用于瞬态高温测试超声波传感器

目的　研究一种用于测试瞬态高温的传感器 .方法　设计超声波发射和接收装置用来测量超声波声速 ,根据超声波的相关原理 ,声速的大小可以反映被测气体的温度值 .结果与结论　超声波瞬态高温传感器是一种非接触式测量传感器 ,动态响应好 ,可用于气轮机进气、火箭排气、汽缸燃烧气体、火炸药爆破燃烧等场合的温度测试     

瞬态高温传感器动态性能测试技术研究

提出了用于瞬态高温传感器动态性能的脉冲CO2激光激励系统．建立并分析了温度传感器瞬态响应数学模型．以此对蓝宝石光纤黑体腔高温传感器进行了动态性能实验研究．实验结果表明,传感器时间响应常数达30ms,测试最高温度可达2000℃,可以对武器发射、火药燃烧、爆炸等过程中瞬态高温进行测试．实验方法具有非接触、操作简便,精度高,实用性强等特点．     

火焰燃烧区域空气声速与温度关系的实验研究

为使声学方法能对火焰温度进行精确测量,实验研究了火焰燃烧区域中空气声速与温度的关系。首先对非火焰气体环境中的声速与温度进行测量,然后在此基础上对不同燃料燃烧的火焰区域进行声速测量实验,并结合热电偶测得火焰温度,进而得到火焰中空气声速与温度的关系。结果表明:在固定距离下,与室温空气环境相比,高温烟气环境会使声波的传播时间减小,火焰环境会使声波的传播时间变长;在非火焰区域,空气声速与温度的关系符合理想气体中声速与温度的关系;在火焰燃烧区域,空气声速与温度关系偏离理想气体的声速与温度方程,与按照理想气体计算的声速结果相比,实际声速测量值偏小;对于同种燃料的火焰,随着火焰温度升高会出现空气中的声速减小的现象。     

燃气发生器内部温度瞬态测量技术研究

针对燃气发生器内部火药燃烧温度进行测试,对高温测试中存在的铠装传感器响应缓慢等问题进行了分析,通过对传感器的壳体工装的设计、密封粘贴的工艺和温度分度表修改的研究,掌握在封闭空间内对高温气体的测试方法,自制高温裸装传感器并进行试验验证,解决了响应缓慢、密封性、耐压等问题。     

应用超声技术的燃烧气体温度测量方法的研究

高温气体瞬时温度的测量一直是温度测量中的难点，主要原因是温度高，压强大，温度变化速度快。传统的温度测量方法，无法实现温度的快速准确测量。在理想气体中，超声波的传播速度与气体绝对温度的平方根成正比，利用超声波频率差的测量测得气体介质的温度。基于此，本文提出了一种超声温度测量方法并实现了测量系统，同时解决了系统探头的安装、高速计数和数据的二次脉冲锁存问题。     

实用氦气声学温度计初步研究

对高温气冷堆堆芯温度的可靠测量是目前的技术难题之一。传统温度计依靠实验室标定的材料特性与温度的关系进行测温,然而,长期暴露在高温、高辐照环境中,其测温材料的性质会发生改变且得不到及时校准,温度传感器易发生漂移甚至失效。气体声学温度计通过测量单原子气体的声速可以直接获得热力学温度;由于气冷堆内氦气介质相对稳定,利用氦气声速获得温度具有较高的可靠性。针对实用氦气声学温度计开展了初步研究,基于圆柱声学共鸣法设计了实用声学温度计测试系统,采用声波导管声学传感器测量了488K至806K圆柱共鸣腔内氦气的声学共振频率,修正了热边界层和粘性边界层的影响;基于量子力学从头算得到的氦气声学维里状态方程,获得了热力学温度。对氦气共振频率的测量相对标准偏差小于0.07%,温度测量的信噪比可满足需求,声学温度计与热电偶测温结果差异小于1%。研究结果为未来持续开展极端环境下气体声学温度计的应用研究提供了支持。     

PS-1型精密超声声速测试仪

根据脉冲回波叠加（pｕｌｓｅ ｓｕｐｅｒｐｏｓｉｔｉｏｎ）原理，本文叙述一种其发射脉冲重复周期受低频调制的精密超声声速测试仪，它是自动声速测试系统中的主机部分。该仪器主要用于测量超声波在材料中的传播速度受外界条件的变化（如温度、压力等）而发生的微小变化。文中对Ｅ－０１等延迟玻璃中超声纵波的传播时间及其温度系数进行了测量，表明该仪器的灵敏度为１ｎｓ。     

超声波测温技术在高温气流温场测量中的应用

对瞬态变化的高温气流温场温度的准确测量一直是工程测量中的难点,超声波测温技术作为一种新型的非接触式测温方法,其测温原理简单,响应速度快,便于工程安装,可用于多种特殊工况下温度的测量。但由于超声信号在传播过程中的衰减及温场外界条件的干扰问题,使得超声波测温技术还未有广泛应用,目前仍处于研究试验阶段。本文介绍了超声波测温技术的发展历史及测温原理,对超声波测温技术目前存在的问题进行了分析,对超声波测温技术的发展进行了展望。     

高精度海水声速测量系统设计

根据超声波渡越时间法超声波声速测量的原理,采用ARM微控制器结合高精度时间间隔测量芯片,设计了一种高精度海水声速实时测量系统。该系统将海水中声速的测量转成对超声波飞行距离和时间的测量,同时通过差值计算消除系统电路延时对测量结果的影响。文章介绍了系统的各个模块,且对渡越时间法海水声速测量系统的关键技术——高精度时间间隔测量方法进行重点阐述。测试结果表明系统对海水声速的实时测量精度达到了0.019 m/s。     

基于MEMS热电堆传感器的高温测量技术

为了拓宽MEMS热电堆传感器的温度测量范围,实现高温测量,根据MEMS热电堆传感器的原理,设计完成了A2TPM1334型MEMS热电堆传感器静、动态标定装置.通过试验得到标定结果;同时提供了基于MEMS热电堆传感器实现瞬态高温测试的技术方案及实现手段,并对其关键部分一红外衰减片性能进行了分析和讨论.     

基于虚拟仪器的瞬态爆炸参数测试系统

瞬态爆炸参数测试系统是研究粉尘、气体爆炸机理的主要测试系统,其中传感器的可靠性、测试系统的灵活性是爆炸参数系统研究的热点和难点.本文开发了基于虚拟仪器的爆炸参数测试系统,并自制了K型热电偶作为温度测试传感器,压力测试采用Kistler 211M0160型传感器.构建了瞬态爆炸参数测试系统,同时编写了爆炸测试系统程序框图.使用5 L爆炸罐测试了甲烷气体爆炸参数,通过试验验证了构建的瞬态爆炸参数测试系统能够满足爆炸参数的测试要求,为研究粉尘、气体爆炸参数提供了仪器设备.     

激光燃烧诊断技术及应用研究进展

介绍了用于燃烧场温度、组分、火焰构造和流场速度等参数测量的相干反斯托克斯喇曼散射、自发振动喇曼散射、激光诱导荧光和OH示踪测速实验系统,给出了在预混火焰、高能固体推进剂瞬态燃烧场和超声速高温流场测量的部分实验结果,并分析了激光作用区域燃烧场温度、主要组分及流场速度的分布和火焰构造。     

超声波热量表流量测量的优化设计

正一、超声波测量设计的原理超声波热量表的组成原理如图1所示,它主要由积分仪、超声波流量传感器、配对温度传感器以及显示和通信等几部分组成。配对温度传感器用于测量水温,超声波流量传感器用于测量流过的流体体积。积分仪是超声波热量表的"大脑",对流量信号和温度信号进行积分运算,并对整个测量过程进行时序控制等。液晶屏用于显示数据。通信模块     

超声波速度的精密测量理论及其应用

一、引言 超声波在媒质中的传播速度是一个重要的物理量。在各种声速测量方法中,脉冲回波重合法(PEO)[1]测量声速绝对值的精度较高,因而受到重视,已成为实验室中测量材料的声速和弹性常数的标准方法[2-5]。我们采用脉冲回波重合法制成的TA—060型超声波速度测量仪[6],测量精密优于万分之二,还能够测出材料由于受外界各种因素引起的声速微小变化(例如高温,低温,高压,电磁场,应力,硬度等)。脉冲回波重合法测量声速的精度较高,是因为它可能实现精确的衍射修正,耦合层修正,以及取得较长的声程。 本文叙述了用于超声波速度精密测量的理论,并应…     

气体分析仪型式评价中温度影响试验方法的讨论

本文从温度对气体分析仪的影响及补偿原理出发,讨论两种不同温度影响评价方法的区别,为广大计量工作者提供有益参考. 一、温度对气体传感器的影响 绝大多数气体传感器对环境温度敏感,为了克服温度对测量结果的影响,目前主要有以下几种办法: 1.恒温法:将整个传感器放在一个恒温装置里,恒温到某一温度,主要用于光学原理传感器,技术成...     

蓝宝石光纤高温测量技术进展

温度是表征物体状态的参数之一,在科学研究和工程应用中具有重要的理论意义和价值。在氧化、高温、腐蚀、电磁干扰等恶劣环境下,温度的准确测量一直是难题。传感器材料是进行温度测量的基础。蓝宝石单晶光纤具有物理化学性能稳定、熔点高、机械性能强等优点,是进行高温测试的一种首选材料。本文介绍了利用蓝宝石单晶光纤进行温度测量的几种方法,即蓝宝石光纤辐射高温测试技术、蓝宝石光纤光栅高温测试技术、蓝宝石光纤珐珀高温测试技术、蓝宝石超声波导高温测试技术的原理、现状、优缺点及发展趋势,并进行了比较,为蓝宝石光纤温度测量应用奠定基础。     

水银中声速值的精密测量

七十年代初,国外研制出一种超声波气压计,其最大优点是能够精密地自动测量气体的压力,测量的结果可以输送到电子计算机中进行处理,便于遥测遥控。美国国家标准局研制的超声波气压计已用来作为低、中真空的标准,它测量水银柱高度的分辨力约为10~(-8)米。超声波气压计的测量精度主要取决于水银中声速值的测量精度。据计算,水银中声速值的测量精度为10~(-5)数量级时,造成测量长度的误差约为10~(-5)     

高超声速飞行器复合材料翼面结构1100℃高温环境下的热模态试验

为了在热模态试验中获得难于测量的超过1 000℃的高温环境下复合材料翼面结构的振动特性参数,将高温瞬态热试验系统与振动试验系统相结合,建立了可对高超声速飞行器耐高温复合材料翼面结构进行1 100℃高温环境下热模态研究的热/振联合试验系统。通过自行研制的耐高温陶瓷导杆引伸装置将复合材料翼面结构上的振动信号传递至非高温区域,使用常温加速度传感器对高温环境下高超声速飞行器翼面结构上的振动信号进行数据识别;并运用时-频联合分析技术对试验数据进行分析处理,实现了在1 100℃热/振复合环境下对复合材料翼面结构的模态频率、模态振型等关键振动特性参数的试验测试。研究结果为高超声速飞行器复合材料翼面结构在高温环境下的动特性分析及安全可靠性设计提供了重要依据。     

气体传感器产业对计量测试需求的分析

气体传感器原理主要包括半导体、催化燃烧、电化学、光学等。气体传感器产业是围绕气体传感器为核心形成的产业链条。开展气体传感器产业对计量测试需求的分析工作,是申请产业计量测试中心需要做的基础工作。气体传感器产业对计量测试需求主要包括产业量值传递需求、产业中具体关键参数的测量需求、产业标准化建设的需求等三个方面。     

MEMS热电堆高温测试系统中的MEMS传感器动态性能测试

传感器作为整个系统的核心部件,其性能对整个系统的指标起至关重要的作用,尤其是动态特性的优劣直接决定能不能测试到瞬态温度的变化。本文针对MEMS热电堆高温测试系统选定的A2TPMI型热电堆传感器进行静、动态性能标定,目的是为整个高温测试系统提供比较精确的传感器参数,为整个高温测试系统的校准提供理论依据。