基于MEMS的液压系统V锥传感器的仿真研究

在液压系统中,由于液压传动的特点以及液压油的局限性,在针对流量的测量过程中,目前很难找到比较理想的动态测量仪表.为了改善这一现状,在应用压力梯度法测量液压系统流量研究的基础上,将先进的MEMS技术与传统V锥流量传感器相结合,提出一种在管内直接获得压羞信号,进而测得流量的新方法.同时推导了流量-差压数学模型,并利用Fluent仿真了 V锥体关键参数(前锥角θ及等效直径比β)对流场性质的影响,仿真结果表明:前锥角的最佳取值范围为45°～60°,等效直径比的最佳取值范围为0.75～0.85.     

交叉电容式传感器研究进展综述

本文介绍了交叉电容原理的起源和发展历程。讲述交叉电容用于电容基准的研究现状以及对1pF电容量的测量不确定度逐步降低到10-8。综述了交叉电容器用于传感器制作的方法和原理以及典型应用,对比传统电容传感器对交叉电容式传感器进行了如下分类：变介质型、变面积型和变极板间距型,并对它的优缺点进行了分析;最后讲述了微小电容检测的方法。在分析现有交叉电容传感器的研究基础上,探讨了如何进一步优化交叉电容式传感以及发展方向。通过对现有的交叉电容式传感器进行综述归纳,使得电容传感器体系更加完善同时为后续的交叉电容器研究提供参考。     

基于空间微螺线管电感的微米级磨粒检测研究

基于液压油污染检测颗粒计数法中的电感检测法,利用含有磨粒的液压油流经空间微螺线管时引起的磁通量的变化,进而检测电感的变化量测得磨粒,并根据电感的增大或减小判断磨粒的性质。实验中铁颗粒引起电感增大,铜颗粒引起电感减小。通过改变漆包线的匝数和直径观察电感变化量和变化率,总结和分析其变化规律。结果表明:该微螺线管能检测到的铁磁颗粒尺寸最小可达50μm。该检测方法测量准确度高,具有良好的实际应用价值与广阔的发展前景。     

微流体油液检测芯片设计

液压油中的磨损颗粒会引发液压系统故障,同时也是机械故障信息的重要载体,因此对液压油中的磨损颗粒进行检测和分析十分重要.基于电感测量技术和微流体技术,设计出微流体油液检测芯片.在该芯片中,磨损颗粒与平面电感线圈的理论间距为0,检测装置的灵敏度得到极大地提高.本文通过数值仿真和实验验证手段研究了平面电感线圈几何参数与电感变化量的关系.结果表明,当铁磁质颗粒通过检测通道时,测得的电感变化量随着线圈匝数的增加而增大,但是随着线圈线宽的增大而减小.本研究为解决油液金属颗粒检测问题提供了一个良好的方案.     

船舶综合液压推进控制方法及仿真研究

为解决船舶在向大型化、高速化方向发展时船舶主机设计困难,机舱布置不合理以及机动性能差等问题,提出船舶综合液压推进,建立该系统的数学仿真模型,并通过试验台测试数据对该模型进行验证.针对该推进系统的特点,提出船舶综合液压推进恒功率与变功率联合控制方法(CVCC).基于配合元件的特性以及仿真模型,分别通过理论分析以及仿真试验对CVCC控制方法进行分析研究,两者相互印证,同时给出系统主要参数变化情况.结果表明,应用该控制方法可保证主机持续运行在最佳工况,使主机功率得以充分利用,克服了柴油机直接推进系统中,主机在轻载以及重载工况下无法发出设计功率的缺点.     

基于电感式传感器的金属颗粒材质识别及粒径估计

传统的电感式颗粒传感器输出的是电感或电压幅值的脉冲信号,本质为标量信号。可通过脉冲信号的正负性区分金属颗粒是磁性或非磁性,且只能在已知颗粒材质的情况下估计颗粒的粒径。但在含有多种金属颗粒的油液中,基于标量信号的颗粒识别方法将失效。为此,本文采用了一种双锁相放大电路,将颗粒产生的复数域信号转化为一对直流信号。提出一种基于模糊隶属度函数的信号处理方法,实现了在噪音干扰下多种颗粒的材质识别和粒径估计。本文搭建了三线圈传感器实验系统。利用五种金属颗粒构建了隶属度函数,并进行系统标定。最后选取两种颗粒对标定后的系统进行了验证。结果表明系统对颗粒材质的识别准确,粒径估计误差小于2%。     

顶板离层仪的应用

结合岱庄矿的实际地质情况与巷道布置形式,在煤巷中安装顶板离层仪,对顶板离层情况进行监测,以便及时掌握顶板下沉和支护质量,总结煤层顶底板围岩运动变化规律,实例说明了顶板离层仪应用情况,具有明显的技术经济效果。     

高通量微型多参数油液污染物检测传感器

为了缩短检测液压油污染物的相对时间、提升对固体污染物的检测精度。设计了一种内置玻璃管的高通量环形流道检测传感器,玻璃管内置一对硅钢片,聚合检测区磁场用以提升检测精度。流道穿过双层平面线圈内孔,通过改变平面线圈电路的连接方式,传感器可以切换两种不同的工作模式:电感检测和电容检测。电感检测可以区分铁磁性和非铁磁性固体颗粒,电容检测可以区分水滴和气泡。分别对电感检测和电容检测进行理论分析和实验验证,并且对有无硅钢片的电感检测进行仿真和实验对比。实验结果表明,环形流道设计缩短了检测时间,硅钢片的聚磁场效果可以提升对固体污染物的检测精度,铁磁性(铁颗粒)检测下限40μm,非铁磁性(铜颗粒)检测下限130μm,电容检测时,检测到200μm水滴和270μm气泡。该研究为实验液压油污染物快速区分检测提出了一种新方法。     

过流速度影响微流体油液颗粒含量检测结果的实验研究

研究了电感法检测液压油中铁颗粒含量时,油液通过微流体检测芯片的过流速度对检测结果的影响。设计制作了微通道-电检测芯片,搭建检测系统,对不同过流速度下的检测信号值进行了对比和分析。结果表明:对于铁颗粒含量相同的液压油,其通过检测芯片时的电感信号值随着流速的增加而线性减小。该研究结果对于提高电感式微流体油液检测芯片的检测精度有参考价值。