粉尘浓度测量装置利用涡流发生效应的优化研究

对现阶段电荷感应法测量粉尘浓度不够精确的问题进行了研究。依据涡流发生效应和文丘里效应,对现有环状粉尘传感器的测量管道进行改造。通过在文丘里管道的喉道中间段不同对称位置加入三片三角形涡流发生器,使气流通过管道时不易产生气体分离效应;在发生器尾部产生空气旋涡,使得环式静电传感器所感应的电荷量增大。利用PROE 5.0软件建立所设计管道3D模型,并利用Fluent软件对改进的管道进行气固两相流仿真,获得改进管道内粉尘颗粒速度分布云图及喉道段内粉尘的速度值。使用环形静电传感器的数学模型,分别计算了文丘里管道和改进管道在不同粒径比下的感应电荷量。结果表明:改进管道的结构在实验中使得感应电荷量大幅提高,在各阶段测得感应电荷量提高20%以上。通过试验可知,在各个浓度情况下测量精度得到了较大的提升,大气监测和燃煤电厂粉尘浓度在线测量精度都有所提高。     

分布式矿井粉尘浓度在线监控系统

为解决矿井中粉尘浓度测量精度低和在线监测难的问题,利用电荷感应原理设计了高精度矿井粉尘浓度传感器,使输出的感应电流与粉尘浓度之间建立了良好的线性关系;采用三级管理结构设计了分布式矿井粉尘浓度在线监控系统,系统主要由粉尘监测节点、风机控制器、数据汇聚基站、监控中心和传输网络组成;粉尘监测节点与数据汇聚基站通过ZigBee网络组成星型结构,定时采集周围环境中的粉尘浓度信息,并发送给数据汇聚基站;数据汇聚基站与监控中心采用C/S架构设计,将接收到的各监测节点数据打包后,通过局域网实时发送到监控中心的服务器上;监控中心接收、处理、分析和显示从各终端发来的数据,并将存入数据库ACCESS2003中;当某区域出现粉尘浓度过高时,会自动发出报警信号,并控制对应的风机加大排风量,使粉尘浓度保持在安全范围;通过测试实验结果表明,设计的粉尘浓度传感器具有较高的测量精度,平均误差仅为2.95%,且粉尘浓度在线监控系统工作稳定可靠。     

矿用粉尘浓度传感器的设计与应用

针对现有粉尘测量方法存在无法实时反映现场空气中粉尘浓度的问题,设计了一种矿用粉尘浓度传感器,介绍了该传感器组成、工作原理及其在煤矿自动喷雾降尘装置中的应用。该传感器利用激光散射原理测量悬浮在空气中的粉尘颗粒浓度,同时采用根据粉尘沉降原理设计的精密机械结构和激光镜头刷镜机构,保证了测量的可靠性和精确性。     

煤矿巷道喷雾降尘智能控制系统设计

介绍了喷雾降尘机理,分析了影响喷雾降尘效果的重要因素,设计了一种煤矿巷道喷雾降尘智能控制系统。该控制系统利用粉尘浓度传感器检测粉尘浓度,通过单片机比较粉尘浓度标准值与在线监控测量值,当粉尘浓度超标时,单片机发出喷雾降尘指令,若粉尘浓度低于标准值,则停止降尘。试运行结果表明,该系统实现了自动控制喷雾降尘功能,调试方便,降尘效果较好。     

散射透射比值法油分浓度传感器的研究和设计

对用于测量船舶排放污水中的油分浓度传感器进行了研究。根据Lambert-Beer定律、瑞利散射以及散射-透射比值法等光学浊度法基本原理,采用直角双通道设计结构,测量油水混合物散射光和透射光的强度;利用散射-透射比值法,标定混合物的含量。分别对油分浓度传感器的软硬件电路和检测试验进行了设计。试验结果表明,散射透射比值法油分浓度传感器可以较好地满足船舶排油监控系统中相关指南、规范对油分计的规定。     

基于51单片机的空气质量检测系统

本文主要介绍一款基于单片机的空气质量报警器的设计。本设计以单片机为核心,运用C语言来进行单片机程序的编写来达到对粉尘传感器、LCD液晶显示屏等模块的控制,最终完成了对粉尘浓度实时检测及报警功能。本设计主要是用于测量环境中的粉尘灰尘浓度,适用于工矿企业的工作现场对粉尘浓度的测定,预防了作业场所粉尘浓度过高而对人体产生的危害。     

温度对铁精粉品位检测传感器的影响研究

给出了采用自感式电感传感器进行铁精粉品位测量的测试原理,分析了电感传感器的感应机理。利用ANSYS 12.0有限元仿真软件建立圆柱型铁精粉品位传感器的3D温度场仿真模型,对电感传感器内部温度场进行仿真分析,明确传感器在不同温度下自身热分布的相应变化;进行传感器温度贮存试验,分析环境温度对传感器输出的影响规律。通过温度场仿真和可靠性环境温度试验,探讨温度对铁精粉品位测量的影响,并采取相应措施减小或控制温度影响,为实现铁品位快速测试奠定必要基础。     

基于三端式磁通门传感器的弱磁测量系统设计

利用三端式磁通门传感器测量微弱低频弱磁信号原理,设计了磁通门测磁系统用于测量不同质量的磁性材料。该系统可以直接测量一定质量的磁纳米粒子感应磁场强度并将其转化为直流值电压,然后让电压值与质量建立对应关系。在分析三端式磁通门传感器的工作原理的基础上,基于二次谐波法,设计了包含差分放大、选频放大、带通滤波、相敏检波和低通滤波的测量电路,然后在此基础上设计了差分式双探头磁通门传感器弱磁测量系统,最后通过实验测试和数据采集与分析,证明利用此种原理设计的测量系统可以检测不同质量的磁性材料。     

产品世界

该成果研制成功了ALN-95型粉尘粒度分布和浓度测定仪。 该仪器集粉尘采样,粉尘粒度分布和浓度测定为一体,由粉尘抽气系统、粉尘测量传感器、单片机控制及数据处理系统、可充电电源四部分组成。能测定作业场所的总粉尘浓度,也能测出呼吸性粉尘浓度和粒度分布,仪器测定误差≤10％。具有技术先进、结构新颖、功能齐全等特点。     

一种基于红外差分法的粉尘浓度测量装置

针对传统光学法检测粉尘浓度时易受环境温度、光源和光电器件等因素影响的问题,提出了一种红外差分粉尘浓度测量方法,并基于该方法设计了一种粉尘浓度测量装置。该装置利用红外差分测量原理,通过以S3C2440为核心的数据采集与处理模块计算粉尘浓度,并通过LabVIEW信号处理模块对采集信号进行小波阈值去噪处理。调试结果表明,该装置具有较高的粉尘浓度信号采集精度和测量准确性。     

石英晶体微天平在月尘累积量测量中的应用

针对月尘问题,提出了一种基于石英晶体微量天平的月尘累积分布的测量方法,用于月面环境月尘累积质量的原位测量。通过涂覆粘性膜,解决了月尘颗粒与石英晶体电极表面结合力不足的问题,并进行了真空环境下标定实验。实验结果表明,所设计的SQCM传感器的质量灵敏系数为5.63×10-9 g/（cm2·Hz）,测量量程可达1.29×10-4 g/cm2。目前已搭载嫦娥三号探测器开展月面长期月尘累积质量的测量。     

Performance of laser and radar ranging devices in adverse environmental conditions

A comparative evaluation of millimeter‐wave radar and two‐dimensional scanning lasers in dust and rain conditions for sensor applications in field robotics is presented. A robust and reliable method for measuring the level of suspended dust (or other obscurant media) by determining the transmission coefficient is developed and used for quantitative assessment of sensor performance. The criteria of target acquisition reliability, precision, and accuracy under varying environmental conditions are assessed via sensor operation in a controlled environment. This environment generated dust and rain of varying densities. Sensor performance is also assessed for the potential effect on digital terrain mapping and haul truck localization due to sensor‐specific behaviors in these conditions (e.g., false targets, increased noise). Trials on a research electric face shovel are conducted to test observed behaviors. It is concluded that laser scanners are suitable for environments with transmissions exceeding 92%–93%/m for targets closer than 25 m. The radar remained relatively unaffected by the generated conditions of rain (50–70 mm/h) and dust (10‐m visibility); however, its accuracy (0.1 m with a corner reflector and 0.3 m on a haul truck), free‐space clutter, and scan rate were insufficient for locating unmodified haul trucks for this application. © 2009 Wiley Periodicals, Inc.     

煤尘爆炸特征参数影响因素研究

采用20L球形爆炸装置研究了煤尘粒径、浓度、点火能量对煤尘爆炸最大压力、爆炸最大压力上升速率的影响。研究结果表明,在煤尘粒径一定的条件下,随着煤尘浓度的增大,爆炸最大压力及爆炸最大压力上升速率先增大后减小,煤尘浓度在400~480g/m3之间取得爆炸最大压力最大值0.94MPa、爆炸最大压力上升速率最大值28.79MPa/s;在煤尘浓度一定的条件下,爆炸最大压力不随煤尘粒径的减小而单调变化,爆炸最大压力上升速率随煤尘粒径的减小而逐渐增大;随着点火能量的增大,爆炸最大压力及爆炸最大压力上升速率明显增加。     

杯式风速传感器计量的线性研究

线性是表征杯式风速传感器角速度与风速正比关系的重要计量性能指标.传感器动态运行时,它能直接反映风杯结构设计特征,并产生风速输出值的系统误差,其技术指标要求不超过±0.5 m/s.目前,风速计量用"示值误差"表示测量结果,不能直接反映传感器的线性特征.根据检定规程的测量方法,对风速传感器在风洞中开展全量程重复性测量并获取...     

插入式静电传感器空间滤波法流速测量

插入式静电传感器在测量煤粉流速和保证其安全输送有较好的应用。利用插入式静电传感器和空间滤波原理提出了一种新的测量固相颗粒传送速度方法。根据得到的插入式静电传感器的点电荷数学模型,推导得到了固相流速的空间滤波测量原理,同时,采用"3dB"原则获取信号的截止频率实现了固相流速在线测量。通过实验,验证了插入式静电传感器空间滤波原理的可行性,并在流速为2 m/s～7 m/s时,分别进行了实验验证。实测结果证实了插入式静电传感器空间滤波原理测量流体速度方法是一种有效的方法。     

用于空中加油的激光测距与双目视觉融合算法

依据空中加油自动对接阶段的高精密测量需求，设计了双目视觉与激光测距融合的测量系统。分别分析了双目视觉与激光测距的误差和系统实时性，采用二维摆镜结合激光测距机测距，解决多传感器融合的时滞问题。并提出数据融合算法，利用双目视觉粗测的三维信息，调整摆镜使激光测距机精测距离，依据光路进一步修正该距离值，再依据空间几何关系修正双目视觉光轴方向的测量值，从而获取高精度的三维信息。多次试验结果表明：设计的融合算法能够使测量精度提升到10 mm/20 m，极大提高了自动对接的可靠性，为空中加油自动对接提供了一种新的高精度测量方法。     

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.     

燃煤发电厂高温高尘烟气流速静电测量技术研究

高温烟气流速(流量)是实现燃煤电厂选择性催化还原脱硝(SCR)过程优化控制的关键参数之一,提高烟气流量测量的准确性对于提高SCR系统脱硝系统效率和控制NOX排放浓度具有重要意义。针对燃煤电厂烟气管道管径大、截面速度分布不均匀、含尘量高等特点,利用烟道内飞灰颗粒起电,开展了基于静电原理的SCR区高温高尘烟气流速测量方法研究。开发了接触式棒状静电互相关高温烟气流速测量系统,在实验室输送带装置上进行了性能实验评价研究,并对某330 MW燃煤机组锅炉脱硝系统入口烟气流量进行了现场测试。试验结果表明在3.1 m/s^43.6 m/s速度范围内,速度相对误差优于4.8%,重复性误差小于4.1%,验证了静电法烟气流量测量方法的可行性和准确性,并适用于高温高尘烟气恶劣现场环境,为开发新型可靠的高温烟气流速在线测量系统提供了技术基础。     

一种用于检测转角、转速和转矩的新型多功能非接触式传感器

对一种基于纳米晶软磁合金的非接触式,用于测量转角、转速和转矩的多功能传感器进行了研究。介绍了传感器的结构和原理,推导出传感器的输出方程和灵敏度表达式。通过试验,分析了传感器激磁磁场强度对转矩测量精度的影响,并得出了最佳激磁磁场强度;在25℃～100℃范围研究了温度变化对传感器输出的影响,其零点温度漂移(25℃)为0.002%F.S/℃;在0～450 N.m范围进行转矩加载,得到了较高的测量灵敏度以及较低的线性度误差、重复度误差及迟滞静态误差;在500 r/min～3 523 r/min范围内,转速最大相对误差为0.60%。试验数据显示,该传感器的精度能够达到1.0%,对于一般工程应用是可行的。     

基于声光阵列的炸高测量技术研究

针对炸高测量系统结构复杂、布阵繁琐、低信噪比下的炸高测量精度偏低的问题,提出一种立体六元声光阵列的炸高测量方法;详细介绍了该方法的炸高测试原理及结构组成,应用Matlab建立了声光阵列结构的数学模型,深入分析了该结构的测量原理和最佳测量高度;仿真验证结果表明:该方法适用于爆炸高度为20～60 m范围内的炸高测量,测试时应保证爆炸声信号到达传感器的时延估计误差小于20μs、声光信号到达基阵时延估计误差绝对值在4 ms范围内;最终靶场实验结果表明:在低信噪比的情况下,采用立体六元声光阵列结合改进的广义二次互相关算法在最佳测量高度范围内的炸高测量精度达到5％,可以应用于靶场炸高测量.