电极激励双电极检测方式使得相邻电极间有一个相对均匀的电场,同时增加独立测量检测数,改善求解的不适定性,提高测量区灵敏场的均衡性。利用ANSYS软件和Matlab软件对三电极激励双电极检测的电磁场特性进行系统仿真。仿真结果表明,与单电极激励方法相比较,采用三电极激励双电极检测方式,降低了信号检测电路的难度,测量区灵敏场的均衡性有了很大改善,提高了图像重建质量。

一种新的ECT敏感场计算方法

分析了电容成像传感器的敏感场电位分布与极板电容关系的理论模型,提出一种基于电位分布的灵敏度有限元计算方法。通常使用的敏感场计算的方法是根据灵敏度计算公式,改变场内每个单元介电常数,由正问题求解极板电容变化而计算得到,该法计算非常耗时。提出一种新方法,通过求解源极板和测量极板单独激励下电位分布,结合有限元单元的能量系数来计算整个敏感场分布。相比之下,新方法的计算时间大大缩短,可达2个数量级,并且重建结果与用常用计算方法的结果相一致。

电容层析成像的仿真研究

探讨了电容层析成像(ECT)系统仿真研究的内容和意义。介绍了自开发的ECT系统三维有限元分析软件的主要功能及特点。该软件的最大特点是实现了灵敏度分布的快速计算。用该软件分析了三种轴向结构不同的ECT传感器的敏感场,即UMIST型:测量极板的上下设置有接地的环型保护极板;METC型:测量极板的上下设置有分段驱动的保护极板;Bergen型:无轴向保护极板。比较分析了它们的边缘效应,静态电容值和三维灵敏度分布。分析结果对ECT传感器的结构选型及参数设计有指导意义。

小管径管道气液两相流空隙率电容传感器设计

为了测量微小管道(内径5 mm)中气液两相流的空隙率,设计了具有螺旋结构电极的电容传感器。对螺旋电极电容传感器的螺距和电极宽度2个主要结构参数进行了仿真研究,结果表明当螺距在1.625~2.85倍管径、电极宽度在0.200~0.280倍螺距之间变化时,最大检测场均匀性误差小于25%,流型变化对空隙率的测量结果影响不大。静态实验结果表明,具有最优结构参数的传感器在分层流的空隙率测量中表现出了很好的线性特性。

电容层析成像系统传感器参数优化——基于正交试验设计法

介绍了电容层析成像系统的工作原理及数学模型,采用有限元分析对传感器灵敏度分布进行仿真,分析了系统中各个传感器参数对传感器性能的影响,提出传感器性能评价函数,并基于正交试验设计确定了一组优化参数,为电容层析成像系统中传感器的设计提供了参考依据。

固相浓度电容传感器特性分析与结构参数优选

针对螺旋加料管道内固相物料浓度检测受固相分布影响大的问题,基于电容检测原理,设计螺旋表面极板电容传感器.采用有限元仿真方法,建立电容传感器的三维有限元模型,仿真分析电容传感器灵敏度场分布特性,以及源/检测极板张角、极板轴向长度、屏蔽罩半径、保护极板张角等结构参数对电容传感器检测场各项指标的影响.使用单因素轮换法,筛选出每个因素的理想水平范围.以减小均匀性误差为目标,选择正交试验以及方差分析法,得到各因素的主次顺序以及最优的因素组合,其灵敏度场均匀性误差参数为5.06%.设计检测场均匀性验证试验,搭建传感器实物,实测灵敏度场均匀性误差参数为5.43%,显著改善了传感器检测场的软场效应,减小固相分布对固相浓度检测的影响,满足实际应用需要.

电容层析成像传感器轴向特性的仿真研究

针对目前电容层析成像技术的传感器灵敏场分布的研究 ,建立了 12电极电容层析成像传感器的轴向响应特性的有限元仿真模型 ,利用该仿真模型研究了 METC型和 UMIST型传感器的轴向空间响应特性 .仿真结果表明 :METC型传感器内部的电场分布与二维有限元的假设相符 ,而 UMIST型传感器在轴向有较高的空间分辨率 ,METC型传感器在激励电极和检测电极附近的灵敏度相差较大 。

改善电容层析成像的重建图像质量的方法

本文通过对电容层析成像系统传感器各极板对形成的检测场灵敏度分布的研究。发现了常用的图像重建算法对于靠近管壁的成像对象所重建出的图像容易发生畸变的原因是由于相邻极板对的检测场灵敏度比其他极板对的灵敏度高造成的，为此提出了改进方法。仿真实验结果表明，改进后的图像重建算法所重建的图像质量得到了较大改善。

计数调整型抽样系统T→D转移规则特性研究

在计数调整型抽样检验系统中 ,ISO2 85 9/ 1- 1994将加严检验到暂停检验规则 (TD规则 )修改为“累计五批在加严下不合格”。本文系统比较了“累计五批”和“连续十批”这两个TD规则。分析了样本字码为B ,在批质量水平为 p =AQL处的一次加严方案的转移概率、平均链长 ,并进行了灵敏度分析。

多相流层析成像传感器的研究

本文在介绍了多相流动参数常见的测量方法及特点后 ,分析了影响电容层析成像系统性能的因素 ,提出了采用浮置电极阵列电容的成像传感器。