基于介电常数法的便携式车用汽油辛烷值测定仪研究

随着汽油市场开放,很多土炼油、低标号油混入到成品油市场,购买这些油不仅影响消费者的利益,并且增加环境污染因素。汽油的辛烷值从化学分析角度来看是综合因素的体现,无法用单纯的某一成分确定。因此,选用介电常数法测量汽油的辛烷值,可以包含汽油的全部组分对辛烷值的影响,是比较理想的测量方法。根据确定的电容传感器测量不同标号的标准汽渍,得出多组电容与辛烷值数据,用最小二乘法得到电容与辛烷值的函数关系,就可以测量未知标号的汽油产品。因为电容传感器的参数离散性,仪器需要进行出厂标定,标定后的测量精度达到±0 1辛烷值单位。用介电常数法测量汽油辛烷值是比较理想的测量方法,但存在无法分辨添加剂影响的局限性。     

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.     

基于嵌入式油品含水率检测系统的设计

文中设计了一种基于嵌入式的油品含水率检测系统。该系统硬件部分设计了电容-电压转换电路、温度测量电路、串口通信电路以及单片机最小系统电路等。通过设计的电容传感器来检测油中的含水量,把含水量的多少转换为电容传感器电容值的变化,最后根据相应关系计算出含水率。经实验研究表明,该系统含水率检测精度达到了0.01级,测量精度高、稳定性好。     

应用于条干均匀检测的长直圆柱面电容传感器

鉴于传统结构的电容传感器不能多径向测量圆形截面棉条的缺点，提出采用长直圆柱面式电容传感器对棉条的均匀度进行检测，从而得到更准确的数据。根据棉条的介电常数与传感器电容值之间的关系，推导出长直圆柱面电容传感器的数学模型，并分析了传感器的结构参数对传感器电容值变化的影响。采用一种新型的基于充放电原理的微电容测量电路，测量加入不同粗细的棉条时，传感器电容值对应的输出电压，验证了传感器的数学模型。     

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。     

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。     

基于有限元分析的粉末介电常数测试装置研制

针对固体粉末的特点,研制了一种测试其介电常数的装置.设计了电容传感器,采用有限元方法对其进行仿真,得出了传感器的电场矢量图,分析了传感器的等效电路;以AD7746芯片为核心,搭建了电容测试电路及电容输入范围扩展电路;采用屏蔽线、屏蔽罩提高测试系统的稳定性及精度.装置所能测试的电容值达到fF量级,应用所设计装置测试了不同密度下二氧化硅粉末的相对介电常数,实验结果表明:本装置能够稳定、准确地测试固体粉末的相对介电常数.     

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。     

液压润滑系统油品含水率在线检测的研制

液压润滑系统由于各种原因渗入水分导致润滑油含水过多而润滑失效,传统的含水率检测仪器响应时间慢,成本高。该文研制了基于液压润滑装置的含水率在线监测系统,设计了基于变介电常数式电容传感器的润滑油品含水率变送器,根据高速线材厂液压循环润滑系统的特点,利用组态王软件,实现对液压系统的润滑油含水率进行多点检测。通过在高速线材厂内液压循环系统的使用证明,该系统能够准确、快速地检测出润滑油品的含水率并及时报警,从而避免了润滑失效所带来的潜在危害。     

一种新型的三维ECT传感器及三维图像重建方法

针对二维电容层析成像系统轴向分辨率低,对介电常数在轴向有显著变化介质的分布不适应,在分析电容层析成像基本原理的基础上,提出了一种新型的三维电容层析成像传感器结构。三维电容层析成像传感器检测电极分为3层布置在绝缘管道外壁,在测量时根据需求,采用双电极激励检测模式对同层或不同层之间极板阵列组合进行检测,以获得传感器内部介质的三维数据。实验结果表明,介质轴向分布图像更加客观和真实,与传统的单电极激励模式相比较,检测电容值得到提高,测量区灵敏度均衡性得到改善,图像重建精度得到提高。     

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。     

润滑油含水率检测电容传感器的设计及实验研究

利用油与水介电常数差别较大的特性,借助电容式传感器可测出油品含水率。设计平行板式、圆柱形、圆筒形和螺旋线式4种电容传感器,对润滑油含水率进行检测。对4种传感器检测结果进行比较,分析测量值与理论值之间的差异,阐述影响电容传感器检测精度的因素,比较4种类型传感器的分辨率。结果表明:平行板式与圆柱式电容传感器对水的分辨率相对其他2种传感器效果要好,且在高含水率时,平行板传感器效果更加明显。     

基于介电常数的自动切水器的设计及研究

为保证油品的质量必须将储油罐内明水切除,根据油水介质的介电常数的不同,设计以ATMEGA 32单片机为控制机芯的圆柱式差动电容传感器,建立传感器测量模型,通过信号检测调理,将传感器电容信号转换成电压信号,发送到单片机进行数据处理后在屏上显示检测结果。通过对切水器进行在线切水模拟测试,验证了该切水器可实现长时间切水作业,极大地提高了切水的效率,为油水的分离提供了科学依据。     

基于频率法的油水界面检测装置设计

原油在沉降脱水过程中,实现油水界面的自动化高精度检测是非常重要的。该设计基于油水介电常数的不同,采用多点式微电容传感器,利用单片机检测振荡电路随电容变化的频率值,克服温度和挂油对测量的影响,提高了界面分辨精度。     

应用探针式电容传感器检测发动机润滑油品质的研究

应用探针式电容传感器测量润滑油中固体颗粒含量的原理,是根据固、液体混合物在电容器两极板之间介质的介电常数变化而使电容发生变化。应用该原理设计出了一套润滑油油品监测系统,简称为YPT系统。应用该系统,对发动机润滑油中的铁、硅固体微粒含量变化与电容变化的相互关系进行了初步探讨,并建立起来了一种新的润滑油品质YPT评价标准。这个新的评定标准,为确定发动机润滑油的更换周期及预测发动机的使用寿命等方面的研究,提供了一种比较简便实用的科学依据。     

汽油在线优化调合系统实践

为了保证汽油调合辛烷值的准确性,在减少辛烷值浪费的同时应避免因辛烷值低于标准值而造成质量事故。参考国内外汽油在线优化调合的各种技术方案,设计了一种适合中国国情的汽油在线优化调合控制系统。经中石化天津和洛阳炼油厂应用证明,系统很好地解决了调合过程中的辛烷值控制及优化问题,取得了较好的经济效益。     

AD7745在油井含水率检测电路中的应用

油田开发处于高含水期时,准确、可靠地测量油井两相流的含水率具有重要意义。油水混合物中,不同含水率引起的介电常数差异很大,根据这一理论,文章设计了过流式的电容传感器,采用高精度的电容数字转换芯片AD7745,解决了从电容到数字直接转换的复杂且困难的信号处理难题。实验结果表明,该系统性能好、成本低,具有较好的应用价值。     

厚度渐变结构介电性能测试用变间距叉指型相邻电容传感器设计

针对厚度渐变高分子结构介电性能检测问题,设计一种变间距叉指型相邻电容传感器。研究不同叉指个数和极板覆盖率对等间距叉指相邻电容传感器信号强度和穿透深度的影响,确定了单对叉指单元的宽度范围;研究单对叉指单元参数对相邻电容传感器性能的影响,得到单对叉指单元传感器的穿透深度;根据待测结构厚度变化规律,对组成叉指传感器电极的单个叉指单元的宽度和间距进行了优化设计,设计出变间距叉指型相邻电容传感器。仿真和试验结果表明,变间距叉指型相邻电容传感器的信号强度和灵敏度优于等间距传感器,该传感器更适合渐变厚度结构材料的介电性能检测。     

电容式钢筋腐蚀传感器的设计

根据钢筋混凝土结构锈蚀过程中电介质变化的特点,设计了一种电容式钢筋腐蚀传感器.为解决电容传感器检测准确性易受环境影响的问题,加入了参比电容和温度传感器对含水率和温度进行实时检测.根据法拉第电解定律设计了电化学加速腐蚀实验,对不同腐蚀率和不同温度、含水率下传感器的电容值进行标定.实验表明,传感器可以检测到49.68％钢筋...