基于光纤传感器的多通道油位测量系统

本文介绍一种利用光纤传感器组成的多罐体油位测量系统，它利用油面对光纤入射光的反射原理实现对油位的测量，并使用频分复用技术分别取出多个传感器的输出信号，并同时可以增大测量的安全区域。文中详细论述了油位信息检测、处理电路的原理，给出了整体电路设计框图和软件流程。实验结果表明，系统油位测量范围为20cm～200cm，测量精度可达1％。     

基于图像识别的航空滑油喷嘴流量试验台油位检测系统

考虑到使用静态容积法的航空滑油喷嘴流量试验台采用的磁致伸缩液位传感器在常温下具有较高的温度,但是温度高于常温时,会产生极大温度漂移无法保证试验系统的测量精度,本文将图像识别应用于航空滑油喷嘴流量测量系统中,对从喷嘴排出滑油体积进行自动识别,忽略掉温度变化、传感器精度等对测量精度的影响。通过图像滤波、分割、刻度数字识别、刻度线识别以及油位识别实现对油位的自动测量。通过实验方法与人工读数、磁致伸缩液位传感器读数以及温度补偿后的传感器读数进行对比。结果表明,使用图像识别技术的流量试验台的试验结果与真实值最为接近,能够有效提高检测的精度和效率,降低试验台成本和测试人员的工作量,其试验结果最为可靠。     

基于图像识别的喷嘴流量试验台油位检测系统

考虑到使用静态容积法的喷嘴流量试验台采用的磁致伸缩液位传感器在常温下具有较高的温度,但是温度高于常温时,会产生极大温度漂移无法保证试验系统的测量精度,本文将图像识别应用于喷嘴流量测量系统中,对从喷嘴排出滑油体积进行自动识别,忽略掉温度变化、传感器精度等对测量精度的影响。通过图像滤波、分割、刻度数字识别、刻度线识别以及油位识别实现对油位的自动测量。通过实验方法与人工读数、磁致伸缩液位传感器读数以及温度补偿后的传感器读数进行对比。结果表明,使用图像识别技术的流量试验台的试验结果与真实值最为接近,能够有效提高检测的精度和效率,降低试验台成本和测试人员的工作量,其试验结果最为可靠。     

基于神经元网络的超声传感器补偿算法及在井下机器人避障中的应用

详细分析了超声波传感器在测距应用方面的局限性,并针对每个局限性提出了解决方案。文章重点指出对超声波传感器进行温度、湿度的补偿,尝试用Elman反馈神经元网络逼近函数。Elman网络隐层采用了“tansig”激活函数,输出层选用了“pureline”激活函数,保证了只要有足够多的隐层神经元个数,网络就可以任意精度逼近任意函数。经实验验证,在对超声波测距传感器进行温度、湿度补偿后,其测量精度提高了两个数量级,大大提高了超声测距传感器的工作精度。在井下机器人避障系统中测试应用后,提高了避障系统的测量精确度,降低了避障系统的误判率,使井下机器人工作安全系数得到了提高。     

一种基于广义回归神经网络的超声波流量传感器系数求解方法

为了解决和提高不稳定流场条件下的超声波流量传感器的测量精度问题,文章将广义回归神经网络引入到流量传感器系数获取当中,并通过建立流量传感器系数模型和样本输入训练,获得了较为准确的流量传感器系数和较高的测量精度,从而验证了本方法对超声波流量传感器在不稳定流场中进行流量测量的可行性,具有总要的实际应用借鉴价值。     

超声波隧道风速测量技术研究

研究了一种基于鉴相技术的超声波隧道风速测量方法,建立了风速测量模型。该方法克服了传统时差法电路复杂、信号处理较难的缺点,实现了隧道风速的高精度实时检测。测量系统采用一个传感器连续发射,两对传感器同时接收的结构实现不同风速段的测量,在保证测量范围的同时提高了低风速段的测量精度。系统以单片机ATMEGA128为核心,采用CPLD进行高精度数字鉴相,提高了处理精度;利用温度补偿技术进一步提高测量精度。与传统的测量方法相比,该系统测量精度有较大提高。     

超声波气体流量测量与泄漏检测技术研究

研究了超声波管道流量测量时差法的基本特性,综合分析了超声波管道流量测量和泄漏检测状态下的理想超声频率,选择合适的超声波传感器设备,采用MAX35104高精度计时芯片可实现管道流量的精确时差测量,由STM32F103单片机芯片实现系统的整体控制。并通过对整个系统的分析处理,设计出合理的系统硬件一体化集成电路,测量系统体积小、功耗低、精度高。经过后期的设备调试工作,论证了此超声波管道气体流量测量和泄漏检测技术的可行性。     

超声波互相关流量测量技术及应用综述

超声波相关流量测量方法,在解决“困难”流体流量的测量中显示也巨大潜力。目前,互相关渡越时间的测量精度已达到百发之几,超声波传感器应用于流体流速的测量时,系统精度主要受流体的性质和流场分布的影响。本文总结了超声波互相关流量测量仪表涉及到的技术问题,介绍了该方法在不同场合的应用和应注意的问题。     

基于自干涉技术的超声波氧气传感器设计

系统依据二元混合气体检测理论采用超声波技术测量混合气体中氧气的浓度,并针对超声波测量过程中渡越时间易受噪声干扰的问题,设计了一种采用自干涉技术的超声波式氧气传感器。本文首先介绍了二元混合气体检测理论,之后详细介绍了超声波自干涉现象产生机理,最后完成了系统中整个自干涉激励,检测电路的设计,其中详细介绍了系统核心EPM1270内的各个模块的功能。实验结果表明,本系统完全能够实现对氮,氧混合气体中氧气浓度的实时测量,相比传统的超声波式氧气传感器,该系统具有更高的测量精度,更强的抗干扰能力。     

基于超声波的带式输送机多点煤流量监测系统设计

针对高带速、大运量矿用带式输送机煤炭瞬时流量难以实时准确测量的问题,设计了一种基于超声波的带式输送机多点煤流量监测系统,介绍了系统硬件、软件及煤流量检测算法设计。该系统利用超声波传感器和速度传感器获取带式输送机高速运行下的煤高、煤堆截面积、输送带速率等参数信息,并利用煤流量检测算法对数据进行拟合分析,计算出煤流量。测试结果表明,该系统能对输送带煤流量进行准确测量,测量精度达到91%。     

多功能混合料摊铺机料位超声波测量系统设计

采用微控制器P87C591作为主控芯片,研究并设计了一种新型多功能混合料摊铺机的料位超声波测量系统,实现了混合料摊铺厚度的实时检测与控制;该系统采用超声波脉冲回波测量方法测量摊铺料厚度,利用温度传感器DS1624测量环境温度,通过软件对温度引起的测量误差进行补偿;给出了系统的硬件设计和测距软件流程图,实验结果表明:该系统测量精度高,误差小于2 mm,具有较强的实用价值.     

眼角膜超声测厚及眼压测量复合传感器设计

眼角膜厚度和眼压是眼球的两个重要生理参量,是诊断屈光不正、青光眼等眼科疾病的重要指标.新型复合传感器能一次性完成两个参量的测量.使用这种传感器,可以提高眼科医学诊断的便利性,同时可以根据角膜厚度修正眼压值.通过超声传感器和使用电磁驱动的压力控制系统相结合,实现两种测量的同步完成.超声传感器采用PZT系列压电复合材料,角膜厚度采用超声波脉冲回波法测量.电磁压力控制根据眼压测量的需求,通过计算得到电磁驱动系统的结构参数和电磁参数.由实验测量结果可知,角膜厚度测量精度在±10μm范围内;电磁压力控制系统的压力范围为0~0.490 N,精度为0.0006 N.该复合传感器测量精度和范围符合传统角膜测厚和眼压计的标准,为二合一眼科仪器研制打下基础.     

基于C8051F120的高精度全天候超声测风仪的设计

本文在传统超声波测风仪的基本原理上,通过测量介质中温湿度数据并且进行有效的调节,进而补偿雨雾等环境因素影响,设计了一种具有温湿度传感器的全天候超声测风仪。文中详细阐述了超声测风仪的方法研究和系统结构,通过实验证明该装置可以实现全天候精确测量风速与风向,测量误差2%,为在恶劣环境下超声测风的应用提供了有效的设计方法。     

一种矿井通风中精确测定风速的方法

针对超声波传感器接收超声波脉冲信号时由于存在起振过程,导致脉冲到达接收传感器的时间难以精确测定的问题,提出一种矿井通风中精确测定风速的方法,即通过拟合接收传感器接收到的正弦信号曲线及其包络线,计算出超声波脉冲信号到达传感器的时刻。对模拟采样数据的计算及分析结果表明,该方法能够达到较高的测时精度,从而能够保证矿井巷道测风精度。     

超声波测距误差分析

介绍了超声波测距的原理以及环境对测量准确度的影响,分析了测量误差产生的原因。阐述了仪器设计时超声波传感器的选择、计数频率的确定及盲区对测量的影响,指出了提高测量准确度的途径,重点阐述了利用软件修正误差的方法,使仪器达到了设计指标,满足了工业测量的实际需要。     

基于无线传感器网络的井下水位监测监控系统设计

为了满足矿井水位监测监控的需要,应用数字式水位传感器和PIC单片机,开发了一种基于无线传感器网络的智能化水位传感器系统,介绍了系统的硬件和软件设计,给出了测试结果。该系统集监测、显示、报警、通信等多种功能于一体,并采用无线传感器网络,克服了有线传感器网络的局限性,避免了其他无线通信技术高功耗的缺点。实验表明:该系统具有高精度、高可靠性、低功耗的特点,有效地实现了对矿井水位的实时监测与监控。     

自动雨量测量系统的温度补偿

在利用超声波测量降雨量的自动雨量测量系统中,由于温度对超声波速度的影响,使测量的准确度降低,达不到设计要求,所以需要对它进行温度补偿。通过对测量过程中可能产生的误差进行了分析,提出了利用单线温度传感器DS1820测量雨水温度,实现对超声波传输速度的精确计算,达到准确测量雨量的设计要求(优于1%)。     

测量人体温度的双脉冲超声波传感系统

介绍了一种用于测量人体温度的双脉冲超声波传感系统 ,重点叙述了双超声波探头的设计。通过系统实验获取了超声回波信号 ,结果表明该传感系统完全满足设计要求。     

一种二维力/扭矩传感器的设计

针对用于测试旋转型行波超声电机工作状态下定子、转子摩擦力/力矩的特殊要求,并利用有限元法对传感器进行了结构优化,设计了组合式二维传感器,该传感器的一维测量法向正压力;另一维测量扭矩。法向力的量程为0~200N,准确度为0.09%;扭矩的量程为0~2N.m,准确度为0.41%。满足了试验要求。     

超声波传感器接收信号强度非对称性分析及对策

针对采用时差法测量流速时,超声波传感器顺、逆两向接收信号强度存在的非对称性、非均匀性问题,提出了一种改善超声波传感器性能的方法。根据超声波传感器的波束角、发声传感器与受声传感器的间距,分别计算出超声波沿着波束角中心线和外线到达受声传感器表面的时间,进而通过改进压电元件模块提出一种缩短信号分别沿着中心线和外线到达受声传感器表面时间差的超声波传感器设计方法。理论分析可知,该方法可以有效地改善接收信号强度非均匀、非对称性问题,提高了流量测量精度。