梯形变截面悬臂梁式微质量传感器设计与分析

针对微小集中质量测量问题,提出并制备了一种梯形变截面悬臂梁式微质量传感器,建立了梯形变截面悬臂梁式微质量传感器的振动分析模型。采用有限元方法求解其振动控制方程,获得了微质量传感器的灵敏度。仿真分析结果表明,相对于等截面矩形悬臂梁式微质量传感器,单层压电和双层压电结构的变截面悬臂梁传感器的灵敏度分别提高了127.00%和263.00%。采用线切割工艺,加工制备了单压电层梯形变截面结构的微质量传感器并对传感器进行了实验测试,在误差允许范围内,仿真结果与实验结果基本一致,验证了采用梯形变截面悬臂梁式结构可以有效的提高传感器的灵敏度。     

一种采用压电复合音叉的电流传感器研究

针对当前非接触电流测量方式存在的灵敏度低、结构复杂等问题,本文提出了一种采用压电复合音叉的电流传感器用于非接触低频微弱电流测量,其结构由永磁体、弹性音叉、压电片及底座组成.当该传感器处于电线周围交变磁场中时,永磁体在磁场作用下产生扭矩并驱动弹性音叉臂及压电片产生形变;因压电效应,形变的压电片两端电极之间输出交变电压信号,从而实现电流的测量.由于磁扭矩效应,这种传感器具有较高的谐振灵敏度,大约是压电悬臂梁式电流传感器的4.0倍;在负载电阻为10 MΩ、频率为41.7 Hz时,灵敏度可达1.393 V/A,线性度约为0.57%.这种压电复合音叉式电流传感器模型还可以应用于微弱振动、磁场信号探测等.     

阵列式压电模态传感器的实验研究

通过一组阵列式压电薄膜,设计未知边界条件下振动梁的模态传感器。在梁表面均匀布置一组具有相同形状的矩形聚偏氟乙烯(PVDF)薄膜,通过测量PVDF输出与激励力之间的频率响应函数,利用伪逆方法设计这组PVDF的加权系数,从而实现对结构模态坐标的测量。实验研究表明:该方法设计的模态传感器具有良好的滤波效果,非目标阶模态坐标峰值与目标阶相比,下降了12 dB以上,并且不需要预先知道结构的边界条件或者模态信息。进一步讨论了当振动梁的边界条件发生微小扰动时所设计模态传感器的鲁棒性。     

基于BP神经网络的矩形压电振子振动模态区分*

采用BP神经网络,把矩形压电振子的各阶振型位移输入到神经网络中进行训练,提取各阶模态的振型特征,可实现矩形压电振子的共振振幅分布和振动模态阶次的非线性映射,以此区分各个模态。仿真实验结果显示,建立的神经网络模型可以从ANSYS输出的各模态中准确识别出矩形压电振子的B(3,1)模态,对训练样本外的尺寸也有一定的识别效果,表明所建立的BP神经网络可以有效地用于该矩形压电振子的振动模态区分。     

矩形压电片对Lamb波传感的方向性研究

矩形压电片被广泛用作超声Lamb波的传感器与驱动器。理论推导了矩形压电片对Lamb波（A₀模式）的传感灵敏度系数的函数表达式,同时对推导结果进行了实验验证。研究结果表明矩形压电片对Lamb波的传感具有很强的方向性。当Lamb波传播方向沿着矩形压电片长度方向时,矩形压电片传感响应电压最大。随着Lamb波入射角度的增大,响应电压幅值越来越小,当入射方向与矩形压电片长度方向垂直时,响应幅值达到最小。     

基于磁致伸缩效应的声表面波电流传感器敏感机理分析

为实现高灵敏度、低温漂的高性能电流传感器,提出将声表面波技术与磁致伸缩效应相结合的电流检测方法,分析了其敏感机理并改善其温度特性.这种声表面波电流传感器采用128°YX-LiNbO3作为压电基片,表面覆盖SiO2薄膜来改善器件温度稳定性,并溅射超磁致伸缩TbDyFe薄膜以响应电流.在电流作用下,TbDyFe薄膜会发生磁致伸缩效应和ΔE效应,引起声表面波相速度的改变.结合层状介质中声传播理论,分析了给定电流下层状结构中声表面波的传播特性,特别分析了TbDyFe和SiO2膜厚对传感器响应的影响.计算结果表明,TbDyFe和SiO2薄膜厚度分别为0.5μm、2μm时,该声表面波电流传感器具有最大检测灵敏度58.2 kHz/A,有良好温度稳定性和较高的灵敏度,从而为高性能声表面波电流传感器的研制奠定理论基础.     

基于红外传感器与压电电缆AGV综合防护系统研究

针对传统AGV中超声波避障和机械结构防撞防护系统不足,提出了基于红外传感器避障和基于压电电缆的防撞综合防撞系统的设计方法,并对红外与压电电缆传感器构成的AGV综合防护系统进行了刹车和碰撞实验研究。经实验证明:基于红外与压电电缆传感器AGV综合防护系统具有响应灵敏度高、刹车距离短、碰撞触发力小特点,满足实际应用要求。     

基于双晶片压电传感器特性分析

用模态分析法分析双晶片压电力、振动、位移传感器的位移特性及灵敏度特性,并给出灵敏度与压电材料参数及晶片几何尺寸的关系。其仿真分析结果对压电双晶片用于力、振动、位移等传感器的设计具有重要意义。     

基于压电加速度传感器的振动测量系统研究

为实现对振动的有效测量,构建了压电加速度传感器的振动测量系统;对压电加速度传感器的力学模型及基本原理进行了有效地分析,并采用灵敏度比较法标定传感器,提高了整个测试系统的测量精度和可靠性;并应用了信号处理中的相关滤波原理;测试系统由压电加速度传感器、高速数据采集卡及Labview2010软件开发平台构成;软件功能主要有信号采集、历史数据读取、数据滤波、时频域分析等;搭建了工程实际测振的实验模型,并根据其频谱特性判断内部缺陷;实验结果表明,该测振系统运行稳定,操作简单,具有很好的可扩展性及可移植性,能实现准确、高效、实时的振动测量。     

单模光纤耦合声发射传感器及其应用研究

根据声发射引起的扰动振动现象.提出采用单模光纤耦合器检测振动的声发射探测技术.单模光纤耦合传感器耦合输出与传感器耦合区长度和振动频率有确定的函数关系.分析和设计了熔锥耦合型单模光纤声发射振动传感器.搭建了相应的等强度悬臂梁振动监测及解调系统,通过与当前使用的压电振动传感器的室内实验,对比测试冲击信号和周期信号,验证了该传感器能有效实现振动扰动的检测.结合岩石试件破裂实验,进一步验证光纤耦合声发射振动传感器是能实现岩石声发射检测的一种新的检测技术方法.光纤耦合振动传感器以其灵敏度高,制作简单,抗干扰能力强,性价比高,使用简单等优点在其他光纤传感器和传统的电类传感器中,具有不可比拟的应用前景.     

水下石油管道巡查机器人控制系统的设计

水下石油管道是海上油气田生产设施的重要组成部分,必须定期或适时对其进行检测以保障其安全运营。针对水下石油管道巡查及检测的目的,采用STM32主控芯片、串口摄像头、舵机和通信模块,搭载最新版本的μC/OS-Ⅲ实时操作系统,设计了一种鱼雷型仿生式水下机器人。该机器人应用在浅水层区域,通过WiFi远程控制并实现水下画面上传至上位机,上位机处理图片使泄漏点特征清晰。通过系统调试和记录分析表明,该水下机器人可以远程无线控制和无线图像传输,能够实现水下巡查任务,并且具有控制系统简单化、功能灵活化、性价比高等优点。利用水下机器人可以对水下石油气管道完好性进行巡查,防止出现泄漏事故,杜绝安全隐患。功能多样的水下机器人将成为机器人研究领域的热点之一.     

基于自偏置磁-机-电耦合效应的电流传感器研究

基于自偏置磁-机-电耦合效应,提出了一种新型电流传感器,其由磁电层合材料Sr Fe12O19/Fe Cu Nb Si B/PZT、质量块、基座组成。磁电层合材料Sr Fe12O19/Fe Cu Nb Si B/PZT具有自偏置磁-机-电耦合效应。通过该磁电层合材料与载流电线周围的涡流磁场耦合,该新型电流传感器具有较大的输出电压和电流灵敏度,无需额外的直流偏置磁场等优点。实验结果表明,所提出的传感器在载流电线的电流频率为50 Hz时具有198.91 m V/A的较高灵敏度,并且电流传感器的输出电压与施加的50 Hz电流大小之间呈现出良好的线性关系。另外,提出的传感器还可以区分小至0.01 A的微小电流。这种基于自偏置磁-机-电耦合效应的电流传感原型器件在电流监测领域具有极大的应用前景。     

《商务办公应用》课程改革与创新

为了响应国家教委关于加强学生应用动手能力的指示精神,早在2005年,江西农业大学南昌商学院为了提高学生应用动手能力,更好地与市场人才需求相结合,江西农业大学南昌商学院开始以商学文化、商学素养、商务能力为目标,提出抛开以计算机等级考试为目的的应试性计算机基础教学,开设更加实用,应对市场需求的课程,以提高学生真实计算机操作水平。     

具有地域文化的南昌地铁车站空间艺术设计

地铁车站作为一种交通工具,所挑起的是再造城市形象的"地标"属性,因此,将地域文化融入到南昌未来地铁建设中,既能缓解未来南昌的交通压力,又能保护江西的地域文化。     

碳纤维增强复合平板新型涡流探头的仿真与试验研究

针对碳纤维增强复合材料平板断丝缺陷开发了一种新型涡流探头,采用激励线圈与检测线圈中心轴线相互垂直的独特设计弱化主磁场干扰,并以仿真数值分析方法证明了设计方式的优越性;研制探头,建立检测系统,并开展试验进行表面缺陷与隐藏缺陷的初步研究。结果表明,设计开发的涡流探头可以极大的提高传感器的灵敏度。此外,与仿真结果一致,此传感器对材料板表面缺陷具有很强的敏感性,而且能有效检测碳纤维增强复合材料板埋深2 mm^4 mm的隐藏损伤。     

基于D型光纤探针的高灵敏折射率传感器

提出并实现了一种表面粗糙D形光纤探针结构的消逝场传感器,通过自主搭建简易的光纤侧面抛磨装置,得到表面粗糙的D型光纤,将其一端镀上银膜作为反射镜面,得到D型光纤探针。对D型光纤探针进行传输损耗的折射率传感特性检测,发现当被测溶液折射率变化时,会因消逝场与被测溶液之间作用的不同而引起能量吸收的不同,进而使接收到的光功率发生显著的变化。实验测得传感器折射率灵敏度为64.93 dB/RIU,线性相关系数高达99.53%,检测精度可达0.000 06。该传感结构在医疗检测、生物化学和环境监测等领域都有着广泛的应用。     

基于模糊规则的WSNs分簇路由算法

考虑到无线传感网络WSNs(Wireless Sensor Networks)的电源能量有限问题,提出基于模糊规则算法的分簇-能效-路由算法FLECR(Fuzzy Logic-based Energy-efficient Clustering Routing)。FLECR路由引用"分布簇头选举"方式,并采用按需方式进行簇重构。同时,FLECR路由利用相对剩余能量、距离以及中心度三个变量,并结合模糊规则算法选举簇头。仿真结果表明,相比于低功耗自适应层次路由LEACH(Low Energy Adaptive Clustering Hierarchy),FLECR路由的网络生存时间得到大幅度提升。     

基于K邻近算法的转向架构架状态识别研究

作为机车最重要的部分之一,转向架构架的运行状态会直接影响到机车的安全,其状态识别对保证机车安全运行尤为重要。为识别转向架构架状态,采用噪声传感器与加速度传感器对激振数据进行采集,通过时域特征提取与时频域特征提取,将敏感特征量组成训练集与测试集,利用K邻近算法,实现对转向架构架三种不同状态的识别。利用K邻近算法识别率可达到93.33%,与最小二乘支持向量机方法相比具有较好的识别效果,验证了K邻近算法的有效性。     

一种双层树型高能效多链路由算法

针对PEGASIS协议算法的单链维护成本高,COSEN协议算法的交叉链和长链多、数据逆传递严重等缺陷,提出一种双层树型高能效多链路由算法(TTEMR)。TTEMR算法把网络节点分为两层,底层将网络节点构造成多条分链,选取主链头和分链链头构造顶层链头链。对成链过程中产生的孤立点进行树型结构化处理以降低数据传递路径长度,优化主链头和分链链头选取策略及成链规则,并对Sink附近的普通节点和链头进行不入链操作以减少数据逆传递。仿真实验结果表明,与LEACH、PEGASIS和COSEN算法相比,TTEMR算法在每轮节点的存活数量、网络的稳定周期和生命周期、每轮剩余总能量及单位链路段平均路径长度等性能方面表现优异。     

A General Probability Formula of the Number of Location Areas＇ Boundaries Crossed by a Mobile Between Two Successive Call Arrivals

Mobility management is a challenging topic in mobile computing environment. Studying the situation of mobiles crossing the boundaries of location areas is significant for evaluating the costs and performances of various location management strategies. Hitherto, several formulae were derived to describe the probability of the number of location areas‘ boundaries crossed by a mobile. Some of them were widely used in analyzing the costs and performances of mobility management strategies. Utilizing the density evolution method of vector Markov processes, we propose a general probability formula of the number of location areas‘ boundaries crossed by a mobile between two successive calls. Fortunately, several widely-used formulae are special cases of the proposed formula.