厚度渐变结构介电性能测试用变间距叉指型相邻电容传感器设计

针对厚度渐变高分子结构介电性能检测问题,设计一种变间距叉指型相邻电容传感器。研究不同叉指个数和极板覆盖率对等间距叉指相邻电容传感器信号强度和穿透深度的影响,确定了单对叉指单元的宽度范围;研究单对叉指单元参数对相邻电容传感器性能的影响,得到单对叉指单元传感器的穿透深度;根据待测结构厚度变化规律,对组成叉指传感器电极的单个叉指单元的宽度和间距进行了优化设计,设计出变间距叉指型相邻电容传感器。仿真和试验结果表明,变间距叉指型相邻电容传感器的信号强度和灵敏度优于等间距传感器,该传感器更适合渐变厚度结构材料的介电性能检测。

车辆雨刷自动控制系统中相邻电容传感器设计

提出一种应用于车辆雨刷自动控制系统的新型相邻电容传感器设计方案,能够在节省成本的同时达到高灵敏度和高鲁棒性。对已有的光电传感器技术,压电传感器技术与电容传感器技术分别进行分析比较。设计三种相邻电容传感器,通过在等参数同测量环境下,利用有限元剖分法对三种相邻电容传感器分别进行的电场分布仿真,并使用阻抗分析仪对测量边缘电容进行比较,确定最优设计。对最优传感器进行测量噪声分析,并提出解决办法。试验结果表明,花形电容传感器性能最佳且相邻电容传感器能够取代光电,压电传感器应用于车辆雨刷自动控制系统中。

基于正交试验方法的相邻电容传感器优化设计

基于正交试验方法,针对极板面积固定与极板面积不固定的双极板相邻电容传感器分别进行了参数设计实验,并分析各参数对传感器信号强度的影响.引入正交试验设计方法提高实验效率达33%,并能有效分析各设计参数对传感器信号强度影响的主次性.实验结果表明:相邻电容传感器设计参数对极板面积固定的传感器性能影响权重由高到低为间距宽度比、极板长宽比、激励频率;极板面积不固定的传感器影响权重依次为极板间距、极板长度、极板宽度、激励频率.利用COMSOL进行数值仿真,与实验测量结果吻合.

几何参数设计对相邻电容传感器性能的影响

针对相邻电容传感器存在的测量信号微弱的问题,研究了相邻电容传感器的几何参数设计对传感器性能的具体影响,并通过几何参数的优化大幅度提高传感器测量性能.提出包括穿透深度、信号强度与噪声抑制、测量灵敏度与动态测量范围的相邻电容传感器性能综合评价细则.针对环形相邻电容传感器进行了极板几何面积变化对传感器性能影响的研究分析;设计了矩形、环形、交叉指形和螺旋盘形4种结构的相邻电容传感器,在等参数同测量环境下,对各相邻电容传感器分别进行电场仿真和边缘电容测量值比较,确定传感器几何形状对传感器性能的具体影响.实验结果表明,相邻电容传感器几何参数对传感器测量信号强度与测量灵敏度影响明显,复杂交叉指形与螺旋盘形的电容传感器测量区域的总体测量灵敏度比单结构的环形、矩形传感器的分别提高了66.8%与33.5%.

基于薄板搭接的摆动式相邻电容焊缝跟踪传感器

针对薄板搭接自动焊缝跟踪目前存在的不足以及电容传感器边缘效应的特点,设计出一种应用于薄板搭接的摆动式相邻电容传感器.首先建立了相邻电容传感器以及该传感器扫描焊缝坡口的数学模型,其次采用Matlab软件对模型进行了仿真分析,并通过试验验证了该模型的正确性及有效性.最后搭建了跟踪试验平台进行了跟踪试验.结果表明,采用摆动式相邻电容传感器能够实现薄板搭接焊缝的跟踪,这为薄板焊缝自动跟踪提供了一种新的技术.

复合绝缘子脱粘相邻电容检测技术研究

针对复合绝缘子安全运行需要,进行复合绝缘子脱粘缺陷相邻电容无损检测方法研究。通过数值仿真和实验,研究了相邻电容传感技术对多层介电结构脱粘缺陷检测的可行性及电极宽度和间距对相邻电容传感器检测能力的影响。结果表明,相邻电容传感技术可用于多层介电结构界面脱粘缺陷检测,且电极宽度和电极间距对其检测性能有影响,通过优选电极参数可以提高相邻电容检测技术的检测效率和分辨率。该研究工作为复合绝缘子芯棒脱粘检测提供了可行的技术方案。

绝缘表面液膜检测电容传感器的几何参数研究

设计了多螺旋盘形相邻电容传感器，并分析了传感器几何参数设计对其测量性能的影响。与传统的阵列式、多环式相邻电容传感器在同等测量环境下进行测量，对各相邻电容传感器分别进行电场分布仿真和边缘电容测量值测量，并进行比较分析，确定了包括极板间距、面积与形状等传感器几何参数传感器性能的具体影响。实验结果表明，复杂传感器结构能够提高电容传感器的测量线性度、测量信号强度以及测量灵敏度等性能。

一种绝缘体表液体自动测试系统

提出一种绝缘体表液体自动测试系统的设计方案,在保证系统测试性能的同时能够大幅降低设计成本。通过对系统数据采集数据转换,以及系统控制部分的工作与设计原理的分析,设计三种相邻电容传感器,讨论分析传感器设计关键参数,并给出了最终设计参数;简单解释了测量数据转换部分和控制部分的系统设计思想。实验部分采用有限元仿真技术模拟了电容传感器的性能;通过阻抗分析仪对测得的数据进行分析、比对、讨论了测量噪声对系统检测的影响,并提出解决方法;实验结果表明,电容探测传感技术应用于绝缘体表液体自动测试系统中的可行性与重要性,设计的系统硬件部分能够实现自动探测分级报警功能。

绝缘表面液体探测的自动控制系统的关键设计

提出了一种绝缘表面液体探测的自动控制系统的设计方案，并对数据采集和数据转换的系统关键部分进行讨论。设计了三种相邻电容传感器，讨论分析并确定了关键的设计参数。给出了测量数据转换与传输部分的设计思想，实验部分通过计算机软件COMSOL以及MATLAB模拟了设计电容传感器的性能，采用阻抗分析仪测得多组数据进行分析、比对，最终确定最优传感器设计，并对测量噪声在传感器检测中的影响进行了分析。实验结果表明，电容探测传感技术能够取代光电传感等高端技术应用于绝缘物体表面液体探测的自动控制系统中，电容传感器的设计以及数据转换部分影响着系统测量灵敏度和误差。

自适应ECT传感器的特性分析

针对传统电容层析成像传感器在测量过程中灵活性的不足以及未来成像要求,提出了一种新型自适应传感器结构。新型的传感器结构由小极板阵列组成,在测量时根据所要得到的主要测量性能来设置不同的极板阵列组合,实现了在测量中使用不同模式的目的。通过详细介绍自适应ECT传感器的结构模型及极板阵列组合后的工作模式,并对两种工作模式进行仿真实验结果得知,新传感器结构在满足测量灵敏度与分辨率的同时又具有良好的灵活性,可代替传统结构成为传感器设计的新研究方向。