基于激光差分探测技术的悬浮物质量浓度测量方法

提出了一种基于激光差分探测技术的悬浮物质量浓度测量方法,用于测量烟雾、粉尘等空气悬浮颗粒的含量。利用悬浮颗粒对光的散射,可以在不影响悬浮物颗粒特性的前提下,对其实现实时在线监测。另外,借助于参考光与测试光的直接差分放大,可以消除激光能量起伏以及其他扰动对测量的干扰。通过对激光在悬浮物颗粒中传播时衰减原理的研究,获取悬浮物颗粒质量浓度与光强衰减的关系,搭建了一套激光差分探测悬浮物质量浓度的实验系统,进行烟雾质量浓度的实际测量,验证了该测量方法的可行性。     

深海保真取样器研究及其虚拟样机实现

为了解决现有的取样器不能保真取样、无过滤浓缩过程、取样效率低的缺陷,设计了一种供潜器使用,可以在深海指定水深处无污染、无压力突变地采集、浓缩海水中悬浮颗粒物和浮游生物的取样器。采用计算机模拟和实验相结合的研究方法,依托于多种高性能的仿真软件ADAMS以及ANSYS,构建一个虚拟样机仿真平台,快速建立包括机械系统、液压系统、控制系统在内的复杂机械系统虚拟样机,对取样器进行深入的仿真分析与研究,以达到优化设计和正确评估的目的。     

分离膜透过系数的测量

基于溶解-扩散理论,设计了隔膜扩散池装置用于测量分离膜对待测组分的透过系数.采用示差折射仪分析甲醇浓度的变化,并通过计算机自动采集数据,实现了甲醇浓度的在线检测.该测量方法装置简单,操作方便,测量数据可靠.     

航天阀门摩擦力数字化采集系统设计与实现

航天阀门作为运载火箭的关键功能型自动控制元件,是运载火箭的单点失效产品,对阀门壳体与阀芯间的摩擦力精度要求比较严格。但是,传统的测量方法均采用人工放砝码,耗时、耗力、效率低,且容易引入误差,精度低。为了提高测量精度和生产效率,以增压单向阀为研究对象,设计了一套通用化的航天阀门摩擦力数字化自动采集系统。该自动采集系统主要由摩擦力检测机硬件和上位机控制采集两部分构成,可实现航天阀门摩擦力实时、精准的在线检测、数字化采集与记录。     

水下航行器光学隐蔽深度测量系统

为了实现对水下航行器光学隐蔽深度的实时测量,研制了水下航行器光学隐蔽深度测量系统。根据目标背景对比度的传输理论,分析了目标背景对比度在海水、大气、海面的传输特性,建立了水下航行器光学隐蔽深度模型。基于该模型分析了测量水下航行器光学隐蔽深度所需要的参数,设计了测量海水上行辐照度、海水下行辐照度、海水体衰减性系数、海水漫衰减性系数和水下航行器表面反射率的测量方法,并完成一次海上试验。试验测得良好天气情况下特征尺度为12m的水下航行器的光学隐蔽深度为25~35m。试验结果表明,设计的测量系统可以实现对水下航行器光学隐蔽深度测量,并适用于各类潜艇。由于改变了传统的在水面进行深度测量的方式,该系统工作稳定可靠,提高了隐蔽性和对海域测量的准度,可为水下作战决策提供帮助。     

气体挤压膜承载能力的实验研究

设计实验对气体挤压膜的承载能力进行验证与分析,包括激振装置的设计以及对气体挤压膜产生的承载力和悬浮物体高度的测量.通过电阻应变测量方法设计了一种传感器对气膜承载力进行测量,气膜悬浮物体的高度则通过高精度位移传感器进行测量.实验结果表明气体挤压膜具有较大的承载能力,承载能力取决于激振振幅、悬浮盘表面积等.调节激振频率使得压电陶瓷处于谐振状态,并且尽可能的增大激励电压可以提升激振盘的振幅从而最大化气体挤压膜的承载能力.     

火车车轴轴径测量检测装置设计与研究

轴类回转体零件一直是机械设备中一种非常重要的零件,传统的接触式轴径测量方法存在精度低、线形范围小等缺点,激光扫描仪、边缘检测方法等局限于小直径轴径检测。为了提高检测精度以及检测效率,基于机器视觉测量原理,设计了方便于在线非接触式轴径误差检测装置。此装置设计简单、操作方便,经试验验证,可以保证较高的检测精度,且适用于大尺寸轴径测量。     

光学隐蔽深度测量系统的小型化设计

为了保障航行器水下航行时对可见光波段光学隐蔽的需求,以及实时测量其所在位置的光学隐蔽深度,设计了小型化可见光波段的光学隐蔽深度测量系统。根据光学隐蔽深度模型,优化设计了海水上行辐照度、海水下行辐照度、海水漫衰减系数、海水体衰减系数的测量方法。优化设计后的系统有21个测量通道,测量光谱为390~667nm,工作深度可达50m。进行了海上试验,试验结果显示:在天气良好的条件下,水下航行器在520~560nm可见光波段内存在暴露窗口,同时测得特征长度为0.75m的模型的光学隐蔽深度为3.5m。得到的结果表明,设计的小型化可见光波段光学隐蔽深度测量系统可以实现光学隐蔽深度的测量,测量装置具有体积小、重量轻、系统性能稳定等优点,适用于水下航行器搭载,可为下一步实现可自主升降的光学隐蔽深度测量系统设计提供理论技术支撑。     

机动车颗粒物快速检测仪的研制

针对传统机动车尾气颗粒物检测设备测量精度低、环境适应性差、无法同时测量质量浓度和数量浓度等问题,设计出一种机动车颗粒物快速检测仪.检测仪以电荷法测量原理为基础,可同时测量出23 nm～2.5μm颗粒物的质量浓度和数量浓度.实验结果表明,该检测仪具有稳定性好、测量精度高等优点,可以满足实际道路执法检测的要求.     

基于光学成像的大气颗粒物浓度测量方法研究

本文研究用面阵感光器件CCD/CMOS分光谱通道成像远距离物体,利用大气及其悬浮物的瑞利散射及其在成像过程中的前向干扰信息测量大气悬浮颗粒物浓度和粒径分布。大气颗粒物造成远景物体模糊,边缘和物体图像的高频成份衰退,改变了图像像素的频谱分布;气溶胶造成自然光散射增强了前景亮度。通过测定图像中物体高频成分损失或频谱改变量,以及测定图像中空气的亮度值两种方法,结合日高等参数确定颗粒物浓度。利用R、G、B及IR通道测定值,可确定悬浮物粒径分布情况。读出数字图像成像参数,可直接利用拍摄焦距、物高、像高等数字值确定照片上的物体距离。     

滤饼内部结构的测定

利用装有6副电极的过滤装置,测量了恒压过滤过程中滤饼内局部孔隙率分布。测量结果与称作现代过滤理论的理论计算值取得了较好的一致性。本文详细描述了孔隙率分布的测量方法。     

一种自动上浮式定深采水装置的设计

设计了一种可以用于湖泊、河流、海洋等水域的带自动上浮功能的定深采水装置。该采水装置通过压力传感器来测量装置所处的水下深度，装置的外壳设置有气体存储罐及负压采水袋，通过内置的以单片机为核心的控制单元来实现预设深度的水样采集、气体释放和自动上浮。     

基于STM32的全自动化烟尘称量装置

针对我国环境监测使用称重法对固体颗粒物浓度的测量标准,设计和实现了一套能自动取膜、称膜、更换滤膜的烟尘称量装置。重点对称重装置的机械结构进行设计。利用STM32F103VET6作为主控芯片,HMI人机交互界面,传感器等并且搭建了μC/OS-Ⅱ操作系统,控制完成全部流程。实现了在线监测无人值守,对传统的称重法测量烟尘具有重要意义。     

浮游植物粒级结构的原位测量

浮游植物粒级通常采用采集水样的分级叶绿素法来测定,比较费时且难以实现剖面连续测量。本文提出了一种基于测定海水光吸收来反演浮游植物粒级结构的原位测量系统。该测量系统硬件主要由高稳定光源、光学窗口、样品管、光纤高精度微型光谱仪、数据采集系统等组成。测量数据基于遗传算法来分析浮游植物粒级结构。海上初步试验结果表明,该仪器能够测定水下300 m之内的浮游植物粒级结构,实现1 m剖面分辨率的连续测量,尤其适用于分析50~80m深度叶绿素最大值层的浮游植物粒级结构变化,在未来海洋浮游植物粒级结构测定中有良好的应用前景。     

基于STM32的光散射式扬尘在线监测仪

为了实现对扬尘质量浓度在线监测并且实时反馈颗粒物质量浓度值、采样流量和周围环境温湿度等信息,设计了基于STM32微控制器的光散射式扬尘监测仪。通过测量前向散射光反演颗粒物质量浓度,集成了温湿度传感器降低环境湿度干扰。仪器设计紧凑、质量轻、成本低。实验室结果表明该仪器与国外同类型仪器对比的统计相关性较高,相关系数可达到0.95以上,通过外场实验与β射线法对比,相关系数为0.78,测量误差低,可实现对扬尘准确的测量。     

多通道混合信号采集分析仪设计

详细阐述了基于VXI总线的多通道混合信号采集分析仪的设计原理,关键技术的实现途径。重点论述了模拟采集技术、数字采集技术、VXI总线接口和模块资源管理电路原理与设计,智能人机界面设计技术,自动测量、自动校准、自动刻度、FFT变换技术等。     

轴承径向游隙自动测量装置的设计与精度分析

针对目前轴承径向游隙检测过程中,人工手动检测效率低、精度差等问题,采用超高精度的激光传感器,研制了一种新的轴承径向游隙自动测量装置。通过测试条件的设计、数据的采集与处理,对装置的测量不确定度进行了分析,并与超高精度Mahr测长仪进行了比对测量。研究结果表明:该装置实现了对轴承径向游隙的自动检测,满足测量的精度要求。     

基于机器视觉的管孔类零件尺寸测量方法

管孔零件尺寸测量,是当前加工和装配中的一个难点.基于机器视觉的管孔零件尺寸自动测量系统,可以从根本上解决人工测量效率低、精度低的问题,而且还能对这些指标进行定量描述,对缺陷的形态、类型进行鉴别和统计,具有人工检测所无法比拟的优越性.应用机器视觉原理,设计了一套管孔类零件尺寸自动测量方法,先通过图像摄取装置把图像抓取到,然后将该图像传送至处理单元加以处理,包括图像滤波、图像边缘检测、图像分割和特征测量,最后将上述功能进行整合,搭建了管孔零件尺寸自动测量系统.     

一种水下自动回收装置的设计与应用

介绍了一种水下自动回收装置,该水下自动回收装置通过卷簧驱动转轴的转动来旋转收缩回弹带,以实现被回收物的回弹;设有滚动轴承和对流孔,适用于潜标或水下航行器布放勘探监测设备后对锁紧机构的自动回收。通过对卷簧的计算及样机海上试验验证,表明该水下自动回收装置能够实现海水腐蚀环境下对被回收物的自动回收,具有回收阻力小、耐海水环境、使用后便于冲洗维护等优点,并能根据被回收物的相对位置调整回弹带的出口方向。     

注浆量精确测量方法的研究与实现

介绍了地铁盾构施工中测量注浆量的一种新方法。使用该方法设计了相应的测量装置:并应用于实际的盾构施工过程中。通过对盾构施工采集的实时数据进行分析和处理,计算出实时注浆量。经过与实际注浆量对比验证,可知这种注浆量测量方法精度要比传统测量方法精度高。