水下爆炸气泡射流载荷阵列测量技术探索

水下爆炸气泡射流载荷测量目前存在两个难点:(1)气泡射流载荷是非均匀的面载荷,但其作用半径仅为气泡最大半径的1/10,限于传感器尺寸及安装空间,敏感元密度较低,难以准确获取气泡射流载荷空间分布规律;(2)气泡射流载荷测量时传感器所处的力学环境非常复杂,传感器容易损坏,导致无法测得完整时程。因此现有测量手段难以获取气泡射流载荷的时空分布特性。鉴于此,设计了一种阵列传感器,在一张PVDF(聚偏氟乙烯)压电薄膜上采用特殊工艺加工多个小型敏感元,敏感元尺寸为5 mm×5 mm,呈8×8矩阵排列,敏感元密度≥1 cm^(-2),同时在揭示传感器损坏机理的基础上设计了传感器防护装置。在小型观测水槽内开展了小当量炸药水下爆炸试验,采用阵列传感器测量获取了气泡射流载荷的时空分布特性。研究结果表明:(1)设计的防护装置可保证传感器在气泡射流载荷测量过程中不损坏;(2)气泡射流载荷中心最大,向四周逐渐减小,中心处气泡射流载荷峰压约35.6 MPa,约为冲击波峰压的1.16倍。建立的阵列测量技术可为水下爆炸气泡射流的深入研究提供技术支撑。

基于阵列测量与数据融合的高精度硅压阻式气压变送器的研制

气压是评价大气环境变化的关键性参数。为提高传统硅压阻式气压测量系统的精度,研究并实现了一种基于MEMS气压传感器阵列式测量和粒子群优化（PSO）反向传播（BP）神经网络数据融合处理的高精度数字气压变送器,给出了相应的硬件结构和软件设计,并通过STM32平台对μC/OS-Ⅱ与μC/GUI进行了整合移植和显示优化。结合实验测量数据,从非线性误差、迟滞误差、重复性误差及其整体精度等方面对PSO-BP神经网络算法在硅压阻式气压测量系统中应用的性能进行了研究与分析。研究结果表明,在-20℃-60℃的温度范围内,本文研制的低成本嵌入式硅压阻气压变送器的整体测量精度约为±0.095%FS,基本满足大气探测应用的要求。

基于麦克风阵列测量的机翼脱落涡噪声研究

应用由 1 1 1个麦克风组成的平面麦克风阵列对当前流行的民用客机进场着陆过程中的飞机噪声源进行了测量分析 ,在国际上首次发现了机翼脱落涡单音噪声源 ,并且得到了这种噪声源的频谱特性。

海浪方向谱的阵列测量

本文在系统分析国内外有关方向谱测量工作的基础上,根据实验室模型试验结果,采用由五个测波仪组成的“T”形阵列,于1991年6～7月同在渤海8号采油平台上首次进行了方向谱阵列测量,获得了宝贵的阵列测量资料。测量实施表明,选择最佳测量方案及性能稳定的测波仪器,对测量结果是至关重要的。

阵列测量方式下的电阻率井壁成象

电阻率成象测井是石油测井中最新一代的测井方法 ,对测井仪器响应的精确模拟 ,可以为此类仪器的优化设计和资料解释提供依据。针对电阻率成象仪激励条件比较复杂的特点 ,同时考虑井下地层固有的非均质性 ,选用有限元方法对仪器产生的位场进行分析 ,并对一些典型的地层模型进行模拟 ,给出其电阻率井壁成象结果 。

用阵列测量技术对微米、亚微米单分散微球粒径定值

分析了微球阵列测量法的特征和应用情况，并采用该法对5种微米、亚微米单分散二氧化硅微球粒度标准物质进行了测量。其平均粒径可溯源到中国计量科学研究院标准长度。经与溯源至美国国家标准技术研究院标准长度的测量结果相对照，两个测量结果一致。证明微球阵列测量法可以应用到亚微米级单分散微球粒度标准物质的定值。

沉管隧道沉放对接监控中的超声阵列测量及其关键算法

水下高精度沉放对接是沉管隧道施工的一个关键环节,对测量方法的环境适应性和精度等指标要求很高.目前实际工程中多采用高精度全站仪测量和刚性测量塔传递坐标的方法;此外,国外提出水下声呐测量方法,环境适应性强,且精度不随隧道长度增加而下降.本文通过对水下声呐法进行创新改进,采用三点后方交会方法,提出超声阵列测量方法,并用于佛山汾江路南延线沉管隧道工程中管段沉放对接的测量监控试验,并将测量结果与高精度全站仪测量结果进行了对比分析.现场监测试验结果表明,该方法能够满足工程需要,在管段间距2 m时,三轴坐标测量精度不大于±45 mm.

有限水深下舱段模型水下声辐射圆柱形阵列测量研究

在水面舰艇的研发阶段,随着对其声隐身性能指标的提高,一般采用数值仿真或者舱段模型试验来考核并优化其声学设计。对于舰艇水下声辐射预报方法,也会利用舱段模型试验来验证。考虑试验成本、操作便利性和背景噪声等因素,一般将舱段模型放置在露天水池进行水下辐射噪声测量,因此开展舱段模型在有限水深露天水池的水下声辐射测量研究非常有必要。为了分析有限水深露天水池中舱段模型水下辐射噪声圆柱形阵列测量方案的合理性,本文对在2种水域模型的封闭半圆筒结构水下声辐射进行数值仿真,并对小水线面双体船缩比模型进行了露天水池试验和噪声估算。分析计算和实测结果,验证了有限水深露天水池中舱段模型水下辐射噪声圆柱形阵列测量方案的合理性。该研究成果对于露天水池中舱段模型水下辐射噪声测量试验具有指导意义。

基于阵列测量与声功率分析的三轮摩托车整车噪声源识别

针对某型三轮摩托车加速行驶噪声超过国家标准限值,基于声波声压、阶次分析等理论,运用频谱分析、阵列声压测量以及声功率分析,对车辆主要噪声源进行了识别,确定排气系统为主要噪声源,排气消声器辐射噪声在中、低频和高频段贡献相当,将吸声材料运用到摩托车覆盖件上,进一步验证了排气消声器为主要噪声源,并取得了一定的降噪效果。

用光纤传感器阵列测量动态变量

用光纤传感器阵列测量动态变量Ｊ．Ｎｉｅｗｉｓｃｈ等１．概述分布式光纤传感器或由光纤连接成的光传感器阵列，在大面积、多测量点的监视方面有很大的潜力。定位分辨率可用光时域反射计（ＯＴＤＲ）的原理来表达，这个方法最典型的用途为静态效应（仅随时间作慢变化的测...

水下超声阵列测量原理及在沉管对接高精度监控中的应用

管段对接的高精度监控是沉管隧道建设中的难点和关键点,目前采用设立全站仪观测塔和潜水探摸的方式予以解决,但在海洋环境下难以实现,为此本文提出了一种全新的测量方法-水下超声阵列测量方法予以解决。首先介绍了该方法的必要性、可行性及实用性,然后详细介绍了测量过程和数学原理,然后通过室内及工程测试结果验证了该方法的可靠性,并得出了实际测量误差、分辨率等一系列重要技术指标。结果表明,该方法适用于2m范围内目标的测量,可以得到两节管段之间的相对空间坐标和姿态,3个方向的误差均为最大1.5cm,能够为海洋环境下沉管隧道对接监控提供高精度测量结果。

基于冗余测量信息的阵列式IMU设计

针对单个微机电系统(MEMS)陀螺仪精度低、可靠性差的问题,基于冗余测量信息设计了阵列惯性测量单元(IMU)硬件平台,并利用迭代重加权最小二乘法(IRLS)对扩展卡尔曼滤波(EKF)融合算法进行了改进。首先,根据惯性器件的误差特性及冗余测量可靠性确定了IMU数量,并设计了同轴反向、平行正交的阵列IMU硬件平台;然后,结合受力分析,使用IRLS对数据进行降维融合,解决了使用EKF融合算法时,由于矩阵维数高导致求逆运算复杂和受离群值影响导致融合精度下降的问题;最后,通过实验和仿真证明:阵列IMU的随机误差比单个IMU降低了3~5倍;当出现离群测量值时,阵列IMU仍能保证较高的精度,具有较高的可靠性。

阵列透镜测量仪的设计与应用分析

为了解决500mm以上大口径光束波前的实时测量问题,设计了一种波前测量系统,即透镜阵列测量仪,其最大优点是避免了现有的H-S波前传感器所面临的大口径缩束器的加工难题。介绍了该测量系统的组成结构及其测量原理,分析了测量系统在设计中的参数选择,并根据具体的系统参数讨论了测量系统的检测性能。在此基础上,利用数值模拟对1200mm口径光束进行了波前测量的仿真实验研究,分析了测量过程中系统标定对透镜阵列测量仪的作用。仿真实验表明,透镜阵列测量仪能够实现大口径光束的波前探测。

二维传声器阵列测量技术及其对飞机进场着陆过程噪声的实验研究

发展了一种由１１１个传声器组成的Ｍ维平面传声器阵列测量技术，１１１个传声器在平面阵列中的位置应用随机优化的方法确定，从而保证平面传声器阵列在感兴趣的测量频率范围内具有理想的性能，并应用数值模拟的方法检验了平面传声器阵列的频谱特性．应用此平面传声器阵列对当前流行的民用客机进场着陆过程中飞机噪声源进行了测量分析，实验结果表明应用此项技术可以辨别出在飞机表面上所有重要的噪声源，并可获得全尺寸飞机机体重要噪声源的详细的频谱特性、指向特性和声级变化．

基于柔性超声传感器的阵列式管道壁厚监测系统

当前应用于油气管道壁厚监测的各类超声传感器均为传统刚性结构,针对其超声能量受损、测量范围受限及不易阵列化的问题,设计了一种基于柔性超声传感器的阵列式管道壁厚监测系统。该系统利用柔性电路板及背衬实现传感器阵列化集成,以STM32为主控芯片的硬件电路实现了各通道传感器超声的激励与数据的采集。同时,上位机对接收到的测量数据进行分析处理,从而实现对管道壁厚的监测。实验结果表明,该系统具有良好的测量效果,精度可达0.02 mm。

基于正六面体结构测量阵列的磁异常定位技术研究

基于磁梯度张量的磁异常定位技术正逐渐成为磁异常探测领域内的研究热点。在磁偶极子模型条件下,利用磁梯度张量实现了一种使用八个磁传感器组成测量阵列的单点磁异常目标定位方法,针对定位可行性与约束条件进行了原理分析与技术论证。仿真结果表明该方法具有较高的定位精度,并且指出影响该方法定位有效性和精度的关键在于参数k的确定,对增强基于磁梯度张量的磁异常探测技术实用性具有一定指导意义。

基于正六面体测量阵列的磁性目标定位方法

针对基于磁梯度张量的磁性目标单点定位方法受地磁场的估计误差影响较大的问题,提出了一种基于正六面体测量阵列的磁性目标定位方法,该方法利用正六面体测量阵列上、下两个平面的磁梯度张量测量信息,建立关于目标位置的方程组,利用地磁场梯度较小的特性,通过对磁场矢量项做差来消除地磁场的干扰,然后利用磁场矢量的差值和磁梯度张量信息求解得到目标的位置坐标。仿真实验结果表明,该方法可以克服现有方法中受地磁场的估计误差影响较大的问题,提高目标的定位精度。

基于阻抗测量阵列的区域结冰探测方法研究

针对飞机等大翼展结构的结冰探测需求,基于薄膜式阻抗测量阵列进行区域结冰探测方法研究。依据弛豫极化原理,结合有限元仿真手段,对不同结构特征复阻抗测量电极的结冰探测灵敏度进行建模分析,明确电极形态的优化设计原则与适用场景。针对冰介电特性随温度漂移造成的冰厚测量偏差问题,结合冰介电损耗特性与温度间的关系,提出阻抗冰厚测量的温度漂移自校正模型,实验结果表明该模型可将温漂导致的测量误差减少约77%。在此基础上,建立薄膜式阻抗测量阵列的区域结冰探测方法,分析阵列中L型和T型电极布局的冰厚测量误差来源,并在多组区域覆冰实验中较完整地反演了真实覆冰场景,实验中冰厚测量平均误差低于0.27 mm,具有一定工程应用价值。

阵列式烟气流量测量装置在脱硫CEMS中的应用

近年来,国家对于环保的要求越来越高,特别是对电力企业大气污染物排放总量进行了严格的限制,环保部门及电力企业对脱硫烟气排放总量的精确测量提出了更高的要求。文章介绍了阵列式烟气流量测量装置在脱硫CEMS系统中的应用原理及优势,并分析和展望了该技术的应用前景。

自然电场法阵列拟同步测量技术及应用

针对自然电场法传统测量技术中存在的不足,提出新的阵列拟同步测量技术,结合物理模拟试验和堤坝渗漏及滑坡应用试验实例,对"采集系统"进行了仪器性能和地质效果的初步应用.