电晕损失测量的薄膜传感器研究

针对传统电晕检测设备无法对运行中的线路的电晕损失量直接测量的问题,对电晕损失测量的薄膜传感器进行了研究。通过在输电线路外敷两层薄膜,测量薄膜间的电流,从而测量输电线路电晕放电量。在实验室内架设了110 kV模拟线路并对其进行测试,其平均电晕损失功率为65 W/m,实验数据与首端电阻法电晕损失测量对比,两种测试方法测量数据的相关系数为0.94。通过薄膜传感器能够对运行中的线路的电晕损失量进行直接测量,抗干扰能力强,测量结果准确。     

基于电容传感器的孔径测量装置

针对孔径尺寸的测量问题,将电容传感器应用到孔径测量中,提出了一种基于四点式电容传感器的测量方法。对电容传感器工作原理进行了分析,完成了非接触四点式电容传感器的整体设计和测头的结构设计,建立了电容传感器与孔径尺寸之间的关系。通过对不同直径的孔径进行模拟测量,验证该测量方法的可行性。研究表明,基于四点式电容传感器的测量方法不仅结构简单,还为不同直径的孔径测量提供了可能。     

刀具在线测量装置

多工序自动数控机床,往往由于调整刀具在机上进行而影响效率的充分发挥。即使不在机上调刀,在把对刀时量好的尺寸作为数据输入控制装置时,也将因操作人员的挪动而可能产生误差。     

粮食水分在线测量传感器

研制了一种基于电容测量的粮食水分含量在线测量传感器。提出了一种新的传感器结构并给出了数学模型,通过理论分析和ANSYS仿真实验给出了传感器的结构参数;同时,介绍了传感器信号调理电路的软件、硬件设计。实验测量结果表明:粮食(小麦)水分含量在10%~18%时,传感器测量精度优于0.5%。传感器具有RS-485总线通信接口、体积小、粮仓内布放简单等特点,适用于粮仓在线测量。     

基于层状PI薄膜FBG传感器的KCl浓度测量

为了监测核工业冷却管道中冷却剂的浓度,针对目前测量仪器易受环境干扰、介质沉积、难以分布式多点监测等问题,设计了一种基于层状聚酰亚胺（Polyimide, PI）的光纤布拉格光栅（Fiber Bragg Grating, FBG）浓度传感器。结合PI薄膜的吸水特性、水分子扩散原理和FBG传感理论,研究基于层状PI薄膜的FBG浓度传感机理,设计制作了层状PI薄膜FBG浓度传感器。最后,搭建浓度测量实验平台,进行浓度传感实验,得到镀层状PI薄膜的FBG浓度传感器对氯化钾（KCl）溶液的浓度特性曲线,并分析了其灵敏度与滞回特性。实验结果表明：浓度与波长漂移量呈线性变化关系,浓度特性曲线拟合度为0.994 2,正、反行程输出的最大差值为35 pm,传感器的平均灵敏度为157.6 pm/（mol·L-1）,是同条件下镀一层环状PI薄膜FBG浓度传感器和腐蚀型FBG浓度传感器灵敏度的7.4倍和49.1倍。该传感器为核工业管道中冷却剂浓度测量提供了新方法,具有高灵敏度、安全、抗电磁干扰等优点。     

基于多激光传感器的高精度三维在线测量技术

在外界干扰条件的影响下,传统方法存在测量周期长、精准度低的问题,为此提出了基于多激光传感器的高精度三维在线测量技术.以三维在线测量原理为依据,通过参数标定将三维在线测量与多激光传感器进行拟合,并通过空间高斯滤波方法实现激光线图像处理.经过处理后,激光线的连续性大大提高,高斯曲线更趋于平滑.在此基础上寻找激光线的中心点,...     

BOPP薄膜的电晕处理

主要对BOPP薄膜进行电晕处理的测试、控制以及对薄膜性能的影响等几方面进行探讨。重点讨论了影响电晕处理效果的因素，另外就薄膜的摩擦系数、收缩率和热封强度等方面的物理性能与电晕处理的关系进行了探讨。     

基于薄膜磁阻传感器的弱磁测量系统的设计

介绍了Philips公司生产的薄膜磁阻传惑器KMZSI的内部结构、测量原理，以及用于微弱磁场测量系统的软硬件设计方法。着重介绍了传感器内集成的触发线圈和补偿线圈驱动电路的设计方法，以及上位机软件的设计方法。触发线圈驱动电路基于可编程逻辑器件CPLD而设计；上位机软件采用虚拟仪器编程语言LabWindows／CVI编写。该系统可作为微弱磁场测量的基本系统，并可用于基于弱磁测量的一些应用领域。     

基于多传感软测量的在线检测装置研制

针对工业环境下多维信息的测量需求,介绍一种在线检测装置的硬件及软件系统设计结构,以DSP和ARM为核心芯片的设计实现通用性、网络化和快速处理的要求,采用基于PLSR的数据预处理、基于多尺度逼近的信息解耦和基于MARP的预测补偿软件技术,较好地实现多传感信息的软建模。在乙醇在线测控装置中的应用表明,气体乙醇浓度检测误差为0.59%,气体乙醇传感器响应时间〈0.9s,可以满足工业环境下多传感信息的实时网络化检测要求。     

接触式表面粗糙度在线测量装置

为了提取工件表面的粗糙度信息,我们研制出接触式表面粗糙度在线测量装置,该装置与WFC—Ⅲ型测振仪配合使用,可在不改变工件在机床上的加工位置的情况下进行测量,能连续输出工件表面粗糙度的模拟值。     

基于MSP430的接地电阻在线测量装置的研制

在分析当前接地电阻测量仪现状及不足的基础上,设计了一种基于MSP430的接地电阻在线测量装置。该装置采用变频测量技术,能自动选频以避开强干扰频段,抗干扰能力强。系统中引入了微弱信号检测、数字滤波及DFT技术,有效地消除了接地网噪声和谐波干扰,测量精度高。实验室模拟测量结果表明,该装置性能稳定,抗干扰能力强,测量精度高。     

基于PVDF薄膜传感器的薄壁件铣削振动在线监测与分析

薄壁件的弱刚性导致其在加工过程当中容易产生振动,而薄壁件加工过程中存在的非线性问题使得加工振动难以预测,尚无法建立精确的理论模型。为了研究薄壁件铣削加工过程中的振动,提出一种基于模态理论的悬臂梁工件的动态振动监测模型,利用N个动态位移传感器监测前N阶模态下悬臂梁上任意一点的振动。以铣削加工悬臂薄板为例,采用聚偏氟乙烯(Polyvinylidene fluoride,PVDF)薄膜传感器在线监测了铣削过程中工件的振动位移。工件振动位移信号的时频域分析结果表明,PVDF薄膜传感器能够有效监测薄壁件加工过程中周期谐振信号和高频振动信号,其中高频振动易发生在切入、切出阶段,且频率多分散在周期性切削激励倍频附近。最后,只考虑工件一阶模态,计算得到刀具在工件上动态作用点处工件的振动位移,并与工件变形引起的让刀量对比,验证了该方法的有效性。     

基于位移传感器的同轴度误差测量装置的设计

依据两点求距法原理,通过位移传感器检测以及向量和计算的方法,设计一种能够定量测量同轴度误差的检测装置,实现对机械加工行业零部件同轴度误差的自动化测量。     

基于光栅尺位移传感器的液晶玻璃基板在线厚度测量系统设计

针对原使用的激光三角法玻璃测厚系统的缺陷,分析了目前主流的各类测厚方法后,设计了一种新型的玻璃基板在线测厚系统,该系统采用一对光栅尺式位移传感器,增加外部触发采样功能,提高了采样间隔的精度,并利用SQL Server和C++Builder开发了上位控制软件,具有数据和曲线存储显示功能。该系统经实践测试,能够在30秒内完成300个采样点的测量,测量精度达±0.002mm,能够消除玻璃基板的翘曲和晃动的影响。完全满足了目前液晶玻璃基板生产的品质保证要求。     

基于电涡流位移传感器列车行驶速度在线测量的方法

电涡流传感器是基于电涡流效应,将非电量转换为线圈阻抗的变化进行测量的。它具有体积小、灵敏度高、动态响应快和非接触测量等优点,目前广泛应用于电力、石化、机械、冶金等行业。本文提出一种基于电涡流位移传感器在线测量列车行驶速度的方法。通过对电涡流位移传感器输出原始脉冲信号处理,最后得到当车轮经过测量装置时只捕获到唯一的信号,根据两个电涡流位移传感器信号上升沿计算得到列车的行驶速度。     

一种基于三轴加速度传感器的倾角测量装置

介绍了一种高精度倾角测量装置,该装置使用ADXL335三轴加速度传感器获取姿态信息,经ARM7微处理器计算处理后得到倾角数据并显示在1602液晶屏上。实验验证和比较使用不同计算方法所得结果,分析了造成误差的主要原因,最终采用插值补偿的方法对测量结果进行补偿,使倾斜角测量的绝对误差不大于±0.2°。     

新型薄膜式热电偶切削温度测量传感器

研制了一种集成在刀头内的新型薄膜式热电偶。在切削的同时，能快速直接地测量切削温度。镀膜工艺采用了先进的磁控溅射和离子镀技术，成功地解决了绝缘、镀膜牢固性等问题。该热电偶测温接点位于刀尖，响应迅速，时间常数约为0．8ms；并且在0～600℃的测温范围内具有良好的线性和热稳定性。详细论述了传感器的结构设计、薄膜热电偶的制作、静态标定、动态标定以及检测电路。当应用于现场切削试验时，传感器能快速响应瞬态切削温度。     

嵌入薄膜传感器切削力测量用刀具的结构设计

设计了一种嵌入薄膜传感器切削力测量用刀具模型。对刀柄通过铣槽、钻孔等方式加以改进优化,利用磁控溅射、光刻技术、扩散焊接等方法在45钢弹性薄片基底表面制备Ni80Cr20合金薄膜电阻栅,形成测力应变传感器并安装在刀柄表面。使用ABAQUS软件对模型进行力学仿真分析,结果表明:传感器电阻栅布置在弹性基底中心位置能有效地提高其灵敏度;改进刀具测力系统的输出电压,为初始刀柄输出电压的2.42倍,可以增加传感器输出值;相同条件下,传感器输出电压随弹性基底厚度的减小而增大。     

螺纹表面波纹度在线测量装置

我们在进行螺纹磨床动态特性试验过程中,为考察螺纹工件表面波纹度与机床动态特性的关系,研制了一种提取螺纹表面波纹度信息的在线测量装置。该装置按框架原理设计,原理可靠、结构合理、测力小,位移线性度好。用沿垂直于加工痕迹方向的半径为8mm,沿加工痕迹方向的半径为0.2mm的斧形测头,可测螺距大于等于4mm的螺纹工件的表面波纹。