相对介电常数实时监测系统设计

为解决相对介电常数的快速测量以及长时间监测其随环境变化的问题,在研究不同填充介质对共面平板电容量值影响的基础上,提出了用同面电容法测量材料的相对介电常数。设计了包含同面多电极电容传感器、电容测量电路、单片机控制与液晶显示电路的测量系统,实现了相对介电常数测量。实验结果表明:该系统能有效地测量固体材料的相对介电常数,精度可达到5%。测量系统无需制样,只需将传感器测量区域靠近待测目标即可实现快速测量和长时间在线监测。     

厚管壁电容层析成像传感器特性研究

电容层析成像技术利用多电极电容传感器实现对多相流电介质分布进行可视化.通过对管道内径为10 mm,管壁厚度为5 mm的8电极电容传感器的数值模拟,研究了管道介电常数、管内介质介电常数以及径向电极对传感器电容绝对值、空满管电容变化值和传感器线性度的影响,分析了厚管壁下电容传感器的灵敏场特性,并给出了在高径极比条件下传感器设计的参数优化方案,为电容层析成像检测电路的设计提供相应的依据.     

基于555多谐振荡器检测的碳纳米管湿敏传感器

针对使用仪器检测电容型碳纳米管湿度传感器的电容信号不利于传感器的使用与推广问题,提出了一种基于555多谐振荡式电路检测的电容型碳纳米管湿度传感器.首先,分析了传感器工作原理以及检测电路的检测原理,设计并制作了电容型碳纳米管湿度传感器;然后,分别使用仪器及检测电路对传感器进行测试;最后,对传感器响应时间进行了测试与分析....     

高精度电容式位移传感器关键技术的研究

研制了一种高精度电容式位移传感器,详细介绍了该传感器的基本工作原理和提高传感器精度的关键技术,对电容传感器的具体电路进行模块化设计;分析影响传感器精度与稳定性的因素,采用完全等电位屏蔽技术,对正弦激励电路、参考电容、传感器测头、电源进行技术改进,最后对电容传感器进行系统标定。实验证明:该传感器测量范围为±5~±40μm,测量分辨率<10 nm,测量精度<20 nm.     

基于介电常数的油液质量检测仪

针对传统油液质量检测仪存在精度低、体积大等缺点,设计了一种基于介电常数的油液质量检测仪。该检测仪采用高精度电容传感器监测油液介电常数的变化,利用微小电容检测电路采集电容传感器输出电容的变化量,通过油液介电常数与油品质量的关系推导出油液的质量,最终通过USB串口将采集的数据发送到上位机中实时显示。实际测试结果表明,介电常数的变化与润滑油中污染物成分有着很好的相关性,介电常数增大的趋势与润滑油劣化的趋势一致,该检测仪能有效监测润滑油液介电常数的变化,为机械设备更换润滑油以及故障诊断提供参考依据。     

基于数字式电容检测的机油品质传感器

针对汽车机油更换周期的问题,设计了一种基于介电常数变化的机油品质检测传感器,通过测量电容值来反映机油的介电常数。传感器采用圆柱型电容结构,并以数字电容芯片AD7745和STC12C5A60S2单片机设计的处理电路实现对电容的快速、准确测量。污油和净油按不同比例混合后获得的样品用于传感器性能测试,并将试验数据与AH2500A型电容电桥的同步测试数据进行对比。结果显示,传感器测量的电容值与标准仪器的结果基本吻合,误差不超过±0.2%,且电容值与污油比例之间具有置信度为0.989 7的线性关系。     

新型电容式蒸汽湿度传感器及提高测量精度的方法

针对流动湿蒸汽湿度测量难度大、准确度差等难点,根据蒸汽与水的介电常数差异较大的特点,设计了一种同轴式圆筒形电容传感器,可实现蒸汽湿度的在线测量.采用NE555多谐振荡器电路对湿度信号进行测量,通过测量输出频率值来反映蒸汽湿度的大小,同时提出了一些提高传感器测量精度的方法.经标定后,该传感器既可用于在线测量气体的湿度,又可用来测量固体的水分含量.     

车辆电容称重装置研制

针对传统车辆称重装置存在的不足,开发了一种车辆电容称重装置,利用电容称重传感器输出电压来反映车辆载荷.该装置安装于车辆上,采用四相检测电荷转移式微电容测量电路测量电容传感器输出电压,利用基于USB接口的电容称重传感器特性测试系统采集数据,采用实验方法测量称重系统的静态特性并进行静态标定,同时从速度、加速度、振动等因素影响方面对动态特性作了测试与分析.结果表明:该装置不仅适用于静态测量,同时适用于动态测量,具有较好的应用和推广价值.     

便携式平行板结构介电常数测量仪的设计

针对便携式介电常数测量应用,文中对小尺寸平行板传感器结构进行了建模和深入分析。通过设计等电位保护结构减小边缘效应,确定了可使用理想模型的传感器和保护环的尺寸。采用低成本的电容频率转换电路,确定出待测材料介电常数和转换信号频率间的关系。对该介电常数测量系统进行了实物搭建,经系统校准后得到了测量相对介电常数的计算公式。实测了3种常见介质样品,相对介电常数测量结果的相对误差在3.2%以内,表明该测量仪具有较好的工程适用性。     

油气润滑电容层析成像介电常数的计算与优化

建立了电容传感器的二维物理模型,采用COMSOL软件进行有限元模型的仿真分析;根据电容值的计算表达式,推导出相对介电常数的计算式;通过改变影响相对介电常数的因素进行仿真验证,以空间图像重建误差作为评价指标。结果表明:传感器的有限元模型与物理模型真实有效,推导处的介电常数表达式在计算与仿真方面均验证了表达式的准确性,为电容层析成像传感器的优化计算提供了参考。