新型电容式蒸汽湿度传感器结构设计

针对高温高压湿蒸汽的湿度测量难度大、准确度低的难点,根据蒸汽与水的介电常数差异较大的特点,利用电容法测量湿度的原理,设计了一种同轴式圆筒形电容式传感器,可实现蒸汽湿度的在线测量。利用集成定时器NE555芯片,设计了外部测量电路对湿度信号进行测量,测量电路将电容量的变化转换成频率值,通过输出频率来反映蒸汽湿度。经标定后,该传感器既可直接测量气体的湿度,又可测量固体的水分含量。     

基于变间隙平板电容传感器的柴油氧化性研究

基于柴油介电常数测量原理,研制了变间隙式平板电容传感器。根据测量要求,设计了传感器外围辅助电路,其中,核心控制部分采用AT89C51单片机,激励信号源采用AD9852,产生不同频率、幅值的正弦信号施加于检测和参比传感器,通过后续放大、滤波及A/D转换,将所得信号转换为与介电常数相关的无量纲数据。通过变间隙测量不同氧化程度的柴油样品,考察了传感器的重复性和差异性,确定了其最佳理想距离为0.6 mm。     

基于微波技术的谷物特性分析与检测装置设计

针对传统谷物食用品质检测方法存在检测速度慢的问题,提出了一种基于微波自由空间测量的快速检测方法,并设计了一种新型谷物品质检测装置。采用自由空间传输反射法进行测量,借助矢量网络分析仪获取小麦粉与滑石粉的介电常数,分析其特征谱。分析结果表明,根据两种粉末介电常数的差异对其进行区分是可行的。检测装置基于两次外差混频电路结构,采用自主设计的微波天线探测腔实现微波信号耦合及外部电磁屏蔽,能够有效减少检测误差。系统以STM32单片机为控制核心,通过串口与上位机进行实时通信,即时显示检测结果。以小麦粉和滑石粉为样本进行试验,分析其频谱变化曲线并采用反向传播(BP)神经网络对谷物粉进行鉴别分类。模型对样本的鉴别正确率为97.1%。该设计可推广用于区分不同种类与品质的谷物。     

基于开口谐振环结构的介电常数测量传感器研究

固态材料介电常数的测量常采用双端口传感器，但传感器尺寸较大，针对此问题，设计了一款单端口特性的射频传感器，尺寸仅为30×40 mm。射频传感器采用开口谐振环结构，选用介电常数为4.4的FR4材料作为传感器基板，厚度为1 mm。首先使用电子设计自动化软件ADS设计了传感器，并对加载不同介电常数模型的传感器进行仿真，以得到不同介电常数下的回波损耗S11；随后使用MATLAB对S11谐振频率进行处理，得到待测样品厚度为0.8 mm的拟合公式。最后，将实测数据代入拟合公式得到材料介电常数的测量值，并与样品介电常数标准值比较。实验结果表明，使用该射频传感器测量Rogers 5880得到的介电常数为2.18，误差为0.91 %；测量FR4得到的介电常数为4.32，误差为1.82 %。因此，射频传感器可以用于固态材料介电常数的精准测量。     

基于介电常数法的高精度油品含水率检测仪

油品含水率影响潜艇和飞机等装备的液压系统、燃油系统、滑油系统的可靠性和安全性,要求含水率小于0.01%。基于介电常数法建立了采集油水混合乳液介电常数变化的电容传感器的数学模型,并经过温度补偿修正。采用S3C2410ARM9作为控制核心,以WinCE作为操作系统管理多个任务,通过AD7745实现介电常数与电容量的数字转换,设计实现了0.01级精度的油品含水率检测仪。实验表明:在-5℃~60℃温度条件下和0~0.35%含水率范围内,润滑油和轻质成品油的含水率精度达到了0.01,且具有重复性好、可靠性高、设备简单等优点。可应用在舰艇、电力、航空航天等对油品含水率要求严格的领域,以保证装备的可靠性和安全性。     

电容式液位测量系统的设计

电容式液位测量系统是基于改变介电常数时,电容器的电容量变化的原理来测量液位的。利用电容式传感器,ADC0809,8031,2764,8155单片机和LED数码管等组成测量系统,对煤油的液位进行测量。它具有设定液位、显示当前液位和声光报警的功能。实验表明:该系统能对导电液体的液位测量,并具有结构简单、成本低、性能稳定等优点。     

DVD电信号在线检测

要想对DVD实现全面的品质控制,必须对其电信号及物理信号进行检测。在线检测仪被集成在光盘复制线上,用来检测光盘局部缺损及测量光盘物理特性,如翘曲、盘基及间隔层厚度。当前,一般而言,电信号的检测是在一定的间隔时间内,通过离线检测仪对     

采用电容传感器的型砂含水率检测仪

介绍一种采用电容传感器的型砂含水率检测仪,它采用微电容测量技术对信号进行检测,并通过单片机对数据进行处理和控制,测量准确度高于1%,既可作为便携式仪表使用,也可用在生产线上实现混砂加水的自动控制,具有使用方便、测量速度快、性能稳定、控制可靠等优点。     

基于电容传感器的多功能液体检测系统设计

设计为一个简易多功能的液体容器,以STM32F103RCT6单片机为控制核心,采用HL-8型压力传感器和HX711AD转换电路进行液体重量的检测,通过超声波传感器实现液体的高度测量;根据不同液体介电常数的区别,通过自制电极检测在不同液体中的电容量,进行信号处理后,送给单片机内置的高精度ADC进行转换和辨别,将辨别结果在LCD12864上显示,同时对测量结果进行语音播报。测试结果表明:该液体容器具有价格比高、功耗低、使用方便、测量精度高等特点。     

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。     

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。     

基于电介质介电常数测量的油液在线监测技术研究

润滑油的劣化过程蕴含着发动机的故障信息,在这一过程中其介电常数会有对应的变化.提出了一种基于电介质介电常数测量的油液在线监测方法,并对监测原理进行了介绍,设计了油液在线监测系统包括电容传感器、微小电容变化量检测电路及相应的测试分析软件.对不同污染度的润滑油进行了检测实验,结果表明该系统能够准确有效地监测油液的介电常数的变化,可为发动机更换润滑油及故障诊断提供参考依据.     

基于电容传感的滑油磨粒监测技术研究进展

航空发动机内部旋转部件等区域的磨损,是造成其故障的重要原因.磨损所产生的磨粒是旋转部件磨损状况的重要信息载体,对滑油磨粒进行在线监测,不仅能够掌握滑油系统的健康状态,而且能诊断和评价滑油流经的旋转部件的磨损状况.电容传感器因其结构简单、集成度高、灵敏度高等优势,在滑油监测领域具有应用前景.主要介绍了基于电容测量原理的不同类型传感器及相应的检测技术,并论述了不同类型电容传感技术的优缺点,综述了基于电容传感的滑油监测技术的研究现状.在此基础上展望了滑油磨粒电容传感技术未来发展方向,提出应从环境因素、多维度信号特征提取、磨粒监测收集分析一体化和预测发动机损伤情况等方面进行重点研究,旨在进一步提高滑油磨粒电容传感技术的成熟度以实现工程应用.     

基于嵌入式的润滑油特性在线监测与分析系统

润滑油油液的品质对电厂机械设备的稳定运行有着重要的影响。传统的人工抽检方法又具有一定的局限性,基于此开发了一套嵌入式润滑油油液特性在线监测分析系统。该系统可实时在线监测润滑油的粘度、温度等参数信息,并通过实验对该系统的功能与可靠性进行了验证。     

基于信号注入法的电网电容电流测量方法研究

随着中压电网的快速发展,电网发生单相接地故障时对地电容电流越来越大,准确测量电网电容电流的大小对电网安全运行具有重要意义.本文就用信号注入法测量电容电流的原理进行研究,并通过MATLAB仿真实验,对理论分析的结果进行验证.用信号注入法测量对地电容电流,具有操作简单、测量精度高及测量范围较大的优点,可以使电网电容电流的测量更加准确、便捷.     

润滑油生产溶剂回收系统的混合优化策略

溶剂回收系统的优化目标是在保证润滑油质量的前提下尽量降低能量消耗,由于外 界干扰大、参数波动大、存在较大滞后等因素,能耗优化数学模型难以满足在线优化的要求, 为此提出了一种数学建模与优化、专家系统建模与优化相结合的混合优化策略.为满足能耗 优化的需要,采用了一种基于BP神经网络的润滑油质量指标"闪点"的软测量技术和一种保 证蒸发塔温度控制的非线性预测算法.实际应用结果证明该混合优化策略是成功的.     

原油含水率测量仪的研究

研究电容测量原油含水率的原理,采用开关电容等变换电路,完成电容到频率的转换,经ＭＣＳ—５１单片机系统处理,在线测量０％～３１％和 ６０％～１００％原油含水率时的精度达到０．５％,含水率在３０％～６０％时的精度达到１％．本文介绍开关电容等变换电路的原理及特点,给出仪器的含水率测量实验结果．     

基于AD7745的数字式油品检测传感器设计

植物油掺伪后难以检测,根据不同油品具有不同介电常数的特性,设计了通过电容值进行检测的数字式油品传感器,建立了传感器等效电路,分析了传感器结构对电容检测的影响。传感器为插杆状结构,平板电容极板为敏感元件,检测时不同油品介质引起的电容量变化经AD7745转换成相应的数字量通过I2C串行总线口输出。实验结果表明:数字式油品传感器能够对掺伪3%以上的植物油进行快速有效鉴别,重复性优于0.2%。     

一种波形相似度的车辆检测融合算法

利用磁阻传感器可以实现停车位的车辆{有,无}状态检测,但是磁信号容易受到相邻车位停车干扰而导致误检,针对该问题设计了一种数据融合算法,将车辆磁信号建模为分段线性时间序列,提出了形态距离公式度量时间序列的相似度,计算相邻车位传感器磁信号的波形相似度实现车辆检测,在路面停车区域实地部署了50个磁阻传感器节点,通过长达5个多月的实验,结果表明该算法提高了车辆检测准确率.