表面四电极含金属芯压电纤维的冲击振动传感特性研究

模仿昆虫毛发感受器的结构和功能,设计制备了一种能测量外部振动的表面四电极含金属芯压电纤维(FMPF)冲击振动传感器.采用干压成型法制备了含铂金芯的压电陶瓷纤维胚体,经过高温烧结、涂镀表面电极、高温极化后,制成FMPF传感器.基于压电方程和振动理论,建立了悬臂梁结构的FMPF冲击振动传感器的理论模型,分析了传感信号与冲击振动角度和幅值的关系.把FMPF固定在基体上,搭建了实验系统,测试了FMPF对冲击振动的响应,验证了理论模型.结果表明,FMPF的传感信号和冲击振动的幅值成线性关系,和方向成"8"字形关系.得出了FMPF传感器能够测量冲击振动幅值和方向的结论.     

基于匹配滤波解调的光纤光栅振动传感器研究

采用双悬臂梁结构,研制了基于匹配滤波解调的光纤光栅振动传感器,可通过悬臂梁对匹配光栅静态工作点进行精确调整.该传感器集振动传感和动态波长解调于一体,并具有温度补偿功能.对传感器的工作原理进行了理论分析,通过与压电式加速度传感器进行的比较实验,得到了一致的实验测量结果.     

振动传感器的原理选择

介绍了几种类型的振动传感器的工作原理,如电阻应变式、电感式、电容式、压电式、霍尔式、磁电式振动传感器.为了选择更为合适的某种原理的传感器,对比了相对式、惯性式振动传感器的不同,并指出在物理量的转换过程中,惯性式传感器存在的明显缺点一难以保证信号的不失真传递.得出了结论,在传感器原理选择的时候首选相对式振动传感器,并介绍了相对式振动传感器的主要分类,包括电感式位移传感器、电容式位移传感器、磁电式速度传感器.     

光纤振动传感器

介绍一种能测量微机械结构振动频率的光纤振动传感器.较详细地介绍了该传感器的工作原理和结构特点,并对其线性检测范围进行了理论分析.这种传感器能检测振幅为1μm的振动.     

单模光纤耦合声发射传感器及其应用研究

根据声发射引起的扰动振动现象.提出采用单模光纤耦合器检测振动的声发射探测技术.单模光纤耦合传感器耦合输出与传感器耦合区长度和振动频率有确定的函数关系.分析和设计了熔锥耦合型单模光纤声发射振动传感器.搭建了相应的等强度悬臂梁振动监测及解调系统,通过与当前使用的压电振动传感器的室内实验,对比测试冲击信号和周期信号,验证了该传感器能有效实现振动扰动的检测.结合岩石试件破裂实验,进一步验证光纤耦合声发射振动传感器是能实现岩石声发射检测的一种新的检测技术方法.光纤耦合振动传感器以其灵敏度高,制作简单,抗干扰能力强,性价比高,使用简单等优点在其他光纤传感器和传统的电类传感器中,具有不可比拟的应用前景.     

悬臂梁式光纤振动传感的一种光调制方法的特性研究

从悬臂梁式光纤振动传感的基本原理出发，应用较为成熟的光纤连接耦合理论，导出了悬臂梁（反射体和敏感体）相对于稳定的光纤运动的一种光调制方法数学模型，通过计算机运算求得其特性曲线，为传感器的设计提供可靠的理论依据。     

FBG振动参数监测试验研究

通过对光纤光栅传感器进行理论分析,建立了由测量光纤光栅传感元件的波长而得到振动参数的理论模型,介绍了测量系统信号处理,并对光纤光栅与加速度计的试验结果进行了比较。     

多通道光纤振动传感器系统

介绍了一种多通道光纤振动传感器的原理和设计,它使用悬臂梁来遮挡反射回光纤的光，用光强度调制来实现振动信号的测量。这种传感探头只需一根光纤引出，紧凑小巧，易于安装调试。详细地介绍了系统的设计和制作方法。     

一种基于等强度梁的光纤光栅高频振动传感器

以光纤光栅为敏感元件,设计了一种基于钢制等强度悬臂梁结构的高频振动传感器,该传感器由光纤光栅粘贴于等强度悬臂梁的表面而实现.运用材料力学原理对该等强度悬臂梁的共振频率和应变特性进行了推导.采用匹配滤波法解调光信号,并进行了传感探头优化设计,使该传感器实现了温度补偿.在不同环境温度下对任意频率的振动进行了测量实验,结果表明这种振动传感器可以实现高频振动信号的检测,实际上限频率达6 kHz,测量频率误差小于0.5%,能够实现温度补偿,且集成度高,结构轻便,具有广阔的实用前景.     

提高光纤光栅应变传感和振动传感测量精度的一种方法

采用匹配的双光纤光栅组成传感头和采用匹配的光纤光栅组成检测光路,使应变、振动引起的波长移位放大了一倍,从而使这种传感器的测量精度提高一倍。     

有向传感器网络覆盖预测模型与数量估计

有向传感器网络由大量有向传感器节点组成,不同于有着全向感知范围的全向传感器网络,有向传感器网络的感知范围是一个扇形区域.研究了有向传感器网络的覆盖预测模型及数量估计问题.针对节点随机部署的应用环境,在初始部署网络时,为满足一定的覆盖率要求,在充分考虑了目标区域边界效应的基础上,提出了一种基于概率的网络覆盖预测模型.基于该模型,对初始部署的节点数目进行了预测.通过仿真实验,对结果进行了分析.结果表明：利用所提模型得到的理论值与实验真实值拟合较好,且更符合实际应用需求.     

振弦式传感器测量死区机理分析与性能优化方法研究

针对振弦式传感器普遍存在测量死区的现象,以大量程位移计为研究对象,通过ANSYS分析手段、材料力学和振动学理论,对振弦和弹簧的振动特性和振动能量进行机理分析,通过不断的参数优化,获得了令人满意的理论分析结果,最终为提高传感器的可靠性和测量精度提供了优化设计方案.经过对比实验测试验证,由优化设计方案试制的新传感器的性能指...     

基于振动可视化的电力变压器ODS测量方法研究

针对电力行业变压器振动测量研究的需要,提出了一种基于振动可视化的电力变压器工作振型(Operational Deflection Shape, ODS)测量方法。该方法采用高速摄像机获取被测结构的振动视频,并基于稠密光流法进行运动捕捉,从而获取被测结构的ODS。搭建了悬臂梁振动试验台,通过对比振动可视化方法与传统接触式测量方法的ODS测量效果,验证了本方法的可行性。研究了电力变压器的振动原理,并使用该方法来分析电力变压器的振动,获取设备工作振型。结果表明：基于振动可视化的ODS测量方法简单并易实现,其ODS测量结果能够满足电力变压器振动测量的需要,并能为电力变压器的状态分析提供依据。     

有向传感器网络最大覆盖调度算法

与传统的全向传感器不同,有向传感器可以切换到不同的方向,并且每个方向覆盖有限角度的感应范围.针对有向传感器网络的区域覆盖问题,研究了“最大有向区域覆盖”MDAC(maximum directional area coverage)问题,期望通过调度传感器的工作方向,最大化覆盖区域面积.首先给出了MDAC 的问题定义,使用整数线性规划描述MDAC 问题,并且证明其是NP 完全的.然后提出一种分布式贪心算法DGreedy(distributed greedy algorithm)解决MDAC 问题.在此基础上,通过计算可能的覆盖贡献比例来反映网络拓扑信息.还提出了一种增强的算法PGreedy(distributed probability-enhanced greedy algorithm)使覆盖区域更大.证明了所提算法的收敛性,并通过详细的模拟实验验证了其有效性.     

非接触式高速旋转叶片振动测量新技术的研究

基于叶尖定时原理开发了一套旋转叶片振动监测系统,该系统主要由光纤传感、数据采集、振动分析三个部分组成.光纤传感的核心是叶尖定时传感器和光电转换模块的设计,数据采集实现对转换后的脉冲数据进行高速采集、预处理和与计算机之间的高速通信,振动分析则由计算机软件进行实时处理并显示分析结果.整套系统在现场某大型压气机上进行了原理性验证,同时在高速模拟转子上通过了实时性验证,分析得到的结果与应变片监测的数据完全吻合,保证了整套系统最终应用于压气机叶片振动的在线实时监测.     

基于蚀刻结构的强度调制型光纤传感器􀀂

本文介绍了有着蚀刻结构的光纤传感器在应变测量以及薄结构振动测量中的应用和检测机理 .并且在非对称蚀刻结构的光纤曲率传感器的基础上提出了分布式光纤模态曲率传感器研究     

四轮全向小车的惯性传感装置的设计

四轮全向小车因其载荷平稳和全向驱动的运动方向灵活而被广泛地应用于高性能机器人小车。为提高四轮全向小车的运动性能,设计了一套以DSP为CPU,由MENS加速度传感器、陀螺仪和电子罗盘组成的惯性传感装置。该装置体积小,价格低,结构简单,实时性好,能很好地实现小车的加速度、姿态角和角加速度的测量。此外该装置还通过小车电机的光电编码器实现里程计,以便在其后的研究中实现小车的惯性导航。     

折反射全向图像与遥感图像配准的建筑物高度提取算法

提出一种折反射全向图像与遥感图像配准的建筑物高度提取算法,可应用于大范围三维城市重建。首先,利用全向Hough变换方法提取折反射全向图像中建筑物的顶部边界线;然后基于提取的边界线,根据空间水平直线全向成像的角度不变性对折反射全向图像与遥感图像进行配准;最后利用配准结果,依据折反射全向图成像模型计算建筑物高度。实验结果证明该方法简捷易行且计算结果准确,误差较小。     

有向传感器网络覆盖控制算法

覆盖控制是传感器网络的基本问题之一,基于全向感知模型的覆盖控制的研究已经积累了丰富的成果.近年来,得益于图像/视频、红外、超声波等传感器的引入,有向传感器网络覆盖控制问题得到广泛关注并发展成为研究热点.从有向感知模型及其特点入手,综述了该领域国内外的研究进展,着重分类讨论有向传感器网络覆盖控制的基本理论和算法.最后提出当前亟待解决的问题,并对其未来的发展趋势进行展望.     

基于VC与MATLAB的全景视觉反射镜设计

介绍了Visual C 和Matlab的特点及其在数学计算、图形显示方面的优势,在分析了全景视觉系统反射镜设计原理的基础上,首次提出应用VC和Matlab混合编程方法实现反射镜设计.该方法实现了反射镜设计的自动化及可视化,最后介绍了设计实例,实践证明该方法显著提高了系统设计的效率.