基于介电常数测量的新型在线油液监测传感器

介绍了一种基于介电常数测量的油液在线监测电容传感器,设计了微小电容检测的软硬件系统,并以此为基础开发了油液在线监测实验系统.对不同铁粉含量润滑油进行的检测实验表明:该传感器可以有效区分不同铁粉含量的润滑油液.进一步实验研究了温度、滑油压力对传感器特性的影响规律,结果表明:温度、压力与传感器电容值之间近似呈线性关系,即温度、压力对润滑油介电常数的影响近似呈线性关系,通过最小二乘拟合得到了传感器电容值随温度、压力的变化曲线,可为基于介电常数的在线油液监测提供参考.     

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%。     

液体介电常数测定装置

为方便测量各种液体的介电常数,设计平行板电容传感器探头、电容电桥式处理电路和检波滤波电路;处理电路将电容传感器的电容变化转换成与介质相对介电常数成线性变化的电压,经检波与滤波后得到直流电压,利用电压表直接显示液体的相对介电常数。进行了实验标定和实际检测,测量误差小于1%。     

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。     

具有电导率补偿特性的低频电容土壤水分传感系统

土壤水分是现代精准农业中的重要检测对象,目前常用的土壤水分传感器大多使用高频测量方法,电路制作成本较高无法满足大范围布设的要求。基于土壤水分含量变化影响土壤介电常数的原理,设计了利用电导率特性进行校正的低频电容土壤水分传感器,详细介绍了传感器的原理、组成以及含水量计算混合模型,并将传感器应用于低盐度、低有机物含量的黄土土样中进行了重复测试。测试结果表明,传感器的最大误差小于3.30%,平均绝对误差小于2.0%,能够满足农业生产对土壤水分检测的精度要求。     

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。     

用于挥发性有机气体测定的化学阻抗传感器

该文以碳粉掺杂的聚合物为敏感膜,以叉指电极为基底制作了测定挥发性有机气体的化学阻抗传感器.当敏感膜吸附有机气体时,敏感膜膨胀,导致膜中导电性的碳粉粒子距离增加,电阻也增加.同时.有机气体的吸附还引起敏感膜的介电常数改变,从而导致电阻、电容改变.通过传感器电阻电容的变化可以实现有机气体的定量测定.考察了敏感膜厚度、敏感膜中碳粉含量、及测定频率对传感器电阻电容响应的影响.该文还探讨了电阻和电容响应的机理.     

基于边缘效应的圆环式电容传感器电场仿真分析

介绍了圆环式电容传感器的工作原理,即电容边缘效应,通过Hybrid-Trefftz算法建立了有限元模型,利用有限元软件ANSYS对不同传感器模型进行了电场分析与仿真计算,得出了最优结构组合,并以最优结构组合为例,给出了介电常数与电场强度的关系。仿真结果表明:圆环式电容传感器设计中,影响传感器测量性能的最直接和最重要的2个参数是两极板间距和极板长度;被测介质的介电常数越小,电场强度就越大。该仿真对后续产品的设计具有很好的理论指导作用。     

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。     

齿轮装置失效的一种新的电测方法

齿轮装置中机件产生磨损时，总要有金属磨损颗粒脱落于润滑油中，其含量多少反映了金属件的磨损程度。叙述了通过一种新型的磁阻式传感器测量齿轮装置润滑油液中金属颗粒的含量的方法，以达到在线监测齿轮装置磨损程度的目的。     

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.     

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CAV424的油井含水率在线检测

不同含水率的油水混合物其介电常数差异也会很大,根据这一理论,本文设计了过流式的电容传感器,采用专用集成芯片CAV424将电容量转换成电压信号,并进行了高精度的AD采样,提高了测量的准确性。实验结果表明,该系统性能较好、测量精度高、成本低,具有较好的应用价值。     

A novel capacitive pressure sensor based on sandwich structures

This paper presents a sandwich structure for a capacitive pressure sensor. The sensor was fabricated by a simple three-mask process and sealed in vacuum by anodic bonding. The sensor, which utilizes a combined SiO/sub 2//Si/sub 3/N/sub 4/ layers as the elastic dielectric layers, exhibits high sensitivity. Mechanical characteristics of the sensor are theoretically analyzed based on a composite membrane theory and evaluated by use of finite element analysis (FEA). Square membrane sensors with side lengths of 800 /spl mu/m, 1000 /spl mu/m, 1200 /spl mu/m, and 1500 /spl mu/m were fabricated, providing a measured sensitivity of 0.08 pF/kPa, 0.12 pF/kPa, 0.15 pF/kPa, and 0.2 pF/kPa, respectively. The nonlinearity of the sensor is less than 1.2% over a dynamic range 80-106 kPa and the maximum hysteresis is about 3.3% to the full scale capacitance change. The TCO at 101 kPa is 1923 ppm//spl deg/C. All the electrodes of the sensor are leaded from the top side of the chip. Residual pressure in the sealed cavity at room temperature is evaluated by a pressure scanning test, indicating about 8 kPa. Comparison of experimental results with theoretical analysis shows that change of capacitance for the sandwich structure under pressure is mainly due to variation of the dielectric constant while geometric variations such as the area change of electrodes and the thickness change of dielectric layers is about two orders less than the variation of the dielectric constant. Sensitivity enhancements for the sensor are qualitatively discussed based on the physical effects of strained dielectrics, including electrostriction and flexoelectricity. [1551].     

同一柱面电容传感器探头数学模型解析解

为快速、准确地检测谷物颗粒的含水率,设计了同一柱面电容传感器探头,采用电容器边缘效应感应周围物体的介电常数.利用电磁场相关理论,推导出传感器的电容量与被测颗粒物体相对介电常数的数学模型.设计了具体尺寸的传感器探头,计算出电容量与谷物相对介电常数的表达式.温度一定时,探头对稻谷进行了初步试验,发现装置的电容量与谷物的含水率呈线性关系.结果验证了同一柱面电容传感器探头的数学模型的正确性.