激光焊接质量多传感器实时检测系统硬件平台设计

简述了应用于CO2激光焊接过程监测的多传感器实时检测系统硬件平台的设计。针对激光焊接的特点，在对焊接过程中各种物理现象进行分析的基础上，提出了采集可见光、红外光和声三路信号并进行多传感器信息融合的实时监测方式；介绍了针对激光焊接过程中产生的声、光信号的采集与信号调理电路的设计原理，给出了相应的电路原理图。最后通过采用SVM分类算法对系统采集到的信号特征进行了分类测试、试验及分析，证明了系统的有效性和可靠性。     

机动车排放颗粒物采集分析系统的开发

为了测定机动车排放颗粒的排放因子,并进一步开展对其污染特征的研究,笔者开发了机动车排放颗粒物全流稀风道采集分析系统,介绍了采集分析系统的概况,重点阐述了流量控制单元的设计思想和主要技术参数。作为流量控制单元的核心部分,本项目采用的文丘里管组合装配方式具有控制流量范围广,变更灵活的特点。     

基于截割振动信号的煤岩识别装置研究

首先介绍了采煤机及其作业原理,分析了采煤机振动信号的来源;其次分析了基于截割振动信号的煤岩识别系统的方案,将其分为振动信号采集装置和煤岩识别装置两部分,并分别介绍了其设计思路.所设计的煤岩识别装置能够结合采煤机状态,实时采集振动信号,实现采煤机的煤岩追踪.     

采用部分面积法的流量计算仪设计

河流流量和流速测量是水利测量的基础工作,然而设计测量精确而又使用方便的仪器比较困难。本文改进了部分面积法,使它适用于河流流量测量仪器,还介绍了采用单片机开发的便携式流量计算仪,提出该装置的硬件原理和组成,并讨论用于实现信号采集、流速和流量处理的软件设计方法。     

香烟检重剔除装置的设计与试验

针对现有检重剔除装置效率低、漏检率高等问题,设计了一种用于香烟动态检测的检重剔除装置,提出利用高精度电磁力平衡传感器进行重量信号采集,并讨论了其工作原理以及性能影响因素,介绍了系统的控制流程、剔除装置工作原理,同时利用PLC进行自动化程序设计。     

变传感器设定值的科氏质量流量管控制方法

在科氏质量流量计中,流量管的稳幅振动是准确测量的前提。当两相流发生时,科氏质量流量管无法维持在最佳幅值下振动,导致传感器输出信号幅值波动大。针对两相流下流量管幅值控制面临的问题,分析影响流量管振动幅值大小和稳定性的因素,提出跟踪传感器信号幅值、变传感器信号设定值的控制方法,在研制的数字式科氏质量流量变送器上实时实现,并在气-液两相流实验装置上进行2种设定值方法的对比实验。实验结果表明,在不同含气量和控制及时性的情况下,变传感器设定值的控制方法均具有良好的信号跟踪和幅值控制的性能,流量管振动较平稳,传感器信号幅值波动范围小,极大地减小了两相流测量过程中的波动性。     

2BJD-4型单组半精密播种机故障报警装置的研究

研究2BJD-4型单组式半精密主轴卡死报警装置.首先通过对2BJD-4型单组式半精密播种机的漏播情况进行分析,发现播种机链轮被秸秆卡住,造成种盘主轴卡死是漏播的主要原因,据此提出报警器的所需功能并设计了解决方案.然后对现有播种机报警装置进行分析,通过对比红外电子监测、光断续器传感监测、电容类传感器监测、霍尔开关类传感器监测的优缺点,最后确定采用霍尔开关作为报警器的信号输入,并根据其信号特点,设计采用单片机处理输入信号装置.该装置能控制报警灯在种盘主轴正常工作时熄灭、在主轴停止旋转后点亮,从而起到报警作用.对报警器的信号采集装置、信号处理装置和报警装置进行了结构设计和程序设计.     

基于分布压力检测的植入式膀胱尿液容量监测系统

针对植入式膀胱尿液容量或压力监测装置体积大、损坏膀胱组织及与尿液接触引起感染等问题,设计了一种基于分布压力检测的植入式膀胱尿液容量监测系统。该系统由体内装置和体外装置构成,体内装置测量膀胱底部作用于压力传感器的压力信号,并通过无线传输模块发送至体外;体外装置通过磁谐振耦合无线供能向体内装置供电,并接收体内压力传感器采集的压力信号。模拟实验表明:该系统可稳定的采集膀胱压力信号并实现对膀胱尿液容量的监测,测量误差达到11.5%。系统不损坏膀胱组织、与尿液非接触、工作可靠,可为设计开发新型的便携式膀胱尿液容量监测装置提供技术指导。     

漏磁探伤及其信号处理

本文基于漏磁探伤原理，扼要介绍了钢管管缝监测装置和钢丝绳断丝检测装置，对装置中信号的处理分别从定性和定量的处理方式上进行了分析论述。     

基于巴特沃斯滤波器的舰载转速采集电路设计

为了提高舰载设备的转速采集精度与抗干扰能力，保障舰船设备的安全稳定运行，采用巴特沃斯滤波器设计了一种能够实时高精度检测接近开关传感器输出脉冲信号并对输入接线断线状态进行实时检测的电路。分析了转速采集电路、巴特沃斯低通滤波电路、断线检测电路的原理与设计方法。通过转速采集电路实现了接近开关输出脉冲信号的实时采集，通过三阶巴特沃斯滤波器滤除了输入信号中混杂的高频干扰信号，同时传感器断线检测电路可以实时判断传感器输入通路的断路状态。仿真及实测结果表明，所设计的转速采集电路性能稳定，精度较高，抗干扰能力强，对比传统转速采集装置更加可靠，可进一步推广应用到需要精确可靠监测旋转设备转速的复杂环境场合。     

空腔流激振荡在流量测量中的应用探讨

基于空腔流激振荡原理,提出一种结构简单、又无运动部件的流量测量装置。该装置在测量过程中,具有压损小、动态响应快等特点。同时,提出可利用空腔流激振荡进行能量收集,为测量过程中的信号测量、数据处理、数据传输等供电。     

Development and assessment of a new operating principle for the measurement of unsteady flow rates in high-pressure pipelines

Instantaneous mass flow rate measurements in high-pressure transmission pipelines under transient flow conditions can be valuable for the analysis of hydraulic power systems. However, at present no reliable commercial measuring device is available for pressure levels beyond 300 bar. A new operating principle, of general application, for measuring the flow rate in high-pressure flows (from 300 to 2000 bar) was developed and assessed. The innovative device was capable of accurately evaluating the instantaneous mass flow rate on the basis of the pressure–time histories detected at two different locations by high-pressure transducers. The measurement operating principle was detailed and technical indications for the flowmeter correct design were provided.For validation purposes, the flow rate measurements taken at the inlet of a Multijet Common Rail (CR) injector were compared to the theoretical data predicted by an advanced numerical model of the complete fuel injection system.The developed flowmeter was then applied to characterize the flow rate ripple at the delivery of the CR high-pressure reciprocating pump.     

变压差自动恒流阀的仿真研究

变压差自动恒流阀常用于阀门的气液联动驱动装置,具有流量大、出口压力基本恒定、可自动调节开度等优点。介绍了变压差自动恒流阀的结构和工作原理,建立了其数学模型。在此基础上,应用AMESim软件对变压差自动恒流阀进行仿真分析,得到不同弹簧弹性系数、弹簧预紧力、初始状态槽口开度对流量和出口压力的影响规律,为变压差自动恒流阀的机械设计提供依据。     

稀疏度拟合的自适应机械振动信号压缩感知

针对利用机械振动信号进行设备故障诊断和状态监测过程中,存在采样数据量多、存储容量大、传输带宽高和信号重构精度低等问题,提出一种稀疏度拟合的自适应机械振动信号压缩感知方法。首先,对机械振动信号进行多尺度小波包变换,再将小波包系数按一定阈值进行置零处理并求取其稀疏度;然后,采用迭代方法求取各稀疏度下满足重构信号精度条件的最低采样率,并对信号的稀疏度和采样率采用最小二乘法进行拟合,消除信号测量误差,求取最佳信号采样率;最后,采用K-奇异值分解算法构造与各信号块相适应的过完备字典,并利用正交匹配追踪算法实现信号重构。实验证明,与传统压缩算法相比较,该算法的信号压缩率和重构精度均得到较大提高。     

基于脉搏波的无创血压检测系统

针对现阶段无创血压检测仪体积较大、不易携带,且需要专业人员操作的问题,提出了一种无创血压检测系统。系统基于脉搏波传导和光与物质相互作用的原理,提取并分析了光与手腕处的皮肤作用后的光电信号模量,推算出动脉血液流速,即脉搏波传导速度,从而进一步推算出血压值。试验结果表明,本系统与传统血压检测仪的平均相对误差在5%以内,具有一定的可行性。该系统具有体积小、成本低、测量方式简单、易携带、可做大数据管理等特点,可用于人体血压的实时监测及健康管理。     

A study of mass flow rate measurement based on the vortex shedding principle

Mass flow rate measurement is very important in the majority of industry processes because the mass of fluid is not affected by ambient temperature and pressure as the volume will be. Conventional mass flow rate is normally derived from the volumetric flow rate multiplied by fluid density. The density can be obtained by a densitometer or calculated according to the temperature and pressure measured by a thermometer and pressure gauge respectively. However the measurement accuracy is not always satisfactory. Flowmeters directly measuring mass flow rate have been studied and developed recently, such as Coriolis and thermal flowmeters. Unfortunately they still have some limits in practical applications. A new method in which mass flow rate can be directly measured based on the vortex shedding principle is presented in this paper. As a vortex flowmeter, von Kàrmàn vortex shedding is generated by a bluff body (vortex shedder), leading to a pressure drop and pressure fluctuation. A single differential pressure sensor is employed to detect the pressure difference between upstream and downstream sides of the vortex shedder. Both vortex shedding frequency and pressure drop are contained from the output signal of the differential pressure sensor, so that the mass flow rate can be obtained from the pressure signal. Numerical simulation has been done to analyze the characteristics of the fluid field and design the measurement device. The Computational Fluid Dynamics (CFD) codes Fluent were used in the numerical simulation. Experiments were carried out with water and gas, and the results show that this method is feasible and effective to measure the mass flow rate. This method has also robustness to disturbances such as pipe vibration and fluid turbulence.     

用于水质自动分析的电化学生物传感器系统的研究与开发

生物传感器是检测和控制水中有毒污染物的重要技术。随着传感机制研究的日益成熟,开发集成分析系统并普及应用环境生物传感器是可能的。因此,本文以水中污染物自动检测为目标,研制了电化学生物传感器系统。该系统包括电极、电化学流动池、流动分析器件、微弱电流检测器和数据采集处理单元。在软硬件设计和实验体系优化的基础上,探讨了影响生物传感器检测精度的弱信号分析处理技术。并以HRP酶传感器为例,试验了应用该系统进行H2O2的自动检测。研究表明,电化学生物传感器系统能达到较高的检测灵敏度,自动化程度高,可以用于水质自动检测。     

某发动机复杂油路流场分析及优化设计

以某航空发动机附件齿轮箱“连通折弯式”的复杂油路为研究对象，对油路内部的三维流场进行仿真分析并建立压力-流量模型。基于流场的计算结果，分析齿轮箱进口润滑油流量不足的原因并提出优化方案。结果表明：该发动机因喷嘴结构设计不当，导致齿轮箱油路中局部流通面积较小，局部阻力损失较大，使得油路进口处的润滑油流量偏小。通过对喷嘴结构局部优化，提高了油路中局部流通面积，有效增加了进口的润滑油流量，满足了设计要求。优化后的齿轮箱油路中，压力损失最大的区域在每个喷嘴的喷孔段，但各个管流段压力变化不大，整个油路的压力分布更加合理。建立齿轮箱工作压力范围内的压力-流量的数学模型，为不同进口压力下的润滑油体积流量选择提供了数据支撑     

胎压无源监测系统的电能发生装置研究

针对目前汽车行业中常用的直接式轮胎压力监测系统的供电问题,以超磁致伸缩材料作为核心元件,利用其磁致伸缩逆效应,设计一种可产生电能的发电装置。利用该装置为汽车轮胎压力监测系统的检测发射模块供电,可改变纽扣电池的供电方式。研究成果为解决汽车轮胎压力监测系统的供电问题提供一种有效方法,对实现压力监测系统的无源化具有一定的推动作用,为超磁致伸缩材料的应用提供一种新途径。     

基于射频信号的非接触式血压监测系统

提出了一种基于射频信号的非接触式血压检测方法,设计了血压检测系统并进行了数据的测试及分析。主要针对传统袖带式血压计对于特殊人群使用不方便以及现有血压检测主流方法中光信号易受干扰、测量不准确、需要跟身体接触等问题进行了方法探究。系统发射射频信号到身体上的待检测点,然后采集反射回来的信号,由多普勒效应原理可以得到脉搏波传导的波形图,并计算脉搏波传导时间,代入血压计算模型中,得到血压值,从而实现非接触式连续检测、监测。实验结果证明,该装置可以实现对血压的非接触式连续检测和监测,为便携式可穿戴式血压测量及实时监测设备提供了可参考的实施方法。