智能轴承传感器的测试装置研究

轴承是回转支撑单元的核心零部件,被誉为回转支撑系统的“心脏”,广泛应用于航空航天、高铁与汽车轮毂、大型转子及精密机床等各个领域,其发展水平的高低往往代表或制约着一个国家机械工业和其他相关产业的发展水平[1]。智能化是现代工业的发展趋势,智能技术已引起各个国家的高度重视,在此大背景下高端轴承的发展必然离不开智能化趋势,智能轴承应运而生[2]。在智能轴承的研发过程中,需要反复测试,完善产品,因此需要一款装置来对智能轴承系统所测量的加速度、温度、转速等参数的准确性进行验证。

硅电容差压传感器叠层静电封接工艺研究

差压传感器广泛应用于武器装备和工业过程控制。为了树立用户对国产品牌的信心,开发性能优异、拥有自主知识产权的差压芯片是非常必要的。为了解决差压芯片温度特性差、静压偏差大的常见问题,本文提出了一种电容式差压芯体双面叠层静电封接工艺设计方法,并对双面叠层静电封接的工艺参数:温度、电压、时间、表面光洁度、压力等行了优化,使其适合大规模生产。

基于激光传感器的波纹管尺寸测量系统

针对目前波纹管膨胀节的性能检验过程中,尺寸测量部分的工作大多依赖于人工检测,存在效率低、测量结果不精确、劳动强度大等缺点,设计了一款基于激光传感器的波纹管尺寸测量系统。本系统通过直线线性模组实现传感器的双轴向运动,与传统手动测量相比,将大幅提高测试效率以及测量精度,主要针对波纹管膨胀节高精度尺寸测量系统构进行研究,为相关研究人员提供可行性参考。

基于有限元仿真的阵列式涡流传感器特性研究

文中介绍一种用于无损检测的阵列式涡流传感器,传感器由多个独立的励磁极和一个感应线圈阵列组成。对涡流传感器进行了理论分析,并使用有限元仿真软件COMSOL对传感器进行了建模。采用数值方法分析了传感器的电流响应特性,频率响应特性,提离特性以及引入缺陷后的单线圈输出特性,双线圈差分输出特性。根据传感器特性,加入4个缺陷,从单线圈输出电压像素图上能够识别出缺陷所在位置。有限元仿真结果表明,阵列式涡流传感器能够识别金属表面缺陷,输出电压信号能体现缺陷特征,传感器特性研究为阵列式涡流传感器设计优化改进提供了必要的分析方法和理论依据。

基于有限元的波纹膜片初始缺陷分析

波纹膜片作为压力传感器中重要的弹性敏感元件,其物理性能直接影响压力传感器的线性度、灵敏度及稳定性等性能。文章基于ANSYS有限元分析软件,对波纹膜片进行特征值屈曲分析,取其一阶屈曲模态作为初始几何缺陷,并对是否考虑初始缺陷的波纹膜片模型进行静力分析。有限元分析结果表明,与未引入初始缺陷相比,采用一阶屈曲模态作为初始缺陷可得到更小的位移量和最大应力值,这对波纹膜片的设计分析具有重要意义。

基于有限元的波纹膜片结构优化设计分析

波纹膜片在压力传感器中起着关键作用,它直接在物理层面决定了压力传感器的性能指标。为提高压力传感器的性能和精度,必须设计制造具有最优结构的波纹膜片。该文基于有限元方法,对波纹膜片在压力传感器中的工作机理进行仿真计算,得出应力及位移结果,确定了波纹膜片刚度的计算方法。通过改变波纹膜片波数参数,得出波纹膜片结构的最优波数,并验证了不同温度下波纹膜片刚度的线性度。研究结果可以从结构层面提升波纹膜片的性能,从而提高压力传感器的性能,并对波纹膜片其他参数的优化提供方法参考和理论依据。

LIN总线传感器调试装置的研制

本文介绍的是一种操作方便、调试效率高、出错率低,可实现传感器参数设定、模式切换、测试数据比较分析及长期稳定性监视等功能的LIN总线传感器调试装置,主要用于总线仿真,ECU测试,传感器自动化调试等。世界汽车工业迅猛发展,传感器越来越多地被应用于汽车技术之中,传感器在汽车的安全性、舒适性、方便性、多功能性等许多方面都发挥着重要的作用。随着新能源汽车、智能汽车、无人驾驶汽车的快速发展,对传感器协调与通讯要求越来越高,促进了总线技术的发展。

CAN总线传感器手操器的设计

本文针对汽车上常用的CAN总线传感器的调试工作,设计了一款手操器,实现对传感器芯片参数的配置、门限参数的配置,并模拟汽车电子控制单元ECU与传感器通讯,读取传感器的测量数据、状态数据。本文设计的CAN总线传感器手操器采用TJA1042 CAN总线专用收发器,采用STM32单片机作为中央处理单元进行设计,具有功能齐全、使用方便、可靠性高等特点。近些年,汽车产业得到快速发展,新能源汽车、无人驾驶汽车等新技术不断涌现,而传感器作为信息获取的关键部件,也获得了迅猛的发展,一台汽车上装配的传感器上百个,甚至几百个,安装位置也遍及汽车的各个部分,采用新材料、新技术,具有智能化、小型化、多功能的传感器将成为未来的汽车传感器的主流。

基于有限元法的电磁锅炉结构分析

为优化电磁锅炉的结构及加热效率,基于有限元法对电磁锅炉电磁感应加热过程进行模拟分析。在分析中,考虑励磁线圈线圈间隙、线圈直径、发热管厚度对出口平均温度及加热效率的影响,对26种不同工况分别进行计算。通过分析可知,在电磁加热过程中,发热管附近的水域温升较大,内部水的温升不明显。在发热管内的集肤深度内,电流密度很高,随着深度的加大,电流密度骤降。磁通密度模和电流密度模分布基本一致,磁通密度模越大的位置,所产生的感应电流也越大。励磁线圈线圈间隙减小、线圈直径减小、发热管厚度减小均有利于增强电磁加热效应。在所有计算工况中,励磁线圈线圈间隙为1 mm,线圈直径为4 mm,发热管厚度为4 mm时,电磁加热效应最强,出口平均温度为313.54 K。

基于有限元仿真的涡流检测探头的设计与应用

为了保证管道运输的安全,根据国家相关标准要求定期对管道进行安全检测。针对管道缺陷的检测,先对涡流检测探头进行理论分析,然后使用Maxwell软件建立探头仿真模型,最后采用有限元方法在优化后的模型中加入缺陷。有限元仿真表明,涡流检测探头可以实现缺陷的识别及量化。通过实验得出的结论,验证了涡流检测探头设计的有效性。

基于Ansys Workbench的间冷岛用清洗装置桁架结构优化设计

以间冷塔用清洗装置桁架为研究对象,采用DesignModeler建立桁架模型,对桁架梁结构的启动、静载及吊装情况进行静力分析,对桁架的强度和刚度进行校核,以位移、综合应力及桁架质量为约束条件,对桁架梁截面的型材进行尺寸结构优化,通过相应曲面分析和目标驱动优化分析找到设计优化点,使优化后的桁架既能满足强度的要求,又能减少材料,从而达到降低成本的目的。

基于多物理场的电磁锅炉加热器结构优化设计

为了获得最大换热效率的电磁锅炉加热器结构,选取加热器加热棒的直径、均布直径、均布角度,非金属外壳内壁直径及非金属外壳壁厚5个参数为设计参数,采用基于多物理场耦合计算,并利用基于响应面模型和遗传算法对加热器的多个设计参数进行了优化设计分析,得到了效率最高的结构参数,优化后的加热器换热效率达到了97.8%,比原型加热器结构换热效率提升了5.8%。

石油管道内封堵设备设计及研究

长输石油管道作为石油运输的重要途径,经过长时间使用导致管道泄露的问题不可避免,由于管道的埋地位置不同,维修及抢修作业难度增加。针对传统的外封堵设备,提出了一种石油管道内封堵设备设计方法,此设备所需作业时间更短,作业完成后减少在管道上留下其他附加装置,减少故障点,大大降低维修成本和减少维修时间。

基于有限元仿真的涡流探头特性研究

涡流检测在工业生产及设备运行维护等无损检测技术领域占有重要地位。文中介绍一种用于无损检测的涡流探头,探头由1个激励线圈与2个接收线圈组成。激励线圈在电压信号的激励下,在试件中产生感应涡流,试件中涡流随缺陷发生变化,接收线圈捕获到涡流产生磁场的变化,以此分辨试件表面缺陷。分别对涡流探头的激励线圈、接收线圈进行理论分析,使用有限元仿真软件Maxwell对传感器进行建模与仿真。采用数值方法分析探头在正弦波电压激励下的工作方式,铝试件与Q235试件表面涡流分布与探头输出特性。仿真分析了涡流效应对Q235材料探头输出的影响。对Q235试件中不同缺陷深度对探头输出电压大小的影响进行了分析。根据仿真结果,进行了探头实物制作,获得了探头在不同缺陷深度的输出信号,通过实验验证了探头对缺陷检测的有效性。

聚氨酯三阶Mooney-Rivlin模型参数拟合研究

聚氨酯材料具有优异的变形性能,可以用于密封。为了实现管道智能封堵器的密封功能,必须通过合适的力学模型及参数进行表征,并选取合适的聚氨酯作为密封圈材料。基于聚氨酯单轴压缩试验数据,对三阶Mooney-Rivlin模型进行拟合,获取c_(10)、c_(01)、c_(11)三个参数,并结合有限元仿真验证正确性与合理性。通过聚氨酯三阶Mooney-Rivlin模型参数拟合研究,提升了管道智能封堵器密封功能的可靠性。

基于Linux+ARM和FPGA的高速数据采集存储系统设计及实现

为了满足大量数据对于数据采集与存储系统的各项性能如采样频率、存储容量、数据处理和读写速度等提出的更高要求,设计了一套通用的高速数据采集与存储系统。以移植了Linux的ARM为控制核心,以FPGA作为数据获取接口,以TF卡作为存储介质,以USB作为数据输出接口,以以太网作为与上位机的通信接口,完成对大量数字信号的数据采集、存储、显示和传输功能,该系统已应用在多型管道智能内检测机器人上。

埋地管道阴极保护检测系统设计

阴极保护系统是埋地管道防腐蚀的重要保护措施。但复杂的电磁干扰环境会影响阴极保护系统对管道的保护效果,严重时可造成重大灾害。为了可以更好检测管道阴极保护电位,开发一种用于复杂环境下的埋地管道阴极保护检测系统,对该系统在实验室内与模拟试验场进行相应的试验,并与国外设备进行比对。试验结果表明,管道阴极保护检测系统有较高的检测精度与较强的抗电磁干扰检测能力,为后续推广使用起到一定作用。

多参数监测智能轴承的设计与研究

研制了一种多参数监测智能轴承。该智能轴承对轴承实际工况中的振动加速度、转速和温度进行实时监测,并将测量数据传递给云端数据管控平台,实现对轴承运转状态的监控与故障预警,重点研究了轴承振动加速度的测量方式,通过对轴承工况下振动特性的研究与轴承内部结构的分析,选择采用三轴振动加速度计作为研究基础进行测量;通过对轴承内圈结构的改造,采用霍尔传感器与磁编码体相结合的方式测量轴承转速;采用温度传感器测量轴承内圈的温度。通过将该智能轴承与传统轴承座监测系统的对比,可知研发的智能轴承性能相较于传统轴承监测系统有显著的提升,其中振动加速度的监测信号幅值达到了传统轴承监测系统的3倍以上,能更好地判断轴承的运转状态,具有优秀的故障预测预警能力。

基于DOE的爬壁机器人永磁吸附装置优化设计

船舶除漆爬壁机器人通过永磁吸附装置吸附于船舶钢板壁面。文章基于机器人爬壁机可靠吸附和灵活行走的设计要求,设计了一种基于Halbach阵列的永磁吸附装置并建立了爬壁机器人的力学模型,由此得出机器人可靠吸附所需吸附力数值的结论。把永磁体的磁质比作为目标函数,对永磁体的结构参数进行优化,这样可大幅度地提高永磁体的磁能利用率。通过爬壁机器人行走试验,验证了船舶除漆爬壁机器人满足可靠吸附和行走灵活的设计要求。永磁吸附装置优化设计取得的研究成果对于促进船舶除漆技术的进步有显著意义,为后续学者研究提供有利的参考。

基于北斗GNSS的交直流电位梯度测量系统设计

文中设计了一种基于北斗GNSS的交直流电位梯度测量系统,系统通过探杖下端的电极接触土壤取得电位信号,经过信号调理、模拟数字转换和离散傅里叶变换获得电位梯度测量值,基于北斗GNSS的相位差分定位技术和探杖姿态传感功能取得测量点的精确位置信息,将电位梯度数据与位置数据融合,形成精确量化的交直流电位梯度全面数据记录,解决了多次测量中数据不能复现的难题,显著提高了管道健康水平综合评估的准确度。