基于CAN总线的船舶排油监控系统设计

针对现阶段排油监控系统缺乏对油份浓度传感器及通信协议的设计,设计了一种基于CAN总线的船舶排油监控系统.系统主要由计算机控制单元和测控单元构成,计算机控制单元通过移植Windows CE操作系统完成系统上位机软件开发,测控单元通过外接多传感器及执行单元,完成系统信号采集和执行动作,并设计了基于散射-透射比值法的直角双通道结构油份浓度传感器,提高油份浓度测量精度.通信上采用CAN总线通信协议实现计算机控制单元与测控单元通信,增强系统的抗干扰性.传感器试验表明:测量范围在0 ～ 50 ppm内时相对误差在3 ppm以内,在100 ～1000 ppm中最大相对误差不超过5.1％左右.系统试验表明,系统运行可靠,模拟试验情况下执行单元控制正确率达到100％.     

基于电荷感应的粉尘浓度检测技术与试验研究

介绍了电荷感应法在粉尘浓度测量中的应用,提出了用交变电场中传感器感应电压来表征粉尘浓度的测量方法,并进行了理论推导。在此基础上,设计了圆柱形传感器,并搭建了浓度检测试验平台,进行了模拟试验研究。试验结果表明:此装置可用于粉尘浓度为0.81~1.99g/m3的测量环境,其测量值与实际值的平均误差为1.8%。     

气体流速对PM2.5浓度实时测量值的影响

为考察气体流速对细颗粒物浓度检测仪测量结果的影响,更真实、准确地评价PM2. 5的污染状况,同时兼顾传统检测仪利用风扇控制采样气体气流不平稳定且易受环境影响的特点,在试验舱环境下,通过直流稳定电源控制气泵转速的方法,对PM2. 5测量值与气体流速的关系进行试验研究。该试验采用基于激光散射法的PM2. 5颗粒物检测仪。激光散射法与称重法、微量振荡天平法、β射线法、压电晶体法等传统测量方法相比,以其具有实时测量、准确性高和重复性好等特点而被广泛应用。试验结果表明:气体流速变化对PM2. 5实时测量值有影响,且影响程度与当前PM2. 5浓度有关。当前PM2. 5浓度越大,PM2. 5测量值对气体流速的波动越敏感。因此,研究气体流速对PM2. 5浓度实时测量值的影响规律,对于评价颗粒物检测仪精度具有实际意义,为提高颗粒物检测仪精度提供了参考。     

新型宽量程浊度传感器设计

针对90°散射法和表面散射法分别只适用于低浊度和高浊度范围测量的技术特点,提出了一种90°散射法与表面散射法相结合的宽量程浊度测量新方案.基于该思想设计了新型的浊度探测结构,将两种浊度测量方法集成于一个浊度传感器探头,大大拓宽了浊度测量范围,且有效降低了传感器的体积和成本.实验结果显示:该浊度传感器能够准确测量0～4 000 NTU范围内待测溶液的浊度,且测量精度在±5％FS以内,在保证测量精度的前提下显著提高了浊度传感器的测量范围.     

矿用粉尘浓度传感器的设计与应用

针对现有粉尘测量方法存在无法实时反映现场空气中粉尘浓度的问题,设计了一种矿用粉尘浓度传感器,介绍了该传感器组成、工作原理及其在煤矿自动喷雾降尘装置中的应用。该传感器利用激光散射原理测量悬浮在空气中的粉尘颗粒浓度,同时采用根据粉尘沉降原理设计的精密机械结构和激光镜头刷镜机构,保证了测量的可靠性和精确性。     

同心圆柱环型电容式肥液浓度传感器设计与试验

设计了一种同心圆柱环型电容式肥液浓度传感器,主要由稳压器、10MHz有源晶振、施密特触发器、电容传感器和真有效值检测器组成,检测结果以直流电压形式输出.在8×10 -1~1×10 -3mol/L浓度范围内,配置一系列待测肥液对传感器进行了试验:1)标定试验结果表明传感器输出电压与浓度对数呈线性负相关,决定系数R2>0.987;2)温度变异性试验结果表明传感器输出电压与肥液温度呈线性正相关,其决定系数R2=0.98417;3)稳定性试验结果表明同一浓度下连续测量10 h内测量最大差值为0.0003 mol/L,传感器稳定性良好;4)验证试验结果表明最大检测误差为9.8%.满足在线检测的实际应用要求.     

KC—2型油分监测仪及其微机系统

介绍了KC-2型油分监测仪的测量原理及其微机系统。该仪器采用了机械簧片哨式超声乳化;红外光透射、散射和光纤传导以及微机技术,提高了整机性能,实现了对水中含油浓度的自动、连续、在线监测,并不造成二次污染。     

光静态散射测试系统的研究与实现

随着科学技术的发展,对粒子的大小、浓度及其他特性的探测已经发展成为一个专门的研究领域和现代测量学中的一个重要分支,而光散射法已经成为一种常用的粒子测量方法;为了满足应用需求,文中提出了一种基于C8051F500单片机的光静态散射测试系统方案,详细介绍了该测试系统的设计理论原理、硬件电路的设计依据、固件程序的设计思想和测试系统的具体实现;选取一定浓度的样品溶液,运用该系统进行光散射的角度依赖性测试,实际测量值与理论依据基本相符;在不同激光功率下,对同一角度的散射光强进行测试,将测量得到的数据分析,线性度良好,满足设计要求。     

基于氧化锆的小型化机载氧气传感器设计

飞机通过氧气传感器对氧气系统氧分压值进行实时监测，现有氧气传感器在测量原理、测量精度、外形尺寸等方面难以满足飞机氧气系统氧分压测量需求。文章设计了一种基于氧化锆的小型化机载氧气传感器，无需参比气体，能够满足机载氧分压测量需求。介绍了传感器的测量原理和详细设计方案，搭建氧气传感器测试系统，并对氧气传感器功能、性能进行测试。试验结果表明，传感器设计合理，压力测量范围、测量精度、响应时间、输出稳定时间等各项指标均满足设计要求，可用于飞机氧气系统氧分压测量。     

基于预测测量方法的时栅位置反馈接口设计

旋转变压器在航空航天、船舶与兵器等领域大量应用,时栅是一种新型的位移传感器,利用时间测量空间;为了提高时栅对传统位移传感器的兼容性,提出了一种回转位置预测测量新方法,利用时间序列理论对时栅测量值进行建模,设计了兼容旋转变压器的典型位置反馈接口,解决了时栅在动态测量过程中的数据更新速率问题;在数控转台上的实验结果表明;在-0.00023"/ms<'2>～0.00019"/ms<'2>的角加速度变化范围内,角位移预测误差为±2".     

一种散射式浊度传感器设计

参考浊度测量相关标准,结合常规中低浊度场合测量特点,设计了一种90°散射原理的在线式浊度传感器,并介绍了传感器的测量原理、光路设计、结构设计和测控电路设计。参照相关标准对传感器性能进行了实验验证,其测量重复性为0.25%,量程漂移为1.2%,线性误差为1.2%。实验结果表明：传感器测量重复性好,测量精度高,可较好地适用于水环境监测和水质污染控制等场合的浑浊度监测。     

基于LS-SVR的光电式浊度传感器研究

浊度作为水质检测的重要指标之一,其测量要求越来越严格.目前,浊度检测主要采用散射、透射等光电式检测法.综合散射、透射和比值三种浊度检测方法,设计出一种新型在线式浊度传感器.该传感器遵循国际标准ISO 7027,并且加入温度和光照检测元件以抑制二者对浊度的干扰.采用最小二乘支持向量回归(LS-SVR)对浊度测量进行建模,并通过实验对该方法进行分析.实验结果表明:该方法可有效提高浊度检测精度和抗干扰能力.     

一种土壤水分检测仪的设计

在土壤水分检测的各种方法中,传感器法具有其许多优点。本文就是利用土壤水分传感器设计了一种土壤水分检测仪,阐述了其组成和工作原理。试验表明,利用本检测仪测量土壤含水量与烘干称重法测量值的差值在5%以内,具有测量准确度高,测量速度快,显示直观,使用简单,价格低廉,操作方便的特点。     

粉尘浓度测量装置利用涡流发生效应的优化研究

对现阶段电荷感应法测量粉尘浓度不够精确的问题进行了研究。依据涡流发生效应和文丘里效应,对现有环状粉尘传感器的测量管道进行改造。通过在文丘里管道的喉道中间段不同对称位置加入三片三角形涡流发生器,使气流通过管道时不易产生气体分离效应;在发生器尾部产生空气旋涡,使得环式静电传感器所感应的电荷量增大。利用PROE 5.0软件建立所设计管道3D模型,并利用Fluent软件对改进的管道进行气固两相流仿真,获得改进管道内粉尘颗粒速度分布云图及喉道段内粉尘的速度值。使用环形静电传感器的数学模型,分别计算了文丘里管道和改进管道在不同粒径比下的感应电荷量。结果表明:改进管道的结构在实验中使得感应电荷量大幅提高,在各阶段测得感应电荷量提高20%以上。通过试验可知,在各个浓度情况下测量精度得到了较大的提升,大气监测和燃煤电厂粉尘浓度在线测量精度都有所提高。     

射频法糖液浓度在线检测传感器的设计

针对国内制糖业煮糖过程中尚无在线浓度自动测量及控制设备这一问题,在分析了蔗糖结晶与糖液浓度关系的基础上,基于射频法测量糖液浓度原理,设计了一种在线检测糖液浓度的传感器.分别给出了传感器系统的硬件电路以及传感器探头的具体设计.实测结果表明,该传感器具有测量精度高、重复性好、体积小、响应快等特点,能够满足糖液浓度在线测量的要求.     

基于气体传感器的船舶燃油含硫量检测系统

在船舶尾气污染防治工作中,为了快速地判别船舶燃油硫含量是否符合排放控制区的要求,提出了一种基于气体传感器的船舶燃油硫含量快速检测方法,设计了以STM31F103微控制器为主控系统的气体检测吊舱,采用无人机搭载尾气检测吊舱的方式,对单个船舶尾气中SO2和CO2的气体浓度进行检测,根据这两种气体的浓度监测值间接推算出船舶的燃油硫 含量,对港区靠港船舶的多次实测结果表明,该检测系统平均绝对误差为315x10-6,平均相对误差为28.6%,该方法可以快速地筛选出硫含量超标的可疑在航船只,符合实际执法需求,能够有效地提高海事人员的监管效率。     

一种本安型有水信号传感器设计

为了在恶劣的舱底环境下安全、可靠地检出船舶进水情况,设计了一种本安型有水信号传感器。根据船舶应用的特点和传感器的工作环境,确定传感器类型和防爆形式,并设计传感器外形。根据传感器的物理特性和工作特性,计算传感器参数,并进行本质性能评定。试验验证表明:设计参数与实测值基本一致,可满足船舶蓄电池舱防爆等级的要求。该传感器已经广泛应用于各型船舶,并取得了良好的效果。     

一种土壤剖面水分传感器的节点电路设计

为实现土壤剖面不同深度水分的同时测量,研制了一种土壤剖面水分传感器,对传感器节点部分的电路进行了设计与实现,具有功耗低、成本低等特点。实验结果表明:应用此电路的传感器,输出电压随着土壤体积含水量的增加而减小;与烘干法所测得的土壤水分实际值相比,传感器的最大绝对测量误差为-5.10%;传感器用于土壤剖面不同深度的土壤水分测量,水分梯度变化明显,性能良好。     

中国微米纳米_基于电场的快速暂态过电压测量

提出了一种基于电场的VFTO测量方法,以实现气体绝缘变电站(Gas Insulated Substations GIS)开关操作引起的快速暂态过电压(Very Fast Transient Overvoltage VFTO)的测量.通过MEMS电场传感器测量GIS母线周围的电场,进行大量试验确定电场强度与母线电压的线性关系,并对传感器进行标定,实现VFTO的测量.从理论上对GIS变电站不同负载的VFTO建模并进行仿真数值计算;使用扫频法、方波响应法对电场传感器的响应特征进行了测试,高频截止频率>134 MHz;在实验室内进行了高幅值电压测量实验,在云南电网公司超高压试验研究基地进行GIS变电站现场VFTO测量实验,结果表明利用电场传感器能够进行快速暂态过电压的测量.     

基于变介质感测的液位传感器研究

针对水质差和测量环境恶劣等问题,利用变介质电容原理设计了一种新型液位传感器。通过聚四氟乙烯电缆将水位高度转化成电容值,通过专用电路进一步将电容值转化为标准的电压值,并综合运用平均值滤波法及插值法拟合系统曲线,消除干扰误差,实现了非线性校正。试验表明:本传感器具有较高的测量精度,适用于各种复杂环境的水位检测。