Fuzzy数学在传感器设计中的应用

磁环式检波器是将机械震动的速度信号转换成电压信号输出的一种电磁传感器,本文论述了Fuzzy数学在磁环式检波器磁路设计及方案选优中的应用,推导出了磁通量Φ的录属函数和计算方法并介绍了Fuzzy决策与综合评判。     

用于地震勘探的新型高精度地震检波器研究

论述了一种新型适合高分辨率地震勘探的高灵敏度、低失真度的高精度地震检波器.为使检波器获得高灵敏度、低失真度,对检波器内的电磁场进行了系统的研究.研究表明:要获得高灵敏度、低失真度的高精度检波器,检波器必须具有磁感应强度高而均匀的气隙磁场.采用辐向磁场磁路设计和检波器结构优化设计.设计中采用辐向冲磁的FeCo基磁钢和专业的磁路设计软件.所设计的检波器获得了理想的气隙磁场,气隙磁场中均匀场的宽为13 mm,磁感应强度为 560mT.所设计的检波器特性参数为:频率:f=10Hz±2.5%灵敏度:S=280mV/cm/s±2.5%阻尼:b=0.7失真度:d<0.05%.     

关于应力场强法中损伤区的研究

针对应力场强法中损伤区界定存在争议的问题,在应力场强法研究的基础上,依据应力场强法的基本假设,提出一种通过应力等值线界定损伤区的方法。给出了应力等值线的求取步骤,通过算例演示了求取过程,对算例结果进行分析,得到结论:损伤区并不是一个规则的球形区域,而是不规则的,该方法可以反映真实的损伤区,与破坏机理吻合;损伤区大小与施加的载荷呈二次曲线关系,并单调递增,该方法考虑了载荷变化对损伤区的影响,在大载荷作用时依然能准确的预测构件的疲劳寿命。为了证明该方法的普适性,通过两个不同缺口形式、不同载荷形式的算例进行验证,结果表明:该方法能准确预测任何缺口形式、任何载荷形式下构件的疲劳寿命,取得了较好的预测结果。     

超声波固态耦合声特性研究

针对采用固体耦合方式的超声波对粗糙表面工件进行探伤,分析了固体耦合界面反射系数、表面粗糙度和界面压力之间的关系。提出了一种可以推导出干耦合界面刚度的方法,结合准静态刚度弹簧模型计算反射系数,通过模型对比与实验分析验证了理论的正确性。将模型预测值与实验测量值进行比较,最大相对误差为3.56%。此模型可以为干耦合超声检测中,在一定粗糙度表面下达到理想耦合效果所需给定压力的估算值提供一个可靠的理论数据。证明了固体耦合界面粗糙会显著降低耦合效果,增加固体界面间的压力可以提高耦合性能。通过建立的随机粗糙界面模型,可以将检测界面与界面压力的影响进行量化分析。     

基于光弹效应的三分量光弹光纤地震加速度传感器

为满足强电磁场环境下的高精度三维地震勘探的需求,研制了一种高精度三分量光弹光纤加速度地震传感器,该传感器具有线性度好、抗横向谐振的特点.利用光弹原理,设计出三轴光弹敏感系统,可高精度检测加速度的三个轴向分量.采用双弹簧弹性系统,有效地提高了加速度传感器的抗横向谐振特性,且线性度好.该传感器的主要参数:共振频率为3 500Hz,横向灵敏度系数为0.11%,主轴相位灵敏度为3.7×10-3 rad/m·s-2.     

管道液压冲击压力振荡特性分析

针对液压系统中液压冲击引起管道压力振荡的问题,以两端分别连接容腔和换向阀的等直径水平管道为研究对象,通过对管道物理模型的空间离散化,考虑频率相关摩擦,建立管道有限分段集中参数模型,考虑复杂流体现象,合理选择管道子模型,采用AMESim进行了仿真分析,得到管道压力振荡特性。并通过仿真分析确定了管道参数对压力振荡的影响规律。结果表明:AMESim法计算所得峰值压力与理论计算相比误差为1.5%,与Simulink法相比误差为6.8%,且在动态过程中AMESim法和Simulink法压力曲线吻合良好,证明了建模与仿真方法的正确性,为管道液压冲击压力振荡分析提供了一种新方法。     

近红外光谱吸收法检测油气田中H2S体积分数

基于四川地区油气田高含硫现象,提出一种新型系统利用红外光谱吸收测量法检测H2S气体体积分数,有效解决传统气体检测技术中的杂质气体干扰和传感器中毒的问题。设计了一种新型气室,增强了气体对光的吸收,并有效降低了环境温度、灰尘、震动等因素对检测的影响。由于使用LED作为光源,降低了使用中的成本,使该系统的实际应用成为可能。实验结果表明：该系统的测量灵敏度可达10×10^-6,误差始终控制在2％以内,具有很高的稳定性。     

粗糙接触界面超声干耦合特性研究

为提高粗糙接触界面的声耦合性能,对超声波与粗糙界面间的相互作用进行研究。通过界面分形模型的建立,得到含分形参数的接触刚度表达式,并结合界面声学模型分析不同耦合条件下声反射系数的变化;搭建超声干耦合实验平台,通过实验测得粗糙铝板表面轮廓,利用结构函数法对分形维数进行测定,并对不同分形维数的粗糙铝板进行受压条件下的反射系数测量。结果表明:对粗糙接触界面施加一定载荷有利于超声波在界面处的传播,且分形维数较大的粗糙铝板达到良好声耦合效果所需的载荷更小,更便于超声干耦合检测的实施。     

RWESOS-VPMCD方法对超声缺陷信号的识别研究

在通过特征值间的内在关系建立预测模型的变量预测模式识别方法(VPMCD)中,传统判别方法受特征向量中的个别特征预测异常值影响大,易导致分类错误.提出基于比值加权的最小误差平方和的判别函数(RWESOS),可将异常预测的特征权重大幅降低,提升正确预测特征的权重,从而提高分类准确率.实验表明,在对不同缺陷大小的超声检测信号...