基于数字化CSIRO双温补偿方法的岩体扰动应力长期监测系统的研发与应用

围岩应力扰动是引起工程失稳、破坏的直接因素,目前针对应力扰动的获取尚无有效手段和技术。随着深部岩体力学与开采理论研究的发展,对扰动应力监测成为深地课题需要研究的重要内容。本文利用空心包体地应力测量基本理论,提出双温度补偿技术,研发岩体扰动应力长期监测系统,并在工程现场实现对岩体扰动应力的实时监测。针对长期监测中环境温度影响过大、供电不稳、采集通道调平范围小等不足,研发了断电续采型数字化采集电路。基于空心包体地应力测量基本理论和完全温度补偿技术原理,提出采集电路的双温度补偿方法,并用该方法对采集电路进行室内标定。考虑应力监测环境特点,设计了岩体近开挖面测点应变片布片方案,并基于地应力测量原理推导了测量应变与应力的关系公式。断电续采型数字化采集电路的研发,实现了调平通道大范围量程的原位同步温度监测,克服了常规采集电路供电不稳造成的监测数据无法接续的问题,室内试验测定断电20 d数据连续性满足测量精度要求。根据室内标定数据,双温度补偿方法有效地剔除温度变化对监测系统监测精度的影响,并针对岩体边坡和地下硐室两种不同工程环境设计研发出相应的岩体扰动应力长期监测系统。现场应用显示,岩体扰动应力长期监测系统充分体现了断电续采和双温度补偿方法的优势,通过应变与应力关系式计算得出的结果显示,系统能对岩体扰动应力实现有效的监测。     

工业回转窑窑体变形误差检测系统研制

本文详细介绍了采用超声波测距传感器检测回转窑窑体变形误差的工作原理，设计和开发了基于单片机控制的8路超声波数据采集系统的发射与接收电路及其相应的软件，同时考虑了环境温度对波速的影响，通过温度补偿的方法来校正波速，因而检测系统的测量精度高。     

基于CPLD的SF6浓度监测系统的设计

为了对广泛用于高压系统（HV）灭弧断路器的SF6气体浓度进行实时监测,设计并实现了SF6气体浓度监测系统．阐述了超声波测量气体密度的原理．根据模块化设计思想,采用了CPLD和单片机实现了高精度、宽量程SF6气体浓度测量,并集成了湿度、温度、氧浓度和气压等参数的测量功能．实践证明该系统运行可靠,工作稳定,有效提高了测量精度．     

基于PSOC超声测距系统设计

采用赛普拉斯PSOC(可编程片上系统)中的CY8C3866AXI-040作为微控制器设计了超声波测距系统。首先介绍超声波测距原理;然后阐述基于CY8C3866AXI-040超声测距系统的硬件设计,着重介绍电源模块、超声波模块、温度补偿模块和显示模块的设计;接着介绍超声波测距系统的软件设计;最后进行测距实验并对实验结果加以分析。实验结果表明,在2.5~500cm的测量范围内,测距的相对误差均在0.2%以内,测量精度较高。     

基于TDC-GP22的高精度超声波热量表设计

针对热量表精度低的问题,设计了一种高精度超声波热量表。基于V型反射时差法测流量原理,选用高精度时间测量芯片TDC-GP22、低功耗MSP43-F149单片机、Pt1000温度传感器和超声波换能器,实现流量和温度的高精度测量。利用TDC-GP22第一波检测技术对测量精度进行优化,根据温度变化调整参数取值,进一步降低误差,提高系统测量精度。实验结果表明,该热量表测量精度高,稳定性好,达到了2级表的行业标准。     

一种高精度超声波测距仪测量精度的研究

在超声波测距技术中,通常受温度的影响和传播声时(TOF)的检测误差,使得超声波测距的精度不高.为了提高超声波测距仪的测量精度,针对传统超声测距仪在结构上进行了改进,安装了具有温度补偿功能的标准校正器具;同时,根据回波信号的传输特征,利用小波分析法对回波信号进行运算处理,提出了基于小波包络原理的峰值检测方法.试验结果表明:这些技术显著提高了超声测距的精度并增强了超声检测的可靠性.     

超声波相位比较法的风速风向传感器设计

针对自然环境中风速风向的准确识别,利用超声波原理设计了风速风向双参数传感器检测系统.系统中超声波产生以及接收采用频率为213 kHz的超声波换能器,超声波传感器利用超声波相位差法测量风速风向,详细阐述了二维相位差法的测量原理和计算方式,并通过Lissajous曲线验证了该方法的可行性.系统中运用功能相同的数字芯片替换复...     

基于超声波的局部放电测试系统

设计了一种基于超声波检测原理的局部放电监测系统,介绍了局部放电类型和超声波检测原理,整个系统包括信号放大模块、峰值检测模块、液晶显示模块3个部分.实验结果证明,该系统运行效果良好,能够达到最初的设计要求.     

超声波在两种液态介质界面位置检测中的应用

叙述了利用超声波技术检测两种液体分界位置的原理与方法,并讨论了温度,介质和乳化层对测量结果的影响及其补偿方法。     

超声波在两种液态介质界面位置检测中的应用

叙述了利用超声波技术检测两种液体分界面位置的原理与方法 ,并讨论了温度、介质和乳化层对测量结果的影响及其补偿方法 .     

LCR波切向应力检测系统的声时测量研究

该文提出了一种基于声弹性理论,利用临界折射纵波(LCR)从表面测量零件内部切向应力的实验方案,并依据固体中超声波传播特性与零件内部应力状态的关系,搭建了基于传播声时的切向应力测量系统。系统中临界折射纵波在被测零件内传播声时的测量采用"过零检测"方式,以减小由不同电子器件间性能差异所造成的测量误差,并利用时间-数字转换芯片实现高精度的时间间隔测量,从而提高整个系统的测量准确性。     

基于FPGA的LCR测试仪

介绍了一种LCR测试仪,它利用FPGA实现直接数字频率合成,产生波形好、幅值稳定的正弦波作为测试激励信号;相敏检波器设计方法独特,利用数字全波鉴相,提高了鉴相效率,改善了鉴相效果;采用了基于自由轴伏安测量法的测量原理和四端测量技术,并用C语言实现分布参数校正.     

Lacoste—Romberg（G）型重力仪格值公式

本文根据Lacoste-Romberg(G)型重力仪(简称LCR(G)型重力仪)读数系统的结构特征,首次导出了LCR(G)型重力仪的相对重力公式和格值公式。并根据文[3]中提供的格值表,用本文导出的公式进行最小二乘曲线拟合,得到有关参数,利用所求参数计算了相应的格值,与文[3]中提供的格值符合得很好。     

基于Hausdorff距离的穴位阻抗重复性

为了实现人体电阻抗的自动连续扫描,开发设计一套基于直角坐标机器人的穴位点与经络阻抗扫描系统.为了检测该阻抗扫描系统的稳定性与可重复性,提出采用Hausdorff距离来评价不同数据曲线的相似程度.选取人体背部两肩胛冈下角点之间的直线段作为扫描路径.采用同惠公司生产的TH2825阻抗分析器来测量阻抗数据.该实验中激励信号为幅值为1 V、频率为1 kHz的正弦波,量程设为100 kΩ.直角坐标机器人经过调节可以沿着上述的直线段自动、连续地测量处于凝胶电极与银电极之间的阻抗.该实验共选取7名受试者,在25 ℃、湿度为50%的环境下进行测量.每名受试者在同一直线上进行5次连续扫描.采用Hausdorff距离来评估从同一名受试者获得的5次阻抗采样数据曲线的可重复性与相似性.实验结果表明,该阻抗测量系统具有良好的稳定性与可重复性.     

Physical properties of crushed air-cooled blast furnace slag and numerical representation of its morphology characteristics

Physical properties and geometrical morphologies of crushed air-cooled blast furnace slag (SCR) and crushed limestone (LCR) were comparatively investigated. The shape, angularity, surface texture and internal pore structure of aggregate particles for different size and gradation were numerically represented by sphericity (ψ) and shape index (SI), angularity number (AN), index of aggregate particle shape and texture (IAPST), porosity and pore size, respectively. The results show that SCR is a porous and rough aggregate. Apparent density, void, water absorption and smashing index of SCR are obviously higher than those of LCR with the same gradation, respectively. However, bulk density of SCR is lower than that of LCR with the same gradation. SI, AN, IAPST and porosity of SCR are obviously higher than those of LCR with the same gradation, respectively. The smaller particle size of SCR, the larger of its AN, IAPST and porosity.     

一种虚拟LCR测试仪的设计

介绍了一种基于自由轴法实现的虚拟LCR测试仪。它利用FPGA实现直接数字频率合成,产生正弦信号作为激励源;相敏检波器采用数字全波鉴相,改善了鉴相效果;应用程序使用LabVIEW开发,通过串口实现对硬件的控制。该LCR测试仪可实现100H~10KHz任意频率点处对被测元器件的阻抗测量。     

LCR（G）型重力仪格值因子的测定

本文提出了一种LCR（LACOSTE—ROMBERG）重力仪格值因子的测定方法——短基线全组合法。它比传统的长基线法，具有经济效益好，标定精度高的优点。最后，利用蒙特卡罗法进行了模拟计算，获得了良好的结果。     

考虑制作工艺和边缘效应的梳齿电容理论

为解决梳齿驱动器中理想计算模型误差较大的问题,利用平板电容理论及微积分方法,对制作工艺及边缘效应的影响进行了分析,并建立相应的计算模型.在此基础上,以加工完毕的梳齿驱动器为研究目标,得到其电容在理想条件下、考虑制造工艺误差及边缘效应条件下的计算结果分别为1.267 3 pF和1.440 3 pF.两者与利用高精度LCR测试仪测量所得电容1.517 2 pF之间的相对误差分别为16.47%和5.07%.实验结果表明,考虑制造工艺误差及边缘效应时计算结果的精度远远高于理想条件下计算结果的精度,证明了该理论模型的正确性.     

基于Windows的摇板式造波机波浪模拟技术研究

造波机是船模耐波性水池主要的实验设备,其波浪模拟性能对船模耐波性试验具有很大影响．以早期从国外引进的水池摇板式造波机为研究对象,分析了该造波机的系统构成,介绍了利用摇板式造波机在船模试验水池中进行人工波浪模拟的原理及控制方法．给出了造波控制系统的传递函数及波浪目标谱的修正方法,并将原DOS系统下的系统控制应用软件进行升级改造,开发出适用于WINDOWS操作系统下波浪模拟控制程序．提出了利用VB软件编制实时控制应用程序时确定控制信号离散周期与生成软件定时器的方法,使造波机在WINDOWS环境下也能在水池中进行规则波与二维非规则波的模拟,恢复了该造波机对二维非规则波的模拟功能．通过试验测试及实际工程项目的验证,取得了满意的效果．这一技术可为造波机控制系统设计与改造的研究人员提供参考．     

Effect of crushed air-cooled blast furnace slag on mechanical properties of concrete

Morphology characteristics of mix aggregates with crushed air-cooled blast furnace slag(SCR) and crushed limestone(LCR) with 5-20 mm and 20-40 mm gradation were represented by numerical parameters including angularity number(AN) and index of aggregate particle shape and texture(IAPST).The effect of mix aggregates containing SCR on compressive strength and splitting tensile strength of concrete was investigated.Fracture characteristics of concrete,interfacial structure between aggregates and matrix were analyzed.The experimental results show that porous and rough SCR increases contact area with matrix in concrete,concave holes and micro-pores on the surface of SCR are filled by mortar and hydrated cement paste,which may increase interlocking and mechanical bond between aggregate and matrix in concrete.SCR can be used to produce a high-strength concrete with better mechanical properties than corresponding concrete made with LCR.The increase of AN and IAPST of aggregate may enhance mechanical properties of concrete.