基于热膜探头的新型气体流量传感器研究

基于热膜探头的热传递原理,设计了一种新型的气体流量传感器.首先研究了在不同环境温度和电流下热膜探头的温度特性,确定其工作电流.然后分析热膜探头中测量电阻和补偿电阻之间的关系,设计了具有温度补偿功能的气体流量传感器电路,减小了环境温度对气体流量测量的影响.最后根据气体流量标定实验数据,建立了流量传感器的数学模型.实验结果表明,该气体流量传感器具有较好的一致性,测量精度优于0.8%,流量量程比达100∶1.     

热导式智能气体流量测量仪的研究与应用

研究开发一种新型热导式智能气体流量测量仪，对热导式传感器探头的关键问题──温度补偿进行探讨，建立相应的数学模型，并进行实际标定和测量实验。该仪器可对流体温度的变化进行实时精确的补偿。传感器探头体积很小，在测量过程中几乎无压力损失。     

一种恒功率热式气体流量计温度补偿实现

恒功率热式气体流量计的加热探头的热量散失不仅与测量介质的质量流量有关还与测量介质的温度有关。针对目前常用补偿方式的繁琐问题,通过对实验数据的分析,提出了一种简洁易行的多项式拟合补偿算法。试验结果表明该算法能够在温度变化50℃情况下,仍能达到1.5级精度要求。     

基于 MEMS 的量热式传感器气体流量测量的模型研究

气体流量测量广泛应用于呼吸监测、管道运输等领域。本研究细致分析了MEMS量热式传感器温度一维分布模型中的热边界层参数,进行了相应的经验修正。并且在温度一维分布模型的基础上,针对具有两对上下游测温电阻芯片结构的MEMS量热式传感器,提出了一种新的传感器输出电压关于气体流量的半修正理论模型。该理论模型能够适用于不同类型的单介质气体。同时,开展了N₂、CO₂流量测量实验,与理论模型进行对比,证明所提出的理论模型可以正确预测不同气体介质的流量,其中针对CO₂测量介质的均方根误差为0.15%。此外,结合理论分析,提出了一种高精度,拟合形式简单、针对确定气体适用性更好的测量模型,其中针对CO₂测量介质的均方根误差为0.05%。     

基于双速度探头的微小流量热式气体流量计

针对传统热式流量计测量微小流量精度不高的问题,基于对流换热原理,采用2个参数一致的铂热电阻获取流量信号的方法,研制了一种双速度探头热式流量计。分析了流量测量原理以及环境温度补偿,简述了铂热电阻加工工艺,拟合建立了流量测量函数关系式。流量计在音速喷嘴气体流量标准装置上实验的结果表明该方法可实现对微小流量的测量。     

车用热膜式空气流量计分析与设计

针对目前国内车用热膜式空气流量计设计较少的现状,以某款模拟电路样机为研究对象,在分析样机加热控制电路、检测电路及传感探头结构的基础上,对样机进行了实验。结果表明,样机能检测不同流量的气体,并具有一定的温度补偿功能。样机正确反映了热膜式空气流量计的检测原理,直观显示了探头部分结构。同时,通过实验分析了模拟控制方法、检测电阻线性度等因素对样机热区性能的影响。最后,针对模拟控制电路存在的缺陷,基于汽车芯片提出一种数字化解决方案。研究为热膜式空气流量计的设计提供了参考,具有一定的工程意义和实用价值。     

玻璃封装医用小型光纤光栅温度传感探头

针对体内测温、特别是肿瘤热疗体内温度实时监测对温度传感探头的体积、韧性和抗电磁干扰能力的要求,对医用小型光纤光栅温度传感探头进行了研究。提出了利用玻璃管封装短光纤布拉格光栅来有效避免应力引起的误差以及金属封装对电磁场分布的影响,同时提出用医用聚氨酯套管包裹探头及光纤来有效地保护探头及光纤并使其具备很好的韧性。封装后,探头截面直径为1mm、长度约为4mm。实验测量了稳定温度源在不同温度下探头的反射波长响应和温度变化时探头的响应时间,并测量了医用热疗机加热猪肉时肉内部的温度变化过程。结果表明,体温范围内探头反射波长与温度的线性相关系数可达0.999 95,温度传感精度为0.2℃,探头最大响应时间约为4s,并能实时监测医用热疗机加热猪肉时其内部的温度变化。     

非分散红外二氧化硫浓度测试系统设计

烟道排放的二氧化硫气体对人体健康和生态环境等有着严重的危害性,因此实时检测二氧化硫气体的产生和浓度具有重要的意义.基于红外吸收检测原理,采用双波长单光路结构,设计了集光源、气室、探测器为一体的浓度测试探头,利用差分放大电路和锁相放大电路实现二氧化硫气体的浓度测量.在实验室条件下,对二氧化硫气体进行了实时连续检测,并对实验结果进行了分析和探讨.实验结果表明,该系统测量精度高,具有较好的稳定性,且结构简单易实现,可实现二氧化硫气体的实时在线检测.     

一种多孔质石墨渗透系数测量方法的研究

在考虑气体的可压缩性和气体在多孔介质里的流动存在惯性损失的前提下,给出一种测量多孔质石墨渗透系数的方法.在自行设计的测试系统上进行实验,测量得出供气压力与体积流量和流速的对应关系,并计算求得多孔质石墨的渗透系数.采用该方法计算得出在渗透系数取实验值时供气压力与体积流量和流速的对应关系,与实验测量结果具有很好的一致性,证...     

数字输出型热膜式空气流量计的设计与实现

针对目前国内数字输出型热膜式空气流量计设计较少的现状,设计了一种基于硅MEMS新型热膜式AFS07空气流量传感器和PIC16F1786微控制器的数字输出型车用空气流量计。详细分析了该空气流量计的工作原理和检测电路、恒温差控制电路的设计,通过PIC16F1786微控制器产生了ECU所需频率范围为1.8~11 k Hz、占空比50%的方波流量信号和频率为19 Hz、占空比可变的矩形波温度信号。在此基础上对样机进行了实验。实验结果表明:该样机实现了对不同流量气体和进气温度的检测,且具有良好的温度补偿功能;同时得出该空气流量计输出信号的周期与其对应信号的输出电压之间呈线性关系。