改进神经网络在芝麻油掺伪检测中的应用

研究芝麻油掺伪检测问题,提高检测精度。由于成分复杂,掺伪后化学成分变化,直观难以检测。传统物理或化学芝麻油掺伪检测方法操作复杂,设备昂贵,存在不同程度缺陷。结合近红外光谱技术和神经网络优点,提出一种RBF神经网络-近红外光谱的芝麻油掺伪检测方法(NIR-RBF)。首先采用近红外光谱提取芝麻油样本的光谱信息,然后采用主成分分析提取光谱信息主要有效成分,最后将主要有效成分输入到神经网络进行学习,得到芝麻油掺伪检测结果。采用建立的模型对掺入不同类型植物油的芝麻油进行检测,结果表明,相对于其它芝麻油掺伪检测方法,NIR-RBF提高了检测精度和速度,降低了检测误差,是一种快速、有效的芝麻油掺伪检测方法。     

电容式传感器测量油品中水的体积分数之新方法

提出了一种采用电容式传感器测量油品中水的体积分数的新方法,运用油品中水的体积分数的不同引起油水混合物的介电常数的变化原理设计相应的电容式传感器,传感器调理电路中运用最新集成电容/电压转换芯片XE2004,有效的消除了电路中的引线电缆的分部电容的影响。实验结果表明:当电容式传感器结构一定时,该方法能够较好的克服寄生电容及环境对电容式传感器的干扰,以较高的精度实现油品中水的体积分数的在线测量。     

射频电容传感器非线性校正方法研究

在油品含水量智能检测系统的开发过程中,使用了射频电容传感器。基于水的介电常数远远大于油的介电常数,因而两者呈现了不同的射频阻抗特性。针对射频电容传感器的非线性特性和在对油品水分检测过程中传感器存在对温度的交叉灵敏度问题,提出了基于L-M算法的多层前向神经网络建立传感器逆模型的二维非线性校正方法。为了保证神经网络训练达到最佳效果,对采集的数据提出了抗脉冲滤波和限幅滤波算法。实验结果验证了上述方法的可行性和实用性。     

基于ANSYS的平面电容传感器阵列三维仿真研究

通过电磁场有限元分析软件ANSYS,构建了电容层析成像(ECT)系统平面3×4电容传感器阵列三维模型.介绍了平面电容传感器阵列结构并分析了其测量原理.对电容进行了仿真计算.仿真与实验进行了对比,证明了仿真模拟的可行性.通过仿真计算电容值,研究了材料与电极间距和材料厚度对电容值的影响.计算了电极对长度和宽度方向的检测深度.通过ANSYS模拟,为损伤检测的特征提取和逆问题图像重构提供了仿真数据.     

梳齿式电容加速度传感器等效并联电阻对器件输出产生的影响

梳齿式电容加速度传感器检测电容的测量结果会受到除感应电容之外的其他等效电路参数的影响。梳齿式电容加速度传感器的结构与多层瓷片电容（MLCC）的结构类似,因此可以借鉴多层瓷片电容中等效电路参数的研究方法对电容加速度传感器中的等效电路参数进行研究。本文将对梳齿式电容加速度传感器检测结构中的等效电路参数进行建模,并分析这些等效电路参数对测试结果产生的影响。     

单极板微位移电容传感器结构设计与优化

根据单极板微位移电容传感器结构优化设计的问题,提出了一种基于纵横推进法的电磁场仿真参数化建模方法。在建立合理的单极板电容传感器电磁仿真参数模型基础上,首先通过仿真实验选择保护环和绝缘层缺口的最优值。然后依据仿真得到的最优值,选择结构与最优值接近的电容传感器产品对比,取得了较好的研究结果,电容仿真值与实际测量值误差小于0.3%。最后对电容传感器极板倾斜对测量结果的影响进行了研究,极板倾斜2°时测量误差为1.6%。电容传感器结构优化结果满足实际工程要求。     

基于柔性铰链的倾角传感器设计

针对现有倾角传感器分辨力不足、精度不高、线性度差等问题,设计了一种使用柔性铰链连接极板和外框架进行角度传递的差动电容式倾角传感器,兼具稳定性好和分辨力高、线性度好的优点,提出了在检测能力一定的情况下通过改变结构参数获得不同分辨力和量程的倾角传感器设计方法,分析了差动式电容极板测倾角原理并进行了线性度评定,构建了结构参数对传递灵敏系数的影响模型,根据选择的结构参数设计了传感器并结合数字电容检测电路进行了验证,实验结果表明在±1000″量程范围内分辨力优于0.14″,测量误差小于±2″,线性度优于0.17%。     

平面电容传感器设计及在材料探伤中的应用研究

材料内部不同损伤具有不同的介电特性,利用平面电容传感器可以实现无损检测。平面电容传感器电极位于同一平面,敏感场非均匀分布,电极结构是影响传感器敏感场分布的主要因素。研究敏感场分布特性有助于提高传感器测量精度。本文基于有限元研究了不同电极结构的平面电容传感器,仿真结果表明,矩形叉指电极敏感场分布均匀性好。分别优化矩形叉指电极和圆形电极结构参数,并基于PCB工艺研制传感器用于材料损伤检测。实验验证了平面电容传感器用于材料探伤的有效性,且矩形叉指电极传感器测量效果优于圆形电极。     

测量条干均匀度的平行板式电容传感器优化设计

条干均匀度一般是指纱线沿轴向粗细变化的均匀程度;检测纱线的微小变化对仪器灵敏度等指标提出了很高的要求,因此对电容传感器的结构尺寸进行优化设计是很有必要的;文章对平行板电容传感器检测纱线的原理进行了研究,并利用电磁场有限元分析软件ANSYS,构建了平行板式电容传感器三维模型,分析了传感器极板尺寸参数的变化对灵敏度和线性度两个优化指标的影响,提出多组传感器分段检测法,完成对电容传感器尺寸的优化;另外,针对平行板电容边缘发散电场对检测结果产生干扰的问题,提出等电位保护环法,并仿真验证其对电容传感器边缘效应的抑制作用;研究结果为平行板式电容传感器优化设计提供了依据。     

基于电容传感器的高精度液位检测装置设计

设计了一种使用电容传感器的液位检测装置。检测装置采用TI的电容传感器FDC2214进行多通道电容检测,检测出的电容数字量经I2C总线送下位机换算出当前液位高度后发送至上位机LabVIEW显示。该装置采用容器与电容极板相分离的非接触测量设计,能快速便捷地检测不同液体的液位。实验结果表明,该装置应用场合广泛,能测量0～100 mm液位高度,测量相对误差为4%,为非接触测量液位提供了参考方案。     

车用润滑油品质快速检测技术及实现

设计一款车用润滑油品质检测仪。鉴于评价润滑油品质的理化指标与润滑油介电常数密切相关，而介电常数又与电容量密切相关，将PCB铜箔同轴式电容传感器、CMOS施密特触发器结合为多谐振荡器，采用易于测量的频率信号反映微小电容量，从而通过频率信号表征润滑油品质。通过STC89C2051单片机实现频率测量，采用LED指示灯对润滑油品质进行指示。对不同使用时长的润滑油品质进行检测，LED指示灯点亮个数各不相同。车用润滑油品质检测仪携带方便、使用简单、检测快速、结果可靠，能够为车用润滑油的更换提供科学依据。     

基于电容传感器的飞机滑油磨粒检测系统设计

飞机发动机的异常摩擦、磨损会在滑油中产生大量的磨粒,对滑油磨粒的有效检测可以为发动机的故障诊断提供可靠信息。设计了一个弧状极板式电容传感器,但传感器中电容变化量非常小,传统方法难以检测,采用交流电桥式电容检测方法。系统以AD9833为DDS信号发生器给交流电桥施加激励信号,经C/V转换、差分放大、相敏解调以及低通滤波等处理后得到实时电压变化。可实现弱信号的精确检测,且能有效克服杂散电容和寄生电容的影响。多次实验结果均表明：该检测系统具有灵敏度高,稳定性好等特点。     

一种润滑油污染度检测传感器的仿真设计

针对润滑油中金属磨粒的数量是引起润滑油裂变的重要原因,设计并仿真了润滑油介电常数检测传感器,研究了润滑油中磨粒数量对介电常数的影响。利用ANSYS有限元工具仿真出润滑油中磨粒含量引起的介电常数变化,优化了传感器结构参数。润滑油中磨粒含量由0.1%变化到0.5%时该传感器输出电容值变化量约为2 pF,并且电容变化量与磨粒含量呈线性关系,因此,可通过检测润滑油介电常数的变化来确定润滑油劣化度。     

电容式传感器探测电极设计

为提高电容式传感器的探测灵敏度,对传感器的探测电极进行了设计,当两电极面积之和为一定值,且与目标等距离接近时,为获得最大的电容变化,应使两电极的表面积尽量相等,同时,进行了具有隔离极的探测电极结构设计,经实验证明:当满足隔离极宽度大于2倍探测极宽度时,该结构的探测电极能够显著提高电容式传感器的探测灵敏度,从而提高电容引信的探测距离.     

三电极平面电容传感器对材料损伤的探测

通过ANSYS软件分析非金属材料厚度和介电常数分布不均匀对电容量的影响以及三电极平面电容传感器探头水平方向的有效探测范围.针对非金属材料表面下的异常或者损伤的检测,提出了一种结构简单、操作方便的三电极平面电容传感器检测法,并对非金属材料表面下的异常或者损伤进行探测定位.通过对损伤区的分析得出了一定传感器探头尺寸水平方向...     

Detection of microdroplet size and speed using capacitive sensors

Detection of the presence, size and speed of microdroplets in microfluidic devices is presented using commercially available capacitive sensors which make the droplet based microfluidic systems scalable and inexpensive. Cross-contamination between the droplets is eliminated by introducing a passivation layer between the sensing electrodes and droplets. A simple T-junction generator is used to generate droplets in microchannels. Coplanar electrodes are used to form a capacitance through the microfluidic channel. The change in capacitance due to the presence of a droplet in the sensing area is detected and used to determine the size and speed of the droplet. The design of a single pair of electrodes is used to detect the presence of a droplet and the interdigital finger design is used to detect the size and speed of the droplet. An analytical model is developed to predict the detection signal and guide the experimental optimization of the sensor geometry. The measured droplet information is displayed through a Labview interface in real-time. The use of capacitance sensors to monitor droplet sorting at a T-junction is also presented. The discussions in this paper can be generalized to any droplet detection application and can serve as a guideline in sensor selection.     

基于介电常数温变特性的食用油品质机理研究

食用油在高温煎炸过程中会生成有害物质,对身体健康及食品安全产生影响.根据食用油温度变化对其介电常数的影响,设计基于介电常数温变特性的食用油品质分析系统.在电容传感器探头设计中,采用等位环和驱动电缆技术来避免边缘电场的影响和寄生电容的产生.文中对3种食用油在32 ℃~150 ℃下进行加热检测,并对测量数据进行拟合分析,结果表明:3种被测食用油在不同温度下呈现不同介电特性,可用于分析和评价食用油的质量.     

异相介质对阵列电容传感器响应特性影响的仿真分析

阵列电容传感器为电容层析成像系统的关键组成部分，采用有限元仿真分析手段，模拟实现了阵列电容传感器的测量过程，对监测对象为油／气两相流时位于传感器中的水等高介电常数介质对传感器响应特性的影响进行了分析，并给出仿真结果。