基于MEMS技术热温差式流量传感器的设计与标定

设计了一种基于微机电系统(MEMS)技术热温差式流量传感器并对传感器进行了标定。通过MEMS技术加工制作出流量传感器。芯片结构包括中间热源电阻器、上下游测温电阻器及环境电阻器。热源电阻器和上下游测温电阻器悬空布置,热源的工作模式为恒温差。流量值通过设计的硬件检测系统处理,通过串口传输至上位机,上位机上通过MATLAB对控制系统输出的数字量进行拟合标定。经过测试,设计的传感器标定后输出特性良好,能够应用于工业领域的流量测量。     

微量程段的热式气体质量流量传感器研制

研制了一种微量程段的热式气体质量流量传感器.传感器芯片通过微机电系统(MEMS)工艺制备,芯片包括上下游测温电阻器和环境电阻器,其中测温电阻器有4只,对称分布在芯片中央位置,构成惠斯通电桥,芯片工作中采用恒压模式驱动.当气体流过芯片表面时,会导致检测电桥不平衡,流量信号变化转换为相应的电压信号.通过实验标定了传感器的输出曲线并对传感器的精度进行了测试,测试结果表明:研制的传感器在流量0 ～5 mL/min的量程范围内,具有响应速度快、精度高的优点.     

悬隔膜材料和制造工艺技术

综合分析比较了各种微传感器中悬隔膜材料和制造工艺技术的优缺点，从中选择工艺简单易行、性能稳定可靠以及与微电子技术相容的微传感器悬隔膜材料和制造工艺技术，以便提高微传感器成品率．     

基于微控制器的风速计在线控制和测量系统设计

针对两种基于对称热电偶结构和基于晶体管的圆形加热条结构的二维集成风速风向微传感器及其风向测量的问题,设计了采用微控制器进行在线控制和利用软件算法实现风速风向测量的传感器系统.系统集微传感器结构、控制与测量电路于一体,显著提高了二维风速风向传感器的在线控制和测量能力及其系统兼容性,并且便于系统扩展功能.测试结果表明,风速计设计满足实际风速和风向的测量要求.     

纳机电探针阵列与压阻式传感器集成技术研究

给出了纳机电探针阵列与压阻式传感器集成一维阵列器件结构及工作原理;通过理论计算得到该结构的一些主要的特性参数,计算结果与ANSYS模拟结果相符合;并运用微纳机械加工技术制造出该器件。该器件将加热电阻器、压阻式传感器和硅基针尖集成于在同一超薄微细悬臂梁,通过楔形开孔的机械切断,避免了加热电阻器高温处的PN结在高温下失去电隔离作用。室温下测得该器件加热电阻器的阻值为500～600Ω,压阻式传感器的力敏电阻器的阻值为6～8kΩ。     

微流量传感器的制造方法

课题 提供1种微流量传感器的制造方法，使1对电阻器的电阻值协调一致，并极力减小输出的零点漂移量。     

文摘

本文介绍了适于自动化应用的压力传感器发展。并对组成该传感器的厚膜电阻器的压阻特性进行了研究。该传感器的敏感元件是由四个厚膜电阻器上的铝膜构成。连结的厚膜电阻器用惠斯登电桥电路隔离和引发。这些传感器的主要特性是;坚固,不移动部件;对自动化环境不敏感;     

补偿电阻器在高精度传感器中的应用

对补偿电阻器的原理,结构进行了分析;并着重介绍了补偿电阻器在高精度传感器中的应用。     

矿用光纤热线式风速传感器设计

实时、准确地获取风速数据,有助于精准控制矿井风流。现有的热线式、叶轮式、超声波涡街式、差压式等矿用风速传感器或易受干扰,或无法检测微风速,或量程小,且均通过电信号获取风速,存在安全隐患。基于掺杂光纤光热转换特性和光纤Bragg光栅(FBG)测温原理,设计了一种矿用光纤热线式风速传感器,通过掺杂光纤将光能转换为热能,通过解调热交换下FBG中心波长漂移量推算传感探头温度变化,进一步计算出风速。在FBG解调过程中采用光栅复用技术,实现了多台传感器共用同一光源和解调仪,降低了成本。实验室测试结果表明:FBG中心波长漂移量与风速呈非线性关系;在较低的风速范围内,泵浦光源功率越高,FBG中心波长漂移范围越大,风速检测灵敏度越高,风速为0～0.57 m/s时,传感器灵敏度为1 370pm/(m·s~(-1)),最高分辨率达0.7mm/s;传感器响应时间随风速增大而减小,波长动态范围随之增大。现场测试结果表明:该传感器可实现煤矿井下微风速、低风速检测,稳定性较好,监测值能准确反映现场风速变化。     

遥控释药胶囊微点火电路的设计与仿真

介绍了用于遥控释药胶囊的微点火电路设计.采用微气体传感器中的膜式结构,通过有限元分析工具ANSYS 12.1对不同参数的点火电路进行仿真,分析比较了不同点火电阻器线宽和间距的温度场分布,当点火电阻器的线宽为20 μm、间距为10 μm时,中心有效区域的温度分布比较均匀且功耗最低.当点火时间为0.05 s,点火温度为375℃,点火功率为20 mW时,结果表明:设计的微点火电路功耗低至20 mW,满足了低功耗的要求,提高了遥控释药胶囊的整体性能.     

基于LabVIEW的自由射流风洞系统加热气流模拟软件设计

目前设计的自由射流风洞系统加热气流模拟软件测量得出的气流面受力值容易发生耦合共振,导致测量流量误差较大;为解决上述问题,基于LabVIEW设计一种新的自由射流风洞系统加热气流模拟软件,软件程序包括自由射流风洞系统加热气流流量调节、加热气流时序控制、气流模拟软件等,通过与采集节点的配合完成数据采集、处理、分析等工作;利用Lab-VIEW技术,在程序软面板显示加热气流压力、增益频率等数据,直观地表现加热气流的压力大小以及变化;根据加热气流模拟软件,简化开发测试以及控制系统的程序,使软件调试过程更加简单,容易操作,实现了软件测试程序以及控制程序流程开发的平台化和通用化;实验结果表明,基于LabVIEW的自由射流风洞系统加热气流模拟软件能够减少气流面受力值耦合共振,测量误差在0.2％以内,实现自由射流风洞系统加热气流的准确模拟.     

基于单片机的风速风向检测系统设计

介绍了一种风速风向传感器原理,选用LPC921单片机设计了数据采集和数据传输的检测系统,给出了系统硬件电路图和软件流程图,分析了硬件设计和软件编程中的一些问题。     

引射式跨声速风洞流场控制软件设计

目前提出的引射式跨声速风洞流场控制软件抽气端压力过大,导致排气阀气流排气速度变化过于剧烈;设计了一种新的引射式跨声速风洞流场控制软件,在风洞的控制程序中引入了马赫数和雷诺数,对控制质量进行试验检测,以实现风洞系统能够达到更精准快速的控制水平;在风洞流场控制系统中引入了解耦系统,对风洞测试各部分参数进行解耦筛选,提高各参数的准确度,有利于控制系统实现精准控制;实验结果表明,设计的引射式跨声速风洞流场控制软件能有效降低引射式跨声速风洞流场控制软件抽气端压力,使排气阀气流排气速度处于稳定状态。     

大型风洞PIV粒子发生装置研制

示踪粒子量不足是制约大型风洞PIV试验的关键和难点问题,结合大型风洞的实际情况,通过原理设计、分析计算和试验验证,成功研制了基于加热蒸发原理的大流量粒子发生器,并应用到了大量的工程实践中;结果表明,在大型风洞PIV试验中,采用经济性好的油基材料加热蒸发的方式,可持续、足量、均匀地供应示踪粒子,是一种较好的粒子产生方式;另外,在粒子发生装置设计时,应充分考虑实际所需粒子流量,并针对选择的粒子材料的理化特性开展计算分析.     

小风量测量仪的研制

根据风量测量原理 ,研制了一种基于力传感器及计算机技术的小风量测量仪 ,详细说明了该仪器机械结构、测量电路、计算机软件的设计 ,通过对系统测量误差的分析 ,提出了几种有效的解决措施 ,较好地实现了小风量的准确测量     

基于Fluent的超声波换能器测风阵列模型改进研究

针对垂直相交型阵列易受阴影效应影响的问题,根据时差法原理,采用三组超声波换能器互成120°放置,设计了一种具有三条独立测风路径的改进型测风阵列,并建立了风速计算模型。该阵列保证至少有两组换能器正常工作的前提下,对某一条受到绕流干扰严重的测风路径进行校正。利用SpaceClaim软件建立测风阵列及风洞模型,通过Meshing软件进行网格划分,使用FLUENT软件改变模拟风洞内的风速及雷诺数等指标,仿真两种阵列在不同流态下的性能表现,得到速度分布云图以及测风路径速度曲线图,说明了改进型测风阵列能明显提升测风精度。     

Studies on numerical site calibration over complex terrain for wind turbines

The estimation of wind turbine performance over complex terrain is very difficult because of the document of standard IEC61400-12 is adapted for flat or slightly complex topography.And the cost of constructing a meteorological mast is higher with scaling wind turbine up.We have proposed a numerical site calibration(NSC) technique in order to estimate the inflow velocity at the position of wind turbine by using CFD tool to calculate the flow field around the site.The present paper shows the problems for the ...     

声学风洞的设计与仿真

声学风洞优化设计问题随着航空交通运输业的发展,飞机产生的噪声问题日益引起人们的重视。为此,对地面实验设备就提出更高的要求,开展了航空声学风洞的研究。针对传统声学风洞靠经验和工程估算的设计方法准确性差的问题,提出采用数值仿真的方法对将要建造的声学风洞内流场进行建模仿真。得到给定速度下,得到风洞整体内流场的速度及压力分布,比较了风洞各段的压力损失系数和轴线的速度分布,并结合气动声学FW-H方法给出了各段的声压级。结果表明,通过数值仿真可对风洞前期优化设计起到指导作用。     

某跨超声速风洞流场控制软件结构设计

采用LabVIEW开发平台,按照模块化和结构分层设计思想,设计了一套风洞流场控制软件.软件包括上位运行管理和现场实时应用软件两部分,运行管理软件负责参数管理和试验调度,实时应用软件采集现场传感信息并依据试验要求实现风洞压力、位置闭环控制.风洞综合性能调试表明,软件功能完善,满足风洞多种试验工况流场控制要求,并且软件功能分层清晰、结构设计合理、可维护性强、易扩展,为新建风洞流场控制软件开发提供了一种可靠的解决方案.     

某型连续式跨声速风洞阀门控制系统设计

针对某型风洞阀门数目较多,位置分散,空间较少等问题,为避免"硬接线"集中控制方式带来的诸多问题,采用一套PLC系统完成对各类阀门的控制,并由上位机通过PROFINET网络进行调度与指挥,实现远程控制;对阀门阀芯定位精度与流量调节精度的关系进行了推算,并据此选定了阀门电动执行机构型号;在已调试完成的某风洞的吹风试验表明,通过该方法所设计的阀门控制系统流量调节精度可达到0.1%。