基于线激光的鱿鱼扫描系统与分割算法研究

目的:为实现低成本、等重量、自动化分割鱿鱼。方法:基于线激光扫描获取的点云,提出了一种结合线激光点云数据分析、表面重建及鱿鱼体积估测等方法的鱿鱼体积分割算法,使用三维激光扫描仪结合LabView获取鱿鱼表面的三维点云数据,为了还原鱿鱼表面形貌,使用阈值分割法去除点云数据里的噪点,根据分割算法确定分割点位置,对鱿鱼产品进行等侧边对角线等重量分割。结果:对角线长度最大误差为0.86%,重量最大误差为0.94%。结论:基于线激光的鱿鱼扫描系统实现了鱿鱼精确分割,符合企业的生产需求,为鱿鱼生产自动化提供了技术支持。     

不同结构微小音速喷嘴的数值模拟与特性对比

为了降低加工水平对微小音速喷嘴性能的限制,提出了收缩喷嘴、扩散喷嘴和圆锥形文丘里喷嘴 3 种非标准音速喷嘴 结构,并分析形状结构对 3 种喷嘴流动特性的影响。 选取喷嘴喉径为 0. 03~ 0. 12 mm,分别对其内部流场进行数值仿真,并分析 收缩段、喉部和扩散段的几何结构对喷嘴流动特性的影响,最后对比了喷嘴的流动特性。 研究发现,扩散喷嘴的流出系数和临 界背压比较优,且该类喷嘴加工难度最小。 此外,喉径和喉部长度对喷嘴流动特性的影响最大,喉径越大,喉部长度越小,喷嘴 流动特性越好。 这为后续微小喷嘴的研制提供一定的借鉴。     

内径量表中双正弦机构原理误差研究

为提高内径量表的测量准确度,采用数学建模与实验测量相结合的方法对双正弦机构的原理误差进行研究。在正弦机构的理论基础上,针对内径量表建立双正弦机构的传动模型,通过与百分表刻度特性比较得到原理误差模型。提出两种通过调整传动特性来减小原理误差的方案,利用软件建模分析表明杠杆臂长的最佳调整模型对减小原理误差的效果更优。自行设计实验平台对原理误差进行重复测量,初步验证杠杆臂长转角与原理误差的非线性特性,建议后续研究可从分析双正弦机构初始位置的角度改进测量实验。该研究为工程实际应用中调修内径量表、提高测量准确度提供理论基础。     

基于局部管网的天然气能量计量赋值算法

现阶段我国天然气贸易交接过程中,计量方式较多采用体积计量,这种计量方式不仅不能满足天然气按质论价、优质优价的商品交易原则,而且需要依靠价格昂贵的色谱仪分析来实现。天然气能量计量能够避免体积计量所带来的缺陷,同时计量方式又具有较高准确性,越来越成为世界上各个国家天然气贸易结算的方式。基于局部天然气管网建立的天然气能量计量的赋值算法,对1周内天然气能量进行了预测,并将预测值与测量值进行了对比,预测值与测量值的相对误差控制在1.8440%左右,表明所建立的赋值算法能够较好地预测在一定时间内的天然气热值。     

带有大开口的船用玻璃钢夹层板结构力学性能分析

玻璃钢复合材料作为一种新型的工业材料,被广泛应用于包括造船行业在内的诸多领域当中。在船体设计时,为了避免因碰撞等外力因素造成船体损伤,需要事先对其相关结构的力学性能进行数值分析。以带有大开口的玻璃钢游艇舷侧夹层板架结构作为研究对象,对该结构的相关力学性能进行了有限元分析,并对其位移变形量和应力分布情况进行了校核。按照此种方式,分别计算了不同大小的静压力载荷、不同大小的冲击载荷、不同的开口形状和尺寸以及不同的载荷作用位置等诸多工况下的仿真算例,分析、比较其计算结果,最终得出结论。     

大口径超声波流量计内部流-声耦合特性仿真分析

为了探索工业用大口径水流量管道中超声波流量计的使用及其关键的流场-声场耦合机理,针对一DN500大口径超声波流量计进行了流-声耦合数值模拟研究。系统分析了大口径管道中的流场分布特性,揭示了传感器安装结构对于流场和声场带来的综合影响,给出了声波在管道流体中的传播动力学过程,通过换能器的声压接受信号结果计算得到了大口径管道内超声流量计模型的预估流速及计算偏差,其复杂的流-声耦合机理研究对超声波流量测量性能的提升具有重要意义。     

基于往复式柱塞与临界流喷嘴的动态流量发生控制研究

目的:动态流量计量性能是评价流量仪表的重要指标之一,但目前对于动态流量发生装置以及评价方法仍缺少相关研究;本文提出一种利用临界流喷嘴的限流特性,结合往复式柱塞持续输出可控流量的动态流量发生装置。方法:在AMESim仿真环境对实验系统进行建模,计算获取动态流量输出对应的柱塞缸轨迹曲线,由电子凸轮控制伺服驱动的柱塞缸动态调节喷嘴上游压力,进而实现动态流量的输出,通过往复式柱塞的交替运行实现流量的持续输出。结果:装置能够实现不同频率、幅值组合的正弦气体流量平滑输出,限于柱塞的运行速度,动态流量的输出频率最高约为0.2 Hz[幅值(0.084 8±0.000 5) g/s]。结论:基于往复式柱塞与临界流喷嘴的动态流量输出方案可行,后续可进一步开展动态流量评价方法研究,并针对流量仪表进行动态测试。     

往复式活塞气体流量标准装置控制器的研究

往复式活塞气体流量标准装置能扩展活塞装置的流量范围并延长有效检定时间,在简述该装置的结构和工作原理的基础上,针对原系统PLC控制器灵活性不足及ADC精度较低的缺点,提出了一种基于TMS320F2812的往复式活塞气体流量标准装置控制器.介绍了该控制器的硬件构成和软件框架,研究了ADC的校正措施进而提高了ADC精度,实现了伺服电机基于PWM输出的恒速控制和SPWM输出的变速控制.结果表明该控制器ADC的精度优于0.05%,并且易于实现复杂轨迹的运动控制,从而为往复式活塞装置开展深入研究奠定了基础.     

基于USB及CPLD的超声信号采集器设计及应用北大核心CSCD

为满足便携式设备在工程应用中对多路高频信号采集功能的需求,研制了一套以CPLD为时序控制器,以高速模/数转换器(ADC)为信号采样器,以USB接口为数据传输通道的多路信号采集器,最多可进行16路差分信号的高速采集。采集器使用数据缓冲器协调各路数据的采样与传输。通过对USB固件程序、CPLD时序控制程序及上位机接口程序的开发,采集器可实现单路信号采样频率10MHz以上,采样数据直接传输至上位机软件MATLAB中处理。以采集器在气液两相流体积流量测量的应用为例,体现了所设计的信号采集器具有实用、便携的特点。