内外组合电极的ECT传感器优化设计（英文）

电容层析成像技术具有"软场"特性。针对敏感场中心区域灵敏度低的问题,设计了一种基于内外组合电极的ECT传感器。利用Matlab2014a和COMSOL5. 3对具有内外不同电极数的传感器进行有限元分析,在此基础上,采用双电极旋转激励的测量方法,利用Landweber迭代算法,对ECT敏感场内圆形区域和环形区域进行图像重建。仿真结果表明:与传统的ECT电容传感器相比,改进的传感器能够提高大多数敏感场内中心区域的灵敏度,提高图像的重建精度,相关系数提高至0. 92,表明了内外组合电极的传感器在ECT图像重建领域的可行性和有效性。     

基于平面电容层析成像的复合材料无损检测灵敏度矩阵

提出了一种用于热防护材料无损检测的平面阵列电容层析成像(ECT)传感方法,该方法能在有限的接近范围内检测目标对象。研究了一种12电极平面的ECT系统,并利用ANSYS软件建立了仿真模型。在图像重建的过程中,灵敏度矩阵是必不可少的。为了优化灵敏度矩阵,讨论了敏感场介电常数和重建图像切片层的影响。试验结果表明,不同切片层的重建图像差异较大,第二层图像质量最高,而介电常数的变化对检测结果影响不大。     

液压系统油液在线监测电容传感器的优化设计

设计了圆弧型极板油液监测电容传感器的结构,应用电磁场理论对传感器的电容值及检测场的灵敏度进行了计算和分析;应用ANSYS有限元分析软件,对传感器内部的电势分布和场强分布进行了仿真,得到与计算结果相一致的传感器特性,即传感器检测场内部灵敏度分布不均,在靠近极板边缘处灵敏度高,在中心处灵敏度低。应用正交实验法,对此结构传感器的主要参数进行了优化,得到了一组最优的结构参数,同时提出了传感器两对极板相错90°的极板优化排列方案。     

基于双层静电极的差动式电容力矩传感器

力矩传感器在机器人关节实时力矩监测中起着重要作用,为提高电容力矩传感器灵敏度,提出一种双层静电极差动式电容力矩传感器。利用PCB板表面的双层静电极与悬臂梁动电极垂直分布构成的电容器作为力敏元件,将由梯形梁变形引起的电容变化量以差值方式输出,通过推导单层与双层静电极传感器的输出特性,证明双层静电极传感器具有更高灵敏度。对传感器进行受力仿真分析,验证结构设计的合理性,并进行静态标定实验,得出双层静电极传感器灵敏度为单层静电极传感器灵敏度的1.8倍,最大非线性误差约为2.19%,重复性误差约为1.84%。该实验结果表明双层静电极传感器具有更高灵敏度,满足机器人关节测力的需求。     

多电极传感器复合材料缺陷检测系统设计

针对航空飞机在生产和服役过程中,复合材料表面及其内部产生各种各样的缺陷损伤,设计了基于同面16电极阵列的复合材料缺陷检测系统。该系统以FPGA为核心,采用交流激励微电容测量方法提高抗杂散电容能力,由于传统模拟器解调方式的实时性较差,系统采用正交序列解调方式对信号进行处理,提高系统的测量精度。实验结果表明：该系统可以准确地判断出模拟缺陷的位置,重建图像清晰,边缘伪影少。可为同面多电极阵列传感器在复合材料缺陷检测领域的应用提供一定参考。     

多电极传感器复合材料缺陷检测系统设计（英文）

针对航空飞机在生产和服役过程中,复合材料表面及其内部产生各种各样的缺陷损伤,设计了基于同面16电极阵列的复合材料缺陷检测系统。该系统以FPGA为核心,采用交流激励微电容测量方法提高抗杂散电容能力,由于传统模拟器解调方式的实时性较差,系统采用正交序列解调方式对信号进行处理,提高系统的测量精度。实验结果表明:该系统可以准确地判断出模拟缺陷的位置,重建图像清晰,边缘伪影少。可为同面多电极阵列传感器在复合材料缺陷检测领域的应用提供一定参考。     

电容电感复合桥式焊缝跟踪传感器

针对平板对接焊的错边问题,提出了一种组合电容和电感复合桥式焊缝自动跟踪方法,并设计了传感器的结构.这种复合桥式焊缝跟踪传感器利用电容对极板间距变化的灵敏检测和电感对边缘变化的灵敏检测,可以确定焊枪横向和纵向的位置关系.具有非接触、灵敏度高、抗干扰能力强、响应速度快、工作可靠的特点,并能在一定程度上克服平板对接焊的错边问题.最后,自行搭建了简单的平台进行了焊缝跟踪试验,效果良好,为焊缝自动跟踪技术提供了新的方法.     

基于同面多电极阵列传感器的复合材料构件损伤检测研究

为了对复合材料构件的损伤进行检测,阐述了利用同面多电极进行损伤检测的原理,设计了用于复合材料构件损伤检测的同面多电极阵列传感器,采用高精度LCR分析仪作为电容检测设备,利用Lab-view开发了系统软件,制作了复合材料构件损伤试样并对其进行实验研究。初步实验结果表明：当复合材料构件存在损伤时,损伤部位的介电常数发生变化,与无损伤试样相比测得电容值减小,同面多电极阵列传感器对复合材料构件进行损伤检测是可行的。     

基于视觉传感的焊缝中心检测技术研究

通过视觉传感器获取焊缝图像，采用多种去噪技术对焊缝图像中的噪声进行滤波试验。针对焯缝图像中的干扰噪声特性，对各种滤波方法进行了分析和比较，并对滤波效果较好的焊缝图像进行边缘检测计算。提出3种识别焊缝特征的组合图像处理方法，并研究提取焊缝中心特征信息的效果和精度。试验结果表明，对焊缝图像采用Wiener滤波与Robert边缘检测算法能较好地提取焊缝中心位置的特征信息。     

电容法测定焊剂含水量

基于水的介电常数远高于焊剂成分的基本结论，设计出电容传感器，测定了熔炼焊剂和烧结焊剂含水量与电容量之间的关系，分析发现符合反曲函数表达式。研究认为，水分子与焊剂颗粒表面的作用力是决定焊剂中水的介电常数的关键。直接影响着电容法测定焊剂含水量的灵敏度，作用力越小，灵敏度越高。提出饷和含水量是反映焊剂抗吸潮能力的一个指标。电容法测定焊剂含水量的方法，具有灵敏度高、操作方便、测量速度快的优点，适于工程上对焊剂含水量进行现场测量。