基于X-R正交分解原理的新型金属探测仪的设计

介绍了金属探测的理论基础,设计使用了3片直接数字合成(DDS)芯片AD9832.利用其精确的数字调节频率和相位的功能,通过ATMEGAl28控制,产生2路同相位的正弦波信号和1路与之正交的正弦波信号.运用X-R正交分解原理,提出对铁磁性和非铁磁性金属的探测方法.它的灵敏度高、稳定性好,能够得到稳定的控制效果.可用于采煤、采石、食品加工等行业,大大提高了生产率并显著改善了产品的质量.     

5通道铁磁探测仪的研发与锅炉管堵塞检测

描述了5通道铁磁探测仪的研发和应用,该仪器能在管外发现发电锅炉过热器管和再热器管内是否有铁锈堆积,并评估堵塞程度,目的是通过检测防止爆管事故。采用磁学探测方法,在管外表面的1条圆周线上布置5个测量点,进行了有限元数值模拟和标定曲线的计算。对计算结果进行了实验验证,与计算值相比较,测量值的标准误差（相对误差）为5.2%。现场检测得到的堵塞面积与管内孔的面积之比,与X射线摄影测得的结果比较,确定铁磁探测仪检测的标准误差（绝对误差）为3.9%。通过为5家热电厂进行过热器管和再热器管堵塞检测,发现超标堵塞30多处,解剖验证无一误报,所以用该仪器进行堵塞检测能够防止上述锅炉管爆管事故。     

基于单片机的接触式液面检测系统

介绍一种应用于医疗仪器上的液面检测系统.该系统采用单针作为检测探头,基于电容法的电路结构,包括振荡电路、滤频电路、RC电路等.使用超低功耗单片机MSP430F2013作为主控芯片,用其高精度AD模块测量单针探头电容的变化来判断单针探头是否接触液面,同时采用移动平均算法消除温漂和外部干扰信号对检测结果的影响.本系统通过了实验的验证,已广泛应用于各种医疗仪器.     

多功能墙体探测系统的设计

为实现对于墙体内的各种材料（金属管道、PVC水管以及电线）的无损检测及定位,可利用传感器进行初步系统单元探测并获得信号波形,再通过相应的信号调理电路处理后得到稳定的信号输出。利用MSP430单片机自带的AD转换模块,完成对目标信号的采集和实时处理,最后通过LCD显示出位置信息。实验结果表明,该系统的检测方法对墙体内各种材料有较为准确地判断。     

CO2探测仪光学系统设计

设计并架构了CO2探测仪的光学系统。通过对比国外典型大气温室气体探测仪采用的光学系统,总结了光栅与傅里叶变换两种分光方法的优缺点,确定设计的CO2探测仪采用大面积光栅色散光谱仪系统,该光学系统包括前置光学系统和三通道光栅光谱仪系统两部分。前置光学系统由无焦双离轴抛物面系统、2个分束器和3个聚焦透镜组组成,采用了多种消杂光措施,有效抑制了杂散光。光栅光谱仪的3个通道采用相同的结构,工作在相同的偏离角下;根据光栅方程推导了固定偏离角下光栅参数的计算方程,确定了3个通道的光栅参数;透镜采用低膨胀熔石英材料;大面积光栅工作在大入射角、大衍射角状态,工作波段内的光栅衍射效率可达90%以上。对光学系统的分析测试显示:通过在光谱仪系统放置0级光陷阱等消杂光措施,可将杂散光控制在10-5以下,空间方向的MTF大于0.9,光谱分辨率达到0.035nm(@760nm),实现了20点同步观测。由于相对孔径较大(F1.8),提高了集光能力。结果表明,设计的光学系统满足温室气体探测的技术指标要求。     

无缝钢管超声波自动检测系统研制

介绍了无缝钢管超声波水浸耦合检测的原理.采用探头高速旋转的扫描方式,并设计了用于探头安装的回转机构.采用多探头同步工作的方式,快速高效地检测钢管内部和表面的缺陷.检测信号输出采用电容耦合方式,具有较高的可靠性.试验表明系统的最高检测速度可以达到60 m/min,检测系统的性能指标达到YB/T 4082-2000标准.     

差分CVD技术的触摸按键设计

针对目前市场上专用电容感应按键模块存在的成本高、应用时兼容性问题多的问题,利用MCU的AD转换原理,采用很少的器件实现电容触摸按键的设计。该产品设计简单、成本低、抗干扰强,很适合推广应用。     

FY-3A紫外臭氧垂直探测仪程控设计与实现

描述了FY-3A气象卫星紫外臭氧垂直探测仪的组成和4种主要工作模式,即大气测量模式、太阳连续测量模式、太阳分立测量模式及标准灯测量模式。在此基础上对在轨运行的任务进行了分析说明。针对仪器运行参数多、测量模式转换复杂等特点,提出了合理的在轨运行控制方案,介绍了其程控设计要点与实现。给出了FY-3A星紫外臭氧垂直探测仪在轨测量的太阳模式和大气模式紫外辐射遥感数据,其太阳分立模式波长重复性为±0.03nm,自动增益转换功能使系统的动态范围达到106量级。实验结果表明,FY-3A星紫外臭氧垂直探测仪在轨工作正常,测量模式转换和执行准确,其运控方案完备,数据获取有效,仪器在轨工作处于最佳性能状态。     

二氧化碳探测仪的热控系统

根据二氧化碳探测仪所处的空间环境、结构特点和工作模式,采用被动热控和主动热控相结合的方法设计了它的热控系统。首先,介绍了探测仪结构及内热源,同时分析了探测仪的外热流,从而得到了热控任务难点。然后,对探测仪的各个部分进行了热设计,采用被动热控与主动热控相结合的方式进行了热隔离、热疏导和热补偿;根据探测仪所处的空间环境和采取的热控措施利用TMG软件进行了热分析。仿真分析结果表明,光学系统主体框架的温度为13.3~21.7℃,满足了设计要求。最后,通过真空条件下的热平衡试验对热设计进行了试验验证,试验结果显示光学系统主体框架的温度为13.0~20.3℃,试验值与计算值基本一致,满足热控指标要求。得到的数据表明提出的热设计方案合理可行。     

热释电零值探测器的设计与研究

单一晶体盘构成的热释电探测器,其热释电信号的极性不受加热信号极性影响,只与晶体盘的极化方式有关。设计了一种热释电探测器,它由两个同样方式极化的晶体盘连接在一起组成,所以在连接处域的极性相反。该探测器的上电极用于吸收光辐射,下电极用于接收电加热。当光辐射功率等于电加热功率时,这两种加热方式产生的热释电信号相互抵消,探测器输出零值。该热释电零值探测器可以用于辐射的绝对测量。     

轴承钢鉴别仪设计

为避免轴承制造过程中出现的钢种混料问题,研制了轴承钢种鉴别仪,经过使用,效果良好,解决了混料问题。     

HTK-499探头角度校正架设计

依据探测器扫描轴温的空间位置关系设计探头角度校正架,满足探测器的温度定标及探测器探测角度调整的需要。     

100 MHz光子数可分辨探测器量子层析标定

设计了基于雪崩光电二极管的光子数可分辨单光子探测器,采用短脉冲门控信号结合电容平衡噪声抑制方案实现了单通道100 MHz、探测效率40.5%的高性能探测,配合空间分束,有效分辨入射光子数目。为了更完整地描述探测器的量子特征,引入量子探测器层析技术,由单通道单光子探测器入手,到双通道光子数可分辨探测器,进行了量子层析标定,重新构建了其正值算符测度矩阵以及对应的Wigner函数。结果表明,双通道100 MHz光子数可分辨探测器可实现量子探测。     

电容式微位移传感器检测电路的设计

设计了一种改进的电容运算放大器检测电路,该电路主要包括正弦激励源电路、电容检测电路、精密全波整流电路和增益滤波电路。实验证明,采用该电路的传感器,非线性误差小于0．1％,分辨率优于0．1μm。     

基于类状态机的检测时间自调整的频率检测器

针对SOC系统应用需求及现在所存在的频率检测电路结构无法同时兼顾检测精度和检测响应速度的问题,将类状态机(RSMC)技术应用于频率检测电路中.开展了不同频率检测器的比较及原理分析,提出了将类状态机应用于频率检测电路,兼顾了没有外部器件情况下的良好检测精度和检测响应速度,实现了根据被检测时钟信号的频率自动调整所需检测时间的功能,采用了先进的最小沟道长度为0.18 μm的且能提供1层多晶硅和4层金属的SMIC18pf工艺,获得了0.071 mm2的版图面积(不加pad和静电保护电路).研究结果表明:低频率检测值FL =2 MHz,变化范围为-15％～+20％;高频检测值FH =7.5 MHz,变化范围为-12％～+20％.低频点检测时间和高频点检测时间分别为TL =15.53μs和TH=2.3μs.模拟供电电压为3.3 V,消耗功率为59.8 μW;数字供电电压为1.8 V,消耗功率为6.4 μW;整个系统共消耗功率为66.2 μW.     

X线阵探测器实时成像系统的设计

为了解决工业无损检测x线的数字化成像问题。本文介绍了一种基于TCP／IP通信协议的X射线无损检测扫描成像系统,阐述了探测器数据接收与成像的基本原理及技术实现,进行了系统硬件和软件的设计。试验结果表明,X-SCANX射线线阵列探测器可以实现16bit高速图像数据获取。空间分辨率可达0．4mm。并取得了比较满意的x射线图像效果。     

新型甲烷检测仪的研制及应用

本文对新型ＪＣＢ—Ｃ６１Ａ甲烷检测仪的工作原理、性能特点及应用进行了分析。该仪器与采用传统电桥检测方法的甲烷检测仪相比,具有稳定性好、灵敏度高、响应速度快、使用寿命长等优点。     

飞机过冷大水滴结冰探测器设计及试验

为捕获飞机过冷大水滴(SLD)结冰,设计了一种由前梭、凹槽和后梭连接而组成的SLD探测器.通过对该探测器几何结构的参数化、FENSAP-ICE软件的结冰数值模拟和结冰试验验证,确定了该探测器较优的结构参数.在常规的液滴下,SLD探测器的前梭结冰而后梭不结冰;在SLD 下,探测器的前梭、后梭均结冰,据此可捕捉和区分SLD结冰.作为关键技术之一,该SLD探测器的设计有利于解决飞机SLD结冰探测难题.     

用Si光电二极管标定软X射线探测器

为了实现软X射线波段光源相对光谱分布的测量,引进了一种利用新型软X射线波段传递标准探测器—Si光电二极管对软X射线探测器进行标定.标定了软X射线波段光谱测量实验中常用的探测器—通道电子倍增器在放大电压为1.3kV时的量子效率,并对实验结果进行了分析,得出在8～30nm波段内探测器标定误差为5.7%～8.9%.