基于脉冲热流激励的戈登式热流传感器动态测试

由于薄膜热流传感器耐温上限高、体积小且响应速度快,传统方法无法满足其动态测试需求,因此提出了一种以激光器为热源的动态测试方法,该方法具有功耗低、响应速度快以及能够提供高热流等优点。设计搭建了基于高功率光纤输出半导体激光器的热流传感器动态测试系统,主要由激光器、微透镜光斑均匀化系统、热流传感器和数据采集系统组成。为了研究在不同脉冲宽度条件下传感器的时间常数的变化,选用了具有能够直接测量辐射热流、吸收全光谱范围的能量以及响应时间短等优点的戈登式热流传感器(Gardon计)对热流传感器动态测试系统进行了测试。利用系统完成了GD-B4-200K型Gardon计在脉冲热流激励信号下的动态测试,分析了5 ms、10 ms、15 ms、20 ms和30 ms脉冲宽度条件下传感器的时间常数的变化。最终得出在脉冲激励下,脉冲激励信号的脉冲宽度应小于传感器时间常数一个数量级的结论,因此需要对脉冲宽度进行严格精确的控制。未来,系统可有效解决航空、航天等诸多领域内的高速辐射热流传感器动态测试问题。     

薄膜高温热流测量技术研究

薄膜热流传感器具有响应时间快,体积小等优势,可用于航空、航天等领域高速飞行器表面短时间的高温热流瞬态测量。热流传感器原理基于不同热障层薄膜下薄膜热电偶温度变化量的大小,通过离子束溅射镀膜工艺成功制备快速响应薄膜高温热流传感器。试验结果表明:该传感器热响应时间可达0.1s,温度可达900℃。     

戈登式辐射热流传感器动态特性测试技术

高速热流传感器广泛用于航空、航天、爆炸场等领域的热流密度测试,时间常数为传感器重要动态特性参数之一.传统测试方法仅能测试时间常数几百毫秒的热流传感器,无法满足未来高速热流传感器的测试需求.系统采用光纤输出半导体激光器作为辐射热流源,输出阶跃辐射信号通过微透镜光斑均匀化光学系统作用于高速Gardon计敏感面,利用信号调理电路和采集系统实现热流计输出信号的高速采集.系统响应时间为μs级,能够产生MW/m2级热流信号.完成了GD-B4-50K、GD-B4-200K和GD-D0-5M三种型号的辐射热流传感器动态测试,测得时间常数分别为0.199 s、0.521 s、0.052 s.可以有效解决航空飞行、航天再入等领域的辐射热流传感器测试难题.     

基于热电堆的新型高温薄膜热流传感器的研制

精确的热流测量对航空发动机设计至关重要,实时监测和获取发动机涡轮叶片表面精确的热流分布可以为航空发动机热端部件设计提供依据,也可以进行状态监测和故障诊断。薄膜热流传感器具有体积小、响应速度快、对工作环境的流动干扰小等优点。然而,目前能够应用于高温高热流环境中测量的薄膜热流传感器在灵敏度方面仍然存在较大的局限性。设计和制造了基于铂铑热电堆的新型高温薄膜热流传感器。该传感器由Pt/Pt-13Rh薄膜热电堆、底层SiO₂/Al₂O₃热阻层、顶层Al₂O₃保护层组成,底层SiO₂/Al₂O₃热阻层位于Al₂O₃陶瓷基底和热电堆之间。传感器分别在0～110 kW/m²的热流和1 000℃的温度下进行了测试。测试结果显示,传感器的输出与施加的热流表现出良好的线性关系,灵敏度为8.04×10^-6 V/(kW/m²),实...     

高温陶瓷薄膜热流传感器动态响应有限元分析

航空、航天等领域的高速发展对精密热流测量技术提出了更严苛的挑战。ITO/In₂O₃陶瓷材料相比贵金属材料有着更高的塞贝克系数,并拥有低密度和优异的高温力学性能。基于有限元仿真方法,建立了ITO/In₂O₃热电堆型薄膜热流传感器热电学仿真模型,设计了2种薄膜热流传感器结构,综合分析了热电堆在不同的热阻层分布、热阻层厚度和热流密度下的传热性能和输出动态响应变化,提出了ITO/In₂O₃薄膜热流传感器的优化设计方案。     

基于热电效应的热流传感器设计

基于金属的热电效应和热传导原理,经过理论分析计算,设计了一种高量程的热流传感器,并通过机加工艺、焊接工艺及涂敷工艺实现了热流传感器制作.性能测试与数据处理结果表明:该传感器输出信号与热流近似成正比,热流测量范围为0～3 000 kW/m2,测量精度优于±4%FS,耐辐射温度达1700℃.     

热流传感器

通常，物体(固体)中传热是由热流密度传导的。由物体表面散发到气体中的热流密度随对流和热放射而传热。众所周知，原先用于测量这种热流密度的计量仪器就是热流传感器。为此，将热流传感器埋设在物体中或粘附在物体表面，以计测由物体散发的热流密度。     

热流传感器特性和标定方法分析􀀁

本文介绍了热流传感器和它的标定方法，在对热流传感器作传热分析和计算的基础上，详细讨论了该传感器的结构原理和特性。     

基于RBF网络的高炉热流分析传感器故障诊断

在炼铁高炉热流强度分析系统中要用到温度、流量等传感器,为确保热流分析系统中传感器数据的可靠性及系统的连续、稳定运行,诊断系统用径向基函数(RBF)神经网络对传感器进行故障判断。系统由上位机、温度及流量采集装置、传感器等组成,采用RBF神经网络为每一个传感器建立预测模型,网络的输入为传感器采集信号最近的n个值,输出为该传感器在n+1时刻的预测输出值。网络通过在线学习实现对传感器的在线故障监测,经仿真分析表明:用RBF神经网络构建预测模型可满足实时性的诊断要求,提高了诊断系统的诊断精度。     

平面型薄膜热流传感器及其静态特性标定研究

针对用于径向传热测量的热流传感器及其标定方法研究较少的问题,基于一维圆筒壁传热模型,设计并制备了一种具有自标定特征的平面型热电堆式薄膜热流传感器,提出了一种基于激光加热和温度外推原理的传感器静态特性标定方法,建立了有限元仿真模型,开展了传感器温度分布规律分析,设计了静态特性标定装置,完成了相应的标定实验。仿真结果显示,传感器沿径向温度分布符合圆筒壁稳态导热模型。实验结果表明?在40℃ ~ 100℃范围内,所制备的热流传感器塞贝克系数为5.6μＶ/ ℃ ~7.0μＶ/ ℃,数值和变化趋势与标准金铂热电偶接近,所标定的塞贝克系数可直接用于小范围内热流测量,同时在冷端温度已知条件下,该标定结果同样适用于大热流测量,研究结果将对于平面型薄膜热流传感器的制备和标定具有指导意义。     

硅基热流式微流量传感器研究

采用微电子技术和微机械加工技术,在硅衬底上设计制作了集微型加热器和温度传感器于一体的热流式微流量传感器.在恒功率的工作模式下,分析了微流量传感器的特性曲线.实验结果表明,硅基热流式微流量传感器的测量范围在10～800 μL/min之间.     

改进BP算法在热流传感器温度补偿中的应用

针对帕尔贴( Peltier)热流传感器存在温度漂移问题,提出了一种基于改进BP神经网络的温度补偿模型.采用BP算法的多层前馈网络建立起热流传感器输出电压、实验温度与输入热流间的映射关系,又通过增加动量因子和自适应调节学习率来提高网络的收敛速度与增强网络平稳性.研究结果表明:动量因子-自适应学习率算法温度补偿模型效果明显.     

MEMS薄膜热流传感器研制

基于微加工技术设计制备了一种微机电系统(MEMS)薄膜热流传感器。采用COMSOL软件,对不同结构参数MEMS薄膜热流计进行仿真模拟,通过对仿真结果对比和分析,优化热流传感器的设计参数。根据优化的设计参数利用MEMS工艺制备薄膜热流计。搭建了标定系统,对所制备的MEMS薄膜热流计进行性能测试和标定。实验结果表明:薄膜热流计的电压输出响应曲线的变化趋势和仿真结果一致,此外,薄膜热流计的输出电压和热流密度呈良好的线性关系。     

无线传感器网络数据传输延时分配算法

为了提高箭载无线传感网络对火箭温度、冲击、热流等物理参数的处理能力,需对所采集的数据进行自适应延时分配,因此设计一种基于时隙窗口间隔均衡控制的无线传感器网络数据传输延时分配算法。构建火箭温度、振动、冲击等参数的数据采集模型,采用分布式网格均衡配置方法对无线传感器网络中的节点进行均衡部署;结合最短路径寻优方法使数据采集过程中的信道分配达到均衡,构建数据采集最短路径寻优控制模型,采用输出比特序列重组方法进行数据采集过程中的传输延迟配置;结合码元调节技术对数据传输进行自适应扩频调节,利用时隙窗口间隔均衡控制方法实现无线传感器网络数据传输延时分配。实验结果表明,采用该方法进行无线传感器网络数据传输延时分配的自适应性较好,输出稳定性较强、分配输出错误率低,有效性更强。     

薄壁量热计后壁面导热损失的影响与误差修正

薄壁量热计是气动热与热防护试验中常用的一种瞬态热流传感器,其热流测量原理是基于后壁绝热基本假设.实际上后壁与相邻环境之间总会存在一定的热量交换,使薄壁量热计测量的后壁温度响应与理想情况不同,造成测量误差.推导了薄壁后表面有无导热损失两种情况下的薄壁温度响应公式,利用数值分析验证了公式推导的正确性.在此基础上,对导热损失对测量结果的影响进行了分析,给出了考虑导热损失的热流修正方法和修正公式,并对修正效果进行了评价分析.     

基于TeeChart的热流分析系统开发

在对卫星外测热流数据处理过程中,经常需要对热流数据进行实时或非实时数据的绘图分析,以及对图形进行相关的灵活操作。针对这一实际需求,设计了热流分析系统,并讨论了在.Net环境下如何使用TeeChart技术来实现热流分析系统的设计,同时也介绍了TeeChart的应用方法,给出了相关C#代码,实践证明,基于TeeChart的热流分析系统界面简洁,操作更简单,稳定性更好,提高了对卫星热流数据分析的效率。     

SOI传感器的现状和发展趋势

SOI传感器具有耐高温、抗辐射、易于批量生产等优点。目前已开发出力学传感器、化学传感器、光传感器和磁传感器等新产品。介绍了SOI晶片的种类,SOI晶片在传感器和MEMS中应用的特点、SOI传感器的典型产品以及发展趋势。     

磁性纳米粒子在生物传感器中的应用研究进展

磁性纳米粒子是一种新型的纳米材料,可应用于各种生物活性物质如蛋白质、DNA等的富集和分离、药物的磁靶向以及疾病的诊断和治疗等许多领域。由于磁性纳米粒子有着独特的化学和物理性能,已经成功的应用到磁控生物传感器、DNA传感器、蛋白质传感器、酶传感器以及其它类型的生物传感器中,并显著提高了生物传感器检测的灵敏度,缩短了生化反应的时间和提高检测的通量,为生物传感器领域开辟了广阔的前景。     

传感器市场的新动向

一、市场现状 当今工业用户迫切需要更现代化的非接触、非介入式传感器,他们企盼更高效率的过程与自动化和更低的维护费用。他们不怕花重金,因为他们理解那些技术的重要性。 用户对许多现代技术既偏爱又有深刻认识,如以微电子机械系统为基础的加速度传感器、CMOS成像传感器、运动检测传感器和生物传感器等。流量表,如科里奥利流量表、磁和超声流量表以及光电接近传感器、霍尔效应传感器、红外和集成电路温度传感器以及雷达液位传感器等。实际上这也只是少数几个例子。     

先进传感器技术在飞机故障诊断中的应用

主要介绍了飞机故障诊断领域(涵盖了飞行器综合健康管理、结构健康监控、基于状态维修、综合诊断/预测等领域)中应用的先进传感器技术,如:光纤传感器、无线传感器、微机电传感器、压电传感器及多传感器融合等的原理、特点以及它们在故障诊断领域中的具体应用情况.