同心圆柱环型电容式肥液浓度传感器设计与试验

设计了一种同心圆柱环型电容式肥液浓度传感器,主要由稳压器、10MHz有源晶振、施密特触发器、电容传感器和真有效值检测器组成,检测结果以直流电压形式输出.在8×10 -1~1×10 -3mol/L浓度范围内,配置一系列待测肥液对传感器进行了试验:1)标定试验结果表明传感器输出电压与浓度对数呈线性负相关,决定系数R2>0.987;2)温度变异性试验结果表明传感器输出电压与肥液温度呈线性正相关,其决定系数R2=0.98417;3)稳定性试验结果表明同一浓度下连续测量10 h内测量最大差值为0.0003 mol/L,传感器稳定性良好;4)验证试验结果表明最大检测误差为9.8%.满足在线检测的实际应用要求.     

一种两相流浓度测量传感器的仿真研究

在石油,化工等诸多生产领域的生产过程中,两相流各种参数的在线实时测量与控制是生产稳定可靠运行的重要保证,其中相浓度就是一项十分重要的参数;为了避免电容传感器结构对相浓度的影响,设计了一种同轴电容传感器,利用有限元分析软件ANSYS 对其进行了分析,在不同浓度相同流型及相同浓度不同流型两种实验方案下进行了大量实验;结果表明,该结构传感器具有均匀的敏感场分布和较高的灵敏度,而且该结构传感器电容值与流型无关,只与浓度变化有关;因此该结构传感器可应用于气/液、液/液两相流浓度参数检测,具有广阔的应用前景.     

矿用乳化液浓度在线检测系统设计

针对现有乳化液浓度检测方法受温度影响较大、无法实时测量并全程跟踪采样的问题,在传统密度法的基础上,设计了一种矿用乳化液浓度在线检测系统。该系统通过嵌入储液箱的拉力传感器、温度传感器和液位传感器监测乳化液实时状态信息并发送至DSP控制终端,DSP控制终端根据密度法原理求解当前乳化液浓度并上传至上位机,实现实时在线检测功能。采用温度补偿技术减小不同温度下的测量误差,采用FIR数字滤波技术对传感器支架和箱体带来的振动干扰进行滤波,并采用梯度下降算法校正拉力传感器参数,提高测量精度。实验结果表明,该系统可实时在线检测矿用乳化液浓度,检测值和标准值的最大误差为1.5%,满足煤矿生产要求。     

微生物同化糖传感器的研究

在发酵过程中测量培养液中的微生物能同化糖类的浓度,对提高发酵效率,是极其重要的。制作这类传感器最好是利用发酵过程中实际所用的微生物。本文用啤酒发酵过程中的啤酒酵母菌,固定在微孔混合纤维素酯膜上,并复盖渗析膜(15μm),再将它紧贴在氧电极的敏感面上,即可制成微生物同化糖传感器,研究了传感器的响应特性、线性关系,以及温度、pH 等因素的影响,在对几种低分子糖类:蔗糖、葡萄糖、果糖、麦芽糖,以及用葡萄糖液(1mmol/L)为其标准液进行测定,最大电流的降低值按下式进行标准化:     

基于介电常数测量的新型在线油液监测传感器

介绍了一种基于介电常数测量的油液在线监测电容传感器,设计了微小电容检测的软硬件系统,并以此为基础开发了油液在线监测实验系统.对不同铁粉含量润滑油进行的检测实验表明:该传感器可以有效区分不同铁粉含量的润滑油液.进一步实验研究了温度、滑油压力对传感器特性的影响规律,结果表明:温度、压力与传感器电容值之间近似呈线性关系,即温度、压力对润滑油介电常数的影响近似呈线性关系,通过最小二乘拟合得到了传感器电容值随温度、压力的变化曲线,可为基于介电常数的在线油液监测提供参考.     

酶注射式葡萄糖生物传感器的研制

葡萄糖是发酵过程中菌体生长和产物合成的主要碳源。为了稳定产物产量与质量,必须控制葡萄糖在发酵液中的浓度。为了解决现有"固定化酶式"葡萄糖生物传感器难以用于发酵过程葡萄糖在线测量的问题,提出了"酶液式"葡萄糖生物传感器,研制了适用于发酵过程的、在线使用的酶注射式葡萄糖生物传感器。实验结果表明:传感器线性范围为0～100mg/dL,且线性相关系数R2为0.9990,传感器灵敏度为2.59nA/(mg/dL),传感器检测限为0.07mg/dL;传感器重复性较好,对50mg/dL葡萄糖浓度,变异系数(CV)为2.02%。所研制传感器基本满足了发酵过程葡萄糖在线测量的要求。     

散射式水下在线浊度传感器设计

针对环境在线监测系统中对浊度测量的要求,设计了散射式水下在线浊度传感器.传感器采用水下散射光测量法,介绍了浊度传感器的软硬件开发,包括水下浊度传感头、信号检测电路、MSP430单片机为核心的处理与控制部分及上位机程序.传感器具有水下在线测量、浊度标定、串口通信和数据存储等功能,其分辨力为0.1 NTU,精度为±2%,能满足环境在线监测系统中对水浊度测量的要求.     

基于微控制器的风速计在线控制和测量系统设计

针对两种基于对称热电偶结构和基于晶体管的圆形加热条结构的二维集成风速风向微传感器及其风向测量的问题,设计了采用微控制器进行在线控制和利用软件算法实现风速风向测量的传感器系统.系统集微传感器结构、控制与测量电路于一体,显著提高了二维风速风向传感器的在线控制和测量能力及其系统兼容性,并且便于系统扩展功能.测试结果表明,风速计设计满足实际风速和风向的测量要求.     

荧光猝灭法溶解氧传感器的研制

为了解决传统在线溶解氧传感器测量过程中需要耗氧,无法满足静止或低流速液体的测量要求.设计了一种以荧光寿命为测量方式的新型荧光法溶解氧传感器.介绍了该传感器测量原理、结构设计、器件的选择和测量电路设计.通过对其进行性能试验,验证了此传感器具有测量精度高、性能稳定等特点,并且此传感器还具有使用寿命长、测量范围广、价格便宜、实现了远距离自动化测量等优点,特别适用于水环境监测及水质污染控制等领域中.仪器通过了江苏省计量科学研究院的验证,各项指标均符合设计要求.     

基于AT89S52的SO2浓度检测仪

以AT89S52为核心,利用电化学SO2传感器,完成了对SO2浓度的智能检测,实现了计算机智能化处理.本设计完成了SO2浓度智能检测仪的硬件设计和软件编写,实现了SO2的实时在线检测,并对实验结果进行分析.本检测仪测量准确、工作可靠,能够广泛应用于工矿企业和大气的SO2浓度检测.