高于室温环境的热式气体微流量传感器性能分析

为了探索平板微热管的传热特性,了解微热管内不同温度区间的蒸汽传输特性,开展了热式气体微流量传感器及其检测系统的设计。设计了一种便于探索最佳温度测量点的热式微流量传感器结构,利用MEMS工艺进行加工制作,在不同环境温度下对其性能进行了测试,得到了环境温度与热式微流量传感器性能的关系。基于MSP430单片机和C＃语言自主开发了流量传感器检测系统,可对一定范围内的流量进行实时检测,并实时绘制流速随时间的变化曲线。研究表明,采用本文设计的热式微流量传感器结构,可以检测高于室温环境下的微流量气体,并可通过提高加热器温度或改变测温电阻对的测量位置来提高测量灵敏度。     

温度流量复合传感器

温度流量复合传感器用来同时测量水、酒精和煤油等液体介质的温度和流量。温度敏感元件采用Pt10 0 0 ,它的温度系数是 385 0× 10 -6/℃。流量采用旋翼式涡轮流量传感器测量。叶轮上的磁钢随着流体介质的流动而做圆周运动 ,磁钢上方的霍尔元件在磁钢通过它时输出电脉冲信号 ,频率电压转换器将正比于流量的频率信号转变成电压信号。温度和流量传感器的测量范围和准确度分别为 0～ 10 0℃、0～ 10L/min、± 0 .5℃、± 2 %FS。     

新器件简讯

TMP12 TMP12是一种测量流量及温度的传感器。该传感器内有100Ω的电阻加热器,它提供了器件的仿真;测量温度范围为-40～ 150℃,-40～ 100℃测温范围的精度为±3℃;灵敏度为5mV/℃;可外设电阻设定控制温度的上下限值;上下限温度控制为集电极开路输出,输出电流20mA;热滞后可设定;单电源( 5V)工作,静态电流(加热器不工作)400μA。该传感器主要应用于空气流量检测、过热检测及     

基于差压法的一种新型液体流量传感器

设计了一种新型液体流量传感器,并对其进行了制作和实验标定.这种流量传感器主要由特制的导流管和现有压力传感器组成.其基本原理是输入口与输出口这间的压力差与通过导液管的流速直接相关.用压力传感器测量导液管入口与出口之间的压力差,并将其转换成电压量输出.通过检测导液管两端的压力差,即可计算出通过导游管的流速和流量.这种流量传感器主要有结构简单、灵敏度高、精确度高、量程范围宽、成本低等优点.     

基于喷墨打印的可实现敏感材料原位沉积和高温检测的柔性丙酮气体传感器

通过离子交换技术对衬底表面改性,然后喷墨打印掩膜图形,在聚酰亚胺衬底两面分别制备了银叉指电极和加热电阻.通过调节电阻加热器两端的直流偏压,实现25 ℃~280 ℃的控温加热.集成的加热器具有双重功能:纳米ZnO敏感薄膜原位沉积和高温检测.结果表明,该传感器对丙酮气体的灵敏度随温度单调增加(<150 ℃).此外,加热器促进了ZnO敏感薄膜表面丙酮气体分子的解吸,缩短了传感器响应和恢复时间,并减小了初始电阻的漂移.此外,在丙酮检测中,加热器能有效地减少湿度干扰.     

热导传感器温度特性的CPSO-SVM数据融合校正

为了消除环境温度对热导气体传感器的影响,提出了一种热导传感器温度特性的经典粒子群优化--支持向量机(CPSO-SVM)数据融合校正方法。该方法将热导传感器和温度传感器构成传感器组,利用支持向量机对传感器组的输出信号进行数据融合,采用经典粒子群优化算法和测试样本集均方根误差与平均绝对百分比误差同时最小原则选择和优化支持向量机的参数向量。对氢气浓度的检测实验表明,该方法能有效地改善传感器的温度特性,实现了气体浓度的精确检测。     

影响热导传感器气体检测性能的原因分析

热导气体传感器具有检测范围大，可检测多种气体，检测装置简单、成本低廉等许多优点，但也存在检测精度差、灵敏度低等缺陷，限制了该传感器的广泛应用。文中介绍了热导传感器气体检测的基本原理和传统的检测方法，根据传热学理论建立了热导传感器的热平衡方程，在此基础上对传统气体检测方法进行了分析和研究，得出了传感器温度随被测气体浓度的变化而变化的特性是影响气体检测性能的根本原因的结论，并指出采用恒温检测方法是一个有效的解决办法。     

微结构气体传感器的优化设计

利用SiO2相对于SiNx有更低的热导率,作为膜式微气体传感器的热绝缘和电绝缘层,而单晶Si适合通过各向异性腐蚀形成倒杯状结构来支撑SiO2膜。将膜式微气体传感器中的加热器和信号电极设计在一个平面上,以减小工艺复杂度,获得较高的加热效率。利用有限元分析工具ANSYS分析比较加热器和信号电极在不同宽度与间距时的温度分布。当设定加热器宽度为50μm,信号电极宽度50μm,加热器和信号电极间距为25μm,微气体传感器将获得更低的功耗和比较均匀的中心温度分布,有利于传感器整体性能的提高。     

SPR生物传感器及其对DNA的检测分析

该数字式金属浮子流量计的流量传感器由一个上大下小的锥管和可在锥管中上下移动的内嵌磁钢的浮子构成，浮子随来流速度的变化而改变其在锥管中的浮动位置，通过磁路耦合将浮子的直线位移转换成转换器旋转轴的角位移，再经角位移传感器检测出转轴的旋转角度信号，由智能单元完成流量计算、刻度换算并输出信号。本成果的关键部件（即机电转换单元）为鲁棒性良好的电容式角位移传感器、经CFD仿真实验和变物性实验优化的流量传感器以及可进行流量智能化计算、刻度自动换算的信号处理器，     

数字式金属浮子流量计

该数字式金属浮子流量计的流量传感器由一个上大下小的锥管和可在锥管中上下移动的内嵌磁钢的浮子构成，浮子随来流速度的变化而改变其在锥管中的浮动位置，通过磁路耦合将浮子的直线位移转换成转换器旋转轴的角位移，再经角位移传感器检测出转轴的旋转角度信号，由智能单元完成流量计算、刻度换算并输出信号。本成果的关键部件（即机电转换单元）为鲁棒性良好的电容式角位移传感器、经CFD仿真实验和变物性实验优化的流量传感器以及可进行流量智能化计算、刻度自动换算的信号处理器，     

直接蒸汽加热器温控系统的仿真研究

针对直接蒸气加热器出口温度具有非线性、时生性、大滞后等特点,建立了直接蒸汽加热器温控系统的数学模型.提出了一种模糊PID温度控制方案,它将常规PID控制和模糊控制二者优点相结合,利用模糊控制规则对PID参数进行自整定,有效提高了系统的抗干扰能力和适应参数变化的能力,保证了加热器出口温度的精确控制.MATLAB仿真结果证明了该方案的正确性和实用性.     

高温超导磁体与普通磁体的实验研究

本文从黑箱建模的角度出发,分析高温超导磁悬浮系统和常导磁悬浮系统在稳态悬浮时的动态特性。此外,通过对比实验,还比较了磁悬浮系统稳态悬浮时高温超导磁体与普通磁体的电磁特性异同。研究结果表明,虽然高温超导磁悬浮系统和常导磁悬浮系统动态特性的传递函数模型不同,但从控制的角度看,它们的电磁特性并无明显区别。在系统的工作频段内,高温超导磁体线圈自感应给其电磁特性带来的影响可以忽略。     

铝电磁连续铸轧改进型复合磁场控制系统

针对现有铝电磁连续铸轧复合磁场控制系统存在的变频范围窄、控制不稳定等问题,通过分析电磁铸轧机理,采用SPWM交-直-交变频的设计方案。同时,由于现有控制系统是一开环系统,电磁铸轧铝板特性参数难以在线检测,提出建立基于标准支持向量机的晶粒度软测量模型的思想,并给出了基于软测量模型的形式化描述、设计原则及设计步骤。实验结果表明,改进后的系统能产生符合工艺要求的复合磁场,电磁场频率的作用范围为10～25Hz,换相周期数为1～5,谐波分量较小;同时生产出的铝板组织均匀,晶粒度达到1级水平。     

基于Smith预估模糊PID控制的加热器温控系统

针对工业加热器出口温度具有大滞后、大时变、非线性以及精确模型难以建立等特性导致的工况复杂、控制难度大的问题,提出一种Smith预估模糊PID复合控制方案,利用模糊控制规则实现PID的3个参数在线自整定,采用Smith预估器对温控系统的纯滞后进行补偿。详细阐述温控系统的硬件配置和软件实现,实际运行结果表明该方案有效提高了系统的抗干扰能力和适应参数变化的能力,具有鲁棒性强、动态响应快及稳态精度高的优点。     

带钢磁悬浮防抖系统的研究

在镀锌生产线中垂直带钢水平晃动会造成镀层不均。基于磁悬浮技术能够实现无接触稳定的特点,研制了用于带钢防抖的磁悬浮系统。分析建立了系统的数学模型,设计了PID控制器。研究设计了包括传感器、控制器、功率放大器的磁悬浮电控系统。在模拟试验台上对系统的性能进行了试验研究。通过试验证明了该磁悬浮系统能够稳定地悬浮带钢,减小带钢在外力扰动下的振幅和回到稳态所需的调节时间,并且在激振试验中成功地使带钢的振幅减小了71.4%。     

并列双导体在交变磁场中的电磁效应探讨

该文针对并列双导体在交变磁场交变作用下的电磁效应进行了探讨。在建立并列双导体交变 磁场中的基本电磁模型和等效分布参数网络模型的基础上,深入分析了并列双导体在交变磁场激励下的电磁效应和电流行为机理。实验结果显示,所提出的电流行为模型很好地解释了并列双导体在发电运行时出现的电流高频振荡现象。     

基于稳态能量平衡的支路平衡控制

为避免加热炉支路温度平衡控制时的动态耦合引起系统波动甚至不稳定,本文提出了一种基于稳态能量平衡的加热炉支路平衡控制方案,并进行了收敛性分析.根据稳态能量平衡计算出各支路需调整的流量,使各支路温度趋向一致.支路平衡控制采用长控制周期的稳态控制和区域控制.分析表明,所提出方案易于稳定,且接近稳态下的理想控制.另外,实现了支路温度均衡下加热炉进料总流量自动提降负荷控制.仿真和现场应用结果表明,控制方案合理,效果良好.     

钢材料电磁应力传感器技术研究

现代结构普遍大量使用铁磁性钢材料作为承载构件,其受力状态直接关系到结构整体的安全性。由于应力对钢材料磁特征参量的影响比较显著,故在分析了基本原理的前提下,设计了一种管筒式电磁应力传感器。采用有限元仿真技术FLUX软件检验磁路设计的合理性,并提出了实验与仿真相结合的方法对传感器输出电压进行标定。通过实验与仿真计算结果对比,验证了该种方法的正确性,为该种应力检测传感器提供了一种高效的标定方法,使其更加具有市场价值。     

Adaptive Robust Motion Control for Linear Induction Motor with Electromagnetic Nonlinearity Compensation

This paper presents an adaptive robust motion control algorithm for linear induction motor (LIM) with electromagnetic nonlinearity compensation to suppress nonlinear magnetic thrust reduction due to the end effect. The electromagnetic compensation adaptive robust control (ECARC) algorithm is developed to deal with the parametric uncertainties and uncertain nonlinearities that are widely present in LIM. This algorithm employs a discontinuous projection‐type method to estimate the system parameters. The disturbance is bounded by a critical value, which guarantees that the system is exponentially stable. However, due to the magnetic field distortion caused by the opening of primary ends, the relationship between the driving current and the resultant motor thrust is nonlinear. Consequently, electromagnetic thrust and flux are calculated and used for feedback compensation. Different from the traditional vector control and direct torque control, the control algorithm employs electromagnetic thrust and magnetic flux to compensate torque current and magnetic field. Simulation results and comparative experimental results show that current control algorithm is accurate and efficient.     

直线同步电机气隙检测的电磁分析

基于直线同步电机的气隙检测,对电涡流传感器线圈电感与矽钢叠片电磁特性之间关系分析和实验研究,认为线圈电感随间隙的变化电感效应起了主要作用,建立了基于磁场镜像法的电磁计算模型,计算了空载和矽钢叠片影响下的电感,与仿真结果对比和分析,并得出结论:间隙小于10mm时,计算和仿真结果误差比较小,为复杂结构线圈提供可行的近似计算方法。