双色平面激光诱导荧光瞬态燃烧场测温实验

在复杂的燃烧流场等试验研究中,平面激光诱导荧光技术（PLIF）被用于特定气体分子浓度分布、火焰构造和温度分布的测量。基于双色激光诱导荧光测温原理,设计了双激发PLIF 系统,选取两条合适的OH 自由基激励线,定量测量了甲烷-空气预混火焰的二维瞬态温度场分布。实验中,通过对两个激光脉冲功率和激光轮廓分布监控以及双ICCD 成像的空间位置校正,提高了测量的精细程度。给出了测量结果,并与稳态燃烧场火焰的热电偶测量结果进行了对比,不确定度优于5%,这种二维瞬态测温技术能够满足超声速燃烧诊断中的应用。     

基于空间冲激响应的圆形换能器辐射声场研究

基于空间冲激响应的稳态声压场理论,从选取距离函数出发,建立了单阵元圆形平面换能器声场中任一场点处的基于傅里叶变换的冲激响应声场模型,该模型适用于声场中的任意位置。并运用Matlab仿真了换能器的轴向与径向声压分布,且在圆形换能器冲激响应的声压分布实验系统上进行验证,实验结果与仿真得到的声压场具有很好的一致性。实验验证表明,仿真结果可准确反映圆形换能器的空间辐射声场分布。该方法计算快捷,对于优化圆形换能器设计参数及提高超声成像检测分辨率有重要参考意义。     

三维温度场声学测量重建及计算机仿真

相比单点温度测量而言,温度场的测量更加重要。温度场声学测量是目前最有发展前景的一种温度场测量方法,国内尚无人开展三维温度场声学测量的研究,为此,采用计算机模拟仿真的方法进行了三维温度场声学测量重建。以最小二乘方法为基础构建了三维温度场声学测量重建算法,以安装了32只声发射/接收传感器、并被均匀地分割成64个空间网格的正立方体型区域为测量空间,在考虑和不考虑＂声线弯曲效应＂的情况下,对球对称型模型温度场进行了仿真重建。仿真结果不仅与理论预测符合得较好,而且在考虑了＂声线弯曲效应＂后,温度场的反演精度有了很大提高,说明＂声线弯曲效应＂是影响温度场重建质量的重要因素之一。     

一种基于面阵CCD的单波长辐射测温方法

介绍了一种基于面阵CCD的单波长辐射测量三维温度场的方法.通过引入一种新型的多路面阵CCD数据实时采集系统采集待测温度场多个方向投影数据,利用计算机层析技术重建温度场内部空间物理量的分布,然后根据维恩近似公式获得空间温度场的分布.对多路CCD数据实时采集系统的内部构造以及工作原理进行了较为详细的阐述.并对蜡烛的火焰温度场进行了测量,最后用热电偶验证此方法的正确性.利用此系统可以做到数据实时采集,为三维流场的实时测量奠定了良好的基础.     

基于分布式光纤的油井温度场测量系统设计

分布式光纤测温是一种用于实时测量空间温度场分布的新兴技术,由于它在测量分布式温度上的独特之处,该技术在油井温度场测量有很好的应用前景.首先从分布式测量原理、分布式测温原理和测温算法三个方面分析和研究喇曼分布式光纤测温系统原理,接着介绍了分布式光纤测温系统软硬件的设计,并在此基础上设计出了实验系统.实验证明所得结论是正确的,方法是可行有效的.     

一种低旁瓣非均匀圆形活塞换能器的设计

针对水声换能器的指向性旁瓣级问题,该文提出了一种低旁瓣非均匀圆形活塞平面水声换能器。该换能器在均匀圆形活塞换能器的基础上,采取去双环分布方法去除均匀圆形活塞换能器部分压电相体积,改变换能器结构,实现了抑制旁瓣的效果。以均匀连续平面活塞阵为基础,该文推导了去双环圆形平面活塞阵指向性函数,并采用Matlab对该指向性函数求解,分析两个环的位置和宽度随换能器指向性最大旁瓣级的变化规律,根据优化结果确定了换能器的最优尺寸。通过有限元仿真分析表明,该去双环圆形活塞换能器指向性最大旁瓣级为-25.3 dB,与均匀圆形活塞换能器相比,最大旁瓣级降低了8.3 dB,实现了旁瓣抑制,有效降低了最大旁瓣级。     

煤矿井壁冻结温度场监测系统

根据分布式光纤温度监测系统的工作原理,分析其应用于冻结壁温度场监测的可行性,对冻结壁温度场监测系统的组成、监测数据的处理和光缆布设方案进行研究,设计的分布式光纤煤矿井壁冻结温度场监测系统实现了0.5m的连续测温空间分辨率,温度分辨率为0.1℃,并应用于冻结壁温度场的温度监测.与传统的单总线温度传感测温系统的测温数据对比,其具有测量温度值准确、数据量大、系统稳定性高和布设更加方便等优点.     

基于单片机的超声波测距仪设计

介绍了一种基于单片机的超声波测距仪的设计。详细给出了超声波测距仪的工作原理、超声波发射电路和接收电路、测温电路、显示电路等硬件设计,以及相应的软件设计。设计中采用升压电路,提高了超声换能器的输出能力;采用红外接收芯片,减少了电路间相互干扰,提高了灵敏度;同时,考虑了环境温度对超声波测距的影响,采用温度传感器,提高了测量精度。该设计试验运行良好,系统结构简单、操作方便、价格低廉,具有广阔的推广前景。     

超声波啤酒酵母浓度在线检测仪

基于超声原理的啤酒发酵过程酵母浓度在线检测仪是由超声波发生器、发射和接收超声换能器、温度传感器、放大器、鉴相器、A/D转换器和微机系统等组成。仪器根据超声波在发酵液中的传播速度与酵母浓度、温度间的相互关系,实现酵母浓度的在线检测,所用超声波换能器的中心频率为5.6 MHz,并给出了传感器的温度补偿经验算式。为了提高测量精度和消除温度等影响,实际测量时使用两个测量传感器,并采用了相位差测量技术,测量精度优于0.2%。     

利用光纤拉曼散射温度传感系统的电力电缆温度在线监测

电力电缆线路运行温度在线检测技术是目前及时发现电力电缆线路局部过热点位置、检测运行线路的绝缘状态和计算导体载流量的首选技术措施。分布式光纤拉曼测温技术是利用激光在光纤中的传播特性,实现实时测量空间温度场分布的新技术,可以对光纤沿线的温度场进行分布式的连续检测。介绍了光纤拉曼传感技术的测温原理,以及基于此技术的电力电缆温度在线监测系统在实际中的应用,获得了一些仿真结果,并同传统的测温技术进行了详细的比较,说明分布式光纤拉曼测温系统应用于电力电缆在线监测的优势,适合于推广使用。     

印制板组件回流焊表面温度场的建模仿真技术

采用有限元分析方法，基于材料实际参数建立印制板组件的三维模型。对照回流炉实际温度设置方式，通过研究炉体结构、加热方式和空气流动，然后以传热学中的射流模型估算得到的对流系数值作为有限元模型的边界条件，通过模拟仿真得出组件表面各个位置在再流焊过程中的温度变化情况和温度场的分布情况。在印制板组件表面设置测温点，测量实际回流曲线，与模拟仿真结果进行对比，验证了仿真的有效性。     

利用声波法重建舰船排气温度场及红外辐射强度

为了提高舰船排气红外辐射监测水平,提出了一种基于声波法的排气烟羽温度测量和辐射强度计算方法.利用声速与温度的关系,建立排气温度场声学测量模型,通过声波传感器测量的声波传递时间,重建排气烟羽温度分布.利用该温度分布,通过解算红外辐射模型,获取排气红外辐射强度.通过仿真实例对该方法进行了验证,仿真结果表明:基于声波法的温度场重建方法在5%的测量误差水平内具有良好的重建效果,基本解决了舰船排气温度场和辐射强度实时计算的数学模型问题,为进一步开展舰船红外辐射实时监测技术的实船应用奠定了基础.     

三维动态偏移场模型及其在视频跟踪技术中的应用

基于二维动态偏移场模型,该文提出了动态偏移场模型的三维描述形式,实现了对目标沿景深方向运动状态的描述,并为失真图像序列的动态偏移提供了由平面偏移估计到空间运动状态估计的渐进描述。在视频跟踪系统中,较之其他视频跟踪技术,基于三维偏移场模型理论,该文实现了跟踪视频序列的稳定化和对被跟踪目标运动状态的估计。     

基于组合特征图案的单目视觉三维振动测量

针对结构三维振动同步测量问题,提出一种基于组合特征图案的单目视觉三维振动测量方法.组合特征图案由圆形图案和正弦条纹图案组成并喷涂或粘贴于待测结构表面,采用单目相机对该组合特征图案进行连续成像.运用图像重心算法提取圆形特征的重心坐标,求出结构平行于成像平面的二维振动信息,再运用能量重心频谱校正算法提取中心位置正弦条纹的密度信息,据此求出垂直于成像平面的振动信息,从而实现结构三维振动的同步测量.通过模拟仿真分析了图像噪声、成像分辨率、图案动态特征提取算法对测量性能的影响.对悬臂梁在脉冲激励下的空间自由振动进行实验测量,并与Hough变换圆检测算法的提取信号进行对比,结果表明该方法能够对结构三维振动位移信息进行高精度的同步测量.     

基于二维方孔光栅的平面三维显示

一维狭缝光栅实现平面三维显示具有低成本、光栅参数易于改变和无需对焦的优点,但存在遮挡画面影响亮度的缺点;二维透镜阵列具有全视差且深度感知自然的优点,但存在显示像素低和观察视角小的缺点。为了同时兼顾上述两种方案的优点,结合一维狭缝光栅和二维透镜阵列提出了一种基于二维方孔光栅的平面立体显示方案。Lighttools软件仿真实验结果表明:基于二维方孔光栅的平面三维显示原理可行,其像质因子略小于一维狭缝光栅的像质因子,但继承了一维狭缝光栅和二维透镜的优点,是实现平面三维显示的一种新的发展方向。     

光纤光栅传感器阵列在空间温度场测量中的应用

提出了一种基于光纤光栅(FBG)的温度传感测量系统,其可应用于空间温度场的分析与研究。该系统主要由FBG阵列、光纤解调仪和上位机组成,可以在复杂的环境下进行实时多点测温,实现对环境中的温度场进行监控与温度记录。经实验验证,该测量系统准确的实现了对空间中各点温度的实时测量。该系统具有空间分辨率高,响应速度快,抗电磁辐射等特点,为空间温度场研究及特殊工况下的温度场监测提供了有力手段。     

基于声波的快速温度场重建系统研究

传统的声学测温系统往往需要设计复杂的算法来分析回波波形,以确定飞渡时间,降低系统工作效率。为此设计一种以超声波模拟前端TDC1000为核心,配套使用数字转换芯片TDC7200的时差测量系统,可直接获得相应飞渡时间。并在此基础上,针对最小二乘重建算法的边缘温度缺失问题,提出一种基于Reflected Sigmiod函数的温度场重建算法。经测试,该系统可测得纳秒级超声波飞渡时间,结合该文重建算法,能够较准确重建出被测区域温度图像。     

基于多信息融合铸坯温度场测量方法及影响因素分析

连铸生产过程中,铸坯内部温度场无法实时测量,表面温度难于准确测量,而稳态传热模型不能模拟实际工艺参数频繁变化的浇注过程,本文建立了实时凝固传热模型,并对模型的影响因素进行了分析.考虑到铸坯表面随机剥离的氧化铁皮对其测温的干扰,研究建立了基于面阵的CCD测温系统,并结合数值分析方法,消除了铸坯表面氧化铁皮对测温的干扰,还原铸坯表面真实温度,使测量的铸坯表面温度波动在±10℃范围内.通过采用CCD面阵测温、射钉测厚以及数值分析方法,实现了基于多信息融合的铸坯温度场在线测量,为二冷配水动态优化和铸坯温度场闭环控制提供了基础.     

高压电缆的光纤分布式温度传感技术分析

光纤分布式测温技术是一种新型技术,其原理是利用激光在光纤中传播的特点,对空间温度场进行实时的测量。其作用是分布式的连续检测光纤沿线的温度。本文通过介绍光纤分布式温度传感技术的测温原理,以及光纤的安装方式对温度测量精准度的影响,分析阐述了该技术在高压电缆内部温度测量方面的应用。     

一种新型超声波测距仪的设计与研究

与其他测距方法相比,超声测距具有更大的优势和更广泛的应用前景.本文详细阐述了一种基于AT89S51单片机的新型超声波测距方式.超声波几乎不被光线、烟雾、电磁场等所干扰;此外,超声波换能器的内部构造比较简易、空间利用率高并且易小型化与集成化.该系统着重设计单片机的硬件接线模块、超声波发射模块以及接收模块.空气中的超声波传播速度对温度有一定的依赖性,因此,为进一步提升系统的测量精度,在此基础上设计了基于DS18B20的温度补偿电路,同时设计了WT588D智能语音提示电路和用来提示或者报警的蜂鸣器以此达到实际使用时方便快捷的目的,最后由显示电路显示.文章最后通过实验仿真以及通过硬件进行测距实验验证了该系统具有良好的测量精度和抗干扰性的优点.