高压激励电容层析成像系统传感器阵列设计

为了解决高压交流激励电容层析成像系统微小电容检测的灵敏度和分辨率更高给电容传感器阵列设计带来的新问题,分析了极板长度和极板张角对几个重要的传感器阵列评价指数的影响,利用仿真方法评估了不同极板参数条件下中心型、层流型和环流型的重建图像的空间图像误差,并以此为依据确定了一组极板参数.最后给出了根据设计参数制作的8极板传感器阵列模型及高压激励电容层析成像系统的图像重建实验结果.实验结果证明:所设计的传感器阵列达到了设计的预期目标,所确定的参数方法是可行的.     

电容层析成像投影数据的采集系统设计

电容层析系统(ECT)可分为电容传感器阵列、投影数据采集系统和成像计算机三部分.通常的ECI系统中，每个电容极板都有自己的电容检测电路，对应于同一激励源的所有投影数据并行地转换成直流信号.研究了单片机控制的采用串行数据采集方案的ECT投影数据采集系统的设计.各极板共用一套电容检测电路，对应于同一激励源的所有投影数据串行地转换成直流信号，降低了硬件成本，消除了并行测量方式通道差异所带来的误差.论述了设计的整体方案、电容检测电路、极板控制电路、单片机单元电路和软件设计.给出了数据采集系统测试实验和ECT系统成像实验的结果.     

电容层析成像系统三维传感器结构分析

针对电容层析成像系统存在检测信号微弱,灵敏度低和信噪比低等问题,在分析传感器结构参数对传感器物理性能影响的基础上,给出了一种三维电容层析成像系统传感器模型的选择和分析方法,该方法以6种常用模型为基础,通过对比空满管电容值分析,并通过试验改变屏蔽罩厚度dl,极板张角θ,层间旋转角α的值,分析电容值随参数的变化,绘制电容值随参数的变化曲线,给出了三维ECT传感器参数的参考值.屏蔽罩厚度dl的参考值为8~12 mm,极板张角θ的参考值为50~54°,层间旋转角α的参考值为45°,为三维ECT传感器设计提供了新思路.     

多激励模式下的电容层析传感器优化设计

针对电容层析成像(ECT)系统中传感器采集信号微弱,边缘化效应严重,介电常数变化不明显等问题,提出了一种基于多激励模式下的ECT传感器优化设计方案,该方案在优化了传感器物理参数的同时采用相邻双电极激励模式进行检测,增加了敏感场强度,在一次测量过程中可以获得更多的电容值,有效增加了传感器采集信号数量与采集精度.实验结果表...     

基于互导纳原理的梳状传感器优化设计

为优化梳状表面波传感器最佳结构参数,达到提高接收信号的幅值、减少波形拖尾现象的目的,提出了一种基于交互导纳概念的优化设计方法,对等间距梳状表面波传感器的幅频特性进行优化.采用数值模拟的方法,在铝板上激励表面波,并通过仿真分析梳状传感器阵元个数、阵元宽度及阵元间距等关键参数对接收信号波形与幅值的影响.单阵元宽度较小时,拖尾现象较弱;随着阵元个数的增加,接收信号幅值虽有所提高,但会产生较为严重的拖尾现象.梳状表面波传感器阵元间距与激励波长的比例系数对接收信号的幅值影响较大,通过互导纳原理并结合时频分析,确定了当阵元间距等于激励波长时,梳状表面波传感器激励信号较好.     

12极板直接三维ECT图像重建仿真

为克服间接三维ECT系统轴向分辨能力低这一缺陷,进行了直接三维ECT重建技术的研究.将12个极板分三层布置,相邻层极板有45°角的相对旋转.不但测量同层极板对的电容值,还要测量不同层极板对的电容值.三维图像直接在重建过程中产生,与经过二维断层图的间接三维重建图像截然不同.建立了传感器的三维有限元模型,分析了传感器的三维敏感场.采用线性反投影算法以及有限元分析法获得的三维灵敏度矩阵和电容测量仿真数据,实现了直接三维ECT图像重建.重建结果显示了直接三维ECT具有良好的轴向分辨能力.     

阵列式电容传感器测量两相流组分含率

阵列式电容传感器直接估计两相流截面级分含量误差较大,通过分析电容受流型影响的特性,导出了一个修正公式,利用１２电极阵列电容传感器取得６６个测量值,根据两相介质在电容极板是的分布情况,介绍在利用修正公式修正组分含率值的基础上,再取相邻极板的电容值调整修正比值的方法,即可对各种典型流型进行满意的修正。     

电容层析成象传感器轴向边缘效应分析

利用电容传感器的三维有限元模型,分析了轴向保护极板不同的三种电容层析成象传感器的轴向边缘效应,讨论了传感器类型及结构参数对边缘效应的影响．     

三维电极体系中粒子电流的测定方法

研究了三维电极体系粒子电流的测定方法,即用两个小极片模拟粒子,借鉴腐蚀微电流的测定,用电化学工作站对粒子电流进行测定.测定时,设定了适当的仪器参数,保证模拟粒子平行于主极板、铅直放置,固定模拟粒子间距、与主极板的间距等,并在搅拌下实验.     

电化学方法用于六硝基生产废水的脱色实验研究

电化学方法主要以电子为试剂,具有环境兼容性和友好性的特点,引起了人们的广泛关注.以IrO2-Ta2O5-TiO2/Ti为阳极,钛板为阴极,采用正交试验法考察了极板间距,初始浓度,填充粒子比和支持电解质等影响因素对六硝基生产废水的脱色效果,确定了最佳脱色效果的实验条件:在恒压源8V下,极板间距0.5cm,初始浓度12 480mg.L-1,绝缘粒子与活性炭粒子质量比1∶3,支持电解质0.15g时,电解4h后废水色度的去除率可达到98%.     

矿用在役提升钢丝绳径向永磁环组合的励磁结构设计

针对矿用在役钢丝绳由于摆振等原因导致的磁化不均匀问题,提出了一种径向永磁环组合励磁结构。首先,根据毕奥-萨伐尔定律对永磁环磁场分布进行了理论建模。然后,从理论上分析了影响励磁结构的磁场分布的关键参数及对其磁场分布的影响规律,为励磁结构参数设定奠定了理论基础。最后,运用优化后的轴向永磁环组合和径向永磁环组合励磁结构,对钢丝绳正常与摆振运行下的均匀磁化效果进行了仿真对比分析,结果表明：本文提出的径向永磁环组合励磁结构和同体积轴向永磁环组合的励磁结构磁化效果相当,但更容易安装更换传感器和聚磁器,简化了磁化器,且摆振扰动对钢丝绳的均匀磁化影响较小。本研究为矿用在役提升钢丝绳损伤定量评价奠定了良好基础,对有效预防提升钢丝绳断裂事故的发生具有重要意义。     

基于柔度变化率的独塔斜拉桥模型损伤识别试验研究

基于动力测试采用柔度变化率对一座独塔斜拉桥模型进行了损伤识别实用性研究,识别过程基于动力模态分析,激励方式包括车辆激励、锤击激励和环境激励,传感器布置方式包括稀布传感器和密布传感器两种方案。试验研究结果表明：柔度变化率可以识别梁式结构主梁的损伤位置;锤击激励产生的加速度信号损伤识别的效果最好;传感器的密布可以增加环境激励和车辆激励进行损伤识别的精度;斜拉桥的索力大小不影响柔度变化率进行主梁的损伤识别的效果。     

基于振动实验台的结构模态分析与研究

模态分析是工程振动领域的基本分析方法。以振动教学实验台为研究对象,对其进行实验模态分析和有限元模态分析,然后对振教台进行简谐激励验证实验,即给予实验台不同频率的简谐信号以激发其各阶模态振动。通过对上述三种方法实验结果的综合分析,确定振动教学实验台的模态参数。通过实验模态分析的结果验证有限元模型的正确性,简谐激励实验验证实验模态分析结果的正确性,指出这种综合分析方法可以更为可靠的识别机械结构的模态参数。     

多频波动线谱自适应控制算法及试验

研究了多频波动线谱激励下的主动隔振控制问题,提出一种改进小波包自适应控制算法.传统的自适应算法难以同时控制多线谱,当线谱存在频率波动时,窄带滤波算法难以取得理想的控制效果.因此,将小波包分解算法应用在控制算法中,对信号进行等间距频带划分,采取并行控制策略完成多线谱控制.分析了不同小波基函数对信号分解的影响,确定最优小波基.针对虚有线谱和子频带过多导致的控制过盈问题,改进小波包分解算法,降低了计算量,消除子频带中虚有线谱.为每个子频带设置独立步长,并根据箕舌线函数修正迭代步长.搭建控制系统开展试验研究,结果表明,本文所提改进小波包自适应算法在多频波动线谱激励下能够取得良好的控制效果,线谱振动能量显著降低.     

应用快速正弦扫频激振对精密磨床动态特性的研究

本文应用快速正弦扫频激振,研究了MMB—1412精密外圆磨床的结构动态特性。探讨了试验中存在的有关问题。试验证明,快速正弦扫频激振具有速度快、精度高的特点,是结构动态特性试验较理想的激振方法之一。并应用复模态理论,分析、处理了有关的试验结果。获得了机床的固有频率、阻尼比、复振型等模态参数,找出了机床的薄弱环节。为厂家和设计单位进一步改进和优化该磨床的结构及加工性能,提供了一定的技术依据。     

简谐激励下TLD对高层结构减震性能

调谐液体阻尼器(TLD)是一种典型有效的结构响应被动控制装置.为解决已有报道中缺乏不同参数影响下TLD对高层结构的频域减震规律试验研究的问题,本研究建立了TLD-结构振动台实时子结构试验系统,通过一系列正弦激励试验,研究了不同参数下TLD对高层结构的频域减震性能.分别讨论了地震动频率与结构一阶频率比、TLD频率与结构一...     

Dynamic characteristics of the coupled system of footbridge and human

The influence of human body on dynamic characteristics of footbridge was analyzed. A realistic footbridge was measured during a mass event. A simulation experiment system including a simple beam as object and a shaker as back ground excitation was built. The acceleration responses of beam were measured when person in static and active stated stood on the beam. The dynamic parameters of the structure were identified by the time-domain approach and verified by theoretical and laboratory tests. The results showed that for the human-structure coupled system,nature frequency of the structure decreased and damping increased. Moreover,the increase of damping with passive person was bigger than that with active person.     

电容层析成像系统传感器的电路设计

在电容层析成像系统中经常使用CMOS开关选择激励电极和检测电极,但这些开关会引入额外电荷或导致电荷泄漏,为此,设计了一种传感器,它不使用任何开关,直接连接在电极上,对电极上的电压采用数字化的控制,传感器的激励场是完全灵活的。