飞行试验的微压差式灭火剂浓度机载测试系统

飞机防火系统是飞机设计中重要的分系统,为了准确评估防火系统的发动机舱/APU舱灭火功能与性能,需要根据飞机实际使用剖面和防火系统设计特点确定适用于飞行试验的测试方法。基于微压差测量技术,提出了适用于哈龙（1301、1211）气体灭火剂浓度的飞行试验测量方法,在单通道原理样机试验验证的基础上,研制了微压差式灭火剂浓度机载测试系统,并通过了飞行实测考验。试飞结果表明,该项技术能够实时准确测量运输类飞机发动机舱/APU舱的灭火剂浓度,满足飞机防火系统的灭火效能评估要求,解决了飞行试验中灭火剂浓度测量难题。     

发动机舱灭火剂浓度测试设备的设计

随着人民生活水平的提高,对出行的要求越来越高,飞机是出行最便捷的交通工具之一.但是发动机舱火灾引起的事故越来越多.发动机灭火系统是保证飞机安全运行的重要部分.发动机舱灭火剂浓度测试设备是验证发动机灭火系统的重要设备.因此,进行发动机舱灭火剂浓度测试设备的研究具有重要的意义.设计了一套发动机舱灭火剂浓度测试设备,基于压差检测原理的灭火剂浓度测试方法,用于测量飞机发动机舱内Halon 1301灭火剂浓度值.采用高精度测试传感器和数据采集系统,具有较高的响应速度,能够满足系统实时性高的要求.通过试验对该设备进行了验证,该测试设备达到了设计要求,对民用飞机发动机灭火系统的研制具有重要意义.该设备具有多功能、高精度、实时性、运行稳定和界面友好的特点,能够满足发动机舱灭火剂浓度测试的需求.     

MEMS气体流量传感器的简易流量测试装置

为了完成所研制的MEMS气体流量传感器样品的流量测试与标定,设计制作了一种由标准流量发生器和传感器信号读出与数据采集电路组成的简易流量测试装置。标准流量发生器由注射器和可更换的砝码组成,利用不同的砝码配重,在注射器出气口产生合适的恒定气体流速。通过理论分析和Ansys有限元数值仿真,验证了简易标准流量发生器的可行性。传感器信号读出与数据采集电路基于内建多路A/D转换器的单片机实现,具有传感器加热电阻器的恒温控制、流量信号的数字检测和显示的功能。采用该简易流量测试装置对自行研制的MEMS气体流量传感器进行了流量测试与标定,获得了待测器件的标定参数、传感器流量测量的绝对误差和相对误差。     

基于FPGA的TDLAS气体测量系统

提出了基于FPGA的气体检测系统,实现了TDLAS气体测量系统小型化、数字化.利用FPGA并行计算、易于实现DDS信号发生和正交数字锁相等特点,可以满足TDLAS测量过程中的高频信号发生、谐波信号的提取等计算,从而采用正交数字锁相方法及拟合法实现气体的测量.将激光器、温度控制模块、电流驱动模块、信号发生器、光电探测器、带通滤波器、ADC采样集成在同一块印制电路板上,实现系统的小型化和集成化.最后,通过在空气中对氧气浓度进行长时监测,验证了本系统的稳定性.     

新型气体涡街流量变送器设计

设计了一种新型气体涡街流量变送器以简化测量系统结构,改善测量性能。变送器由信号测量单元与信号处理单元组成,测量单元同时对漩涡频率、被测气体温度和压力进行检测,信号处理单元以单片机为核心,通过软件对流量测量信号进行温度、压力补偿和非线性修正等处理以减少测量误差。实验测试结果表明:变送器性能指标达到了设计要求。     

基于ARM的便携式烟气分析仪

在分析了国内外便携式烟气分析仪现状的基础上,由于不同气体对紫外线光源的吸收以及对紫外线光源最佳吸收波段的不同,该烟气分析仪通过采用光谱分析的方法对气体的浓度进行精确测量,克服了传统电化学传感器寿命和交叉干扰等缺点;系统将气体首先通过紫外光源进行对其吸收,然后将气体吸收过的紫外线光源传送给微型光谱分析仪,光谱分析仪将通过特殊电路将光谱信号转化为电信号传送给ARM处理器进行数据处理以计算出气体浓度,并通过LCD显示屏显示;经测试,烟气分析仪测量气体浓度的结果在2%精度之内,体现了嵌入式系统便携式、智能化、高精度、微型化的特点。     

多通道微流量气体流量测试仪的研制

介绍了一种多通道气体微流量测试仪,用于卫星推进系统气体流量测量。设计了基于节流式测量原理的孔板式微流量传感器,详细介绍了该流量传感器探头的结构、流量测试系统的组成、功能及特点,以及传感器数学模型的建立。该流量测试仪结构紧凑、轻巧、信号可以进行远距离传输,使用方便。     

基于声卡和幅度调制心电信号采集系统的研究

针对声卡只适合于声音频率范围内的信号(20Hz~20kHz)采集,而对含低频分量的心电信号采集效果并不理想的问题,提出了一种基于标准幅度调制原理与声卡采集频率相匹配的心电信号采集测量系统的设计方案。该方案通过幅度调制电路把低频的心电信号调制到高频载波上,由声卡对高频调幅波进行采集进入计算机,再通过解调模块将采集的调制信号解调还原为原始心电信号。实际应用结果表明,该系统可实现对心电信号的实时采集、显示和存储,而且性能可靠,工作稳定,成本又大大地降低。基于声卡的,尤其是声卡与虚拟仪器和调制相结合的信号采集技术在工程测试测量以及科研实验中具有广阔的应用前景。     

基于USB接口的远程安卓手机心电测量系统的设计

为了方便测量心电信号,设计了一种便携的基于USB接口的远程安卓手机心电测量系统;系统由检测模块、USB接口模块、安卓手机端软件组成;检测模块检测心电信号,并通过USB接口把信号发送到手机上,手机上的软件对接收到的数据滤波处理,还原出心电波形图,并计算心率;在心率异常时,软件可以自动发送波形截图到指定邮箱和手机;经测试,系统测量精度较高,工作稳定。     

基于Compact FieldPoint模块的气敏传感器阵列自动测试系统

实现了一种可检测多种气体的气敏传感器阵列的自动测试系统;提出了可精确控制气体流量的配气系统;采用美国国家仪器(NI)公司的Compact FieldPoint模块实现了气敏传感器阵列的数据采集和测试系统的控制;并且利用图形化软件LabVIEW设计了一种兼容Compact FieldPoint模块的自动化控制和测试软件;结果表明,该自动测试系统稳定、便捷,可以在计算机自动测量与控制领域广泛的应用。     

基于临界低温释放民机发动机舱灭火剂浓度测试

国际上通常采用模拟低温环境灭火瓶压力方法开展民机发动机舱灭火剂浓度测试,该方法由于未考虑到低温环境对灭火剂扩散影响,目前不被FAA建议使用,因此提出一种基于临界低温释放的测试方法。首先通过计算获取灭火瓶临界低温条件确定灭火瓶释放温度;然后建立以Statham高精度分析仪为核心测试设备,并通过理论计算结果和布置原则确定测试采样管安装位置;最后设计出适用于本试验的测试程序。测试结果表明,灭火瓶环境温度对灭火剂浓度有重要影响,通过所建立的测试流程和方法顺利获取临界低温条件下灭火剂浓度,所测12个测试采样点符合适航条款中浓度要求。     

矿井巷道火灾烟流运动理论研究

煤矿井下发生火灾时会产生大量有毒有害的高温烟流,这些烟流沿着井下巷道流动,对井下工作人员及设备构成严重威胁。针对该问题,研究了倾斜巷道和水平巷道的火灾烟流的运动规律:当火灾发生在上行通风巷道中时,由于火风压和浮力效应的作用,火灾烟流将向火区的下游流动;当火灾发生在下行通风巷道中时,在火灾初期,火风压较小,火灾烟流沿着巷道风流的方向向下运动,随着火势的发展,火风压不断增大,当上游的风速低于临界风速时,火灾烟流向新鲜风流方向流动;在水平巷道火灾前期,节流效应作用不明显,火灾烟流向新鲜风流方向流动,随着火势的发展,节流效应作用增大,当节流效应值和巷道的通风阻力值一样大时,火灾烟流将逆流。该文对巷道火灾的救灾工作具有一定的指导作用。     

浅埋厚煤层地表漏风对采空区煤自燃影响数值模拟研究

西部矿区浅埋厚煤层通常采用抽出式通风方式,地表漏风不仅使风流紊乱,而且其中的O 2贯穿采空区,与采空区遗煤共同作用使其氧化,从而发生煤自燃,并且产生的CO等有害气体超标,严重影响矿井的正常开采。目前一般采用现场实测、理论分析及实验研究方法对地面漏风引起的采空区内煤自燃的气体浓度场和温度场等进行研究,然而地表裂隙漏风自然发火实验复杂程度较高,理论分析及实验研究方法难以从三维角度认识地表漏风对采空区内煤自燃的影响规律。针对上述问题,根据我国西北矿区埋深浅、煤层厚等特点,建立三维数值计算模型,采用数值模拟与现场实测相结合的方法研究了浅埋厚煤层条件下导气裂隙采空区“三带”分布情况及不同工况下采空区O 2浓度场、CO浓度场、温度场、压力场等的分布规律,并采用ZD5煤矿火灾多参数监测装置进行现场验证。结果表明:采空区内“三带”分布规律和O 2浓度场分布受地表漏风影响明显,采空区顶部O 2容易聚集,改变了采空区内气体流场分布规律,采空区内高体积分数O 2(体积分数为18%~23%)聚集范围为沿采空区走向0~270 m、沿采空区竖直方向3~20 m,特别是在沿采空区走向0~80 m、沿采空区竖直方向3~8 m空间O 2充足、有一定遗煤且热量不容易散失,该区域煤自然发火危险程度较高;采空区内回风隅角压力最小,为-10 Pa,回风口压力最低,进风口压力最大,沿倾向、竖直方向及走向压力均逐渐增大;采空区内温度和CO分布规律类似,在采空区底部受顶部漏风影响很小,主要受工作面进风隅角影响,热量积聚和CO聚集规律与不漏风时基本一致,而从采空区中部开始,温度和CO主要受顶部漏风影响,在中部区域温度和CO均呈现“O”形圈分布,采空区顶部,温度和CO在每个断裂带与采空区交接处达到极大值,并向两侧递减,在最深部的断裂带与采空区交接处出现最大值。     

高温微压力传感器校准实验系统的研究

为满足高温光纤微压力传感器校准实验的需要,在分析传感器测量结构和校准原理的基础上,设计了一套基于高低温试验装置和上位机人机软件的校准实验系统。对某一传感器样品进行了校准实验,结果表明,该系统能模拟传感器真实的工作环境,实现传感器在高温微小压力环境下的校准,并且具有很好的可靠性和稳定性。     

无线温压补偿式燃气表

燃气的体积随温度和压力的变化而变化,为了准确计量标准状况下的燃气体积,提出了一种基于MSP430的低功耗温压补偿式燃气表的设计方案。介绍了软、硬件设计方法,燃气表通过温度压力一体式传感器采集温度和压力信号进行温压补偿计算,将燃气工况体积流量折算为标况体积流量。检测数据通过无线通信模块发送至管理计算机。实验和理论计算表明:该表可实现燃气体积温度和压力的修正,并具有低功耗性能。     

一种基于STM32的气压控制系统

气压作为常见的物理量,在工业生产中经常需要对其进行及时、精确的控制,为此设计一种以STM32F407单片机作为控制单元的气压控制系统。系统由STM32F407、真空箱、气压罐、气泵、电磁阀以及若干气管组成,可以在程序里设置气压控制区间,单片机根据传感器反馈的当前气压值和设定目标气压值之差值做出相应的动作来调控气压,构成一个实时采集实时控制的闭环控制系统。实验表明该气压控制系统具有精度高、稳定性好等特点,能较好地满足工业生产需求。     

某型涡扇发动机进口空气流量测量参数敏感性分析

基于某型涡扇发动机飞行台试飞,以某型涡扇发动机进口空气流量的测量为研究对象;首先建立了发动机进口空气流量计算模型以及相应的误差计算模型,其次采用辨识方法确定了测量参数的敏感系数,最后针对测量参数的无量纲敏感系数随飞行高度和发动机状态的变化进行了分析;分析结果表明:发动机进口空气对测量截面半径最为敏感,其次为主流区总压、主流区总温和主流区总静压差,对附面层位移厚度敏感性较差,且在发动机设计状态附面层对空气流量的影响为3%。     

基于AT89S52单片机的烟道火灾探测系统设计

以温度作为主要探测参数,采用热电偶为感温元件,AT89S52单片机为控制核心,设计了一种针对餐饮业厨房烟道火灾的探测系统.该系统通过热重法和模拟火灾实验相结合.确定了烟道火灾报警、灭火温度阈值,并可实现烟道火灾自动探测、报警、灭火联动等功能.     

一种矿用皮托管式风速传感器设计

针对传统风速传感器因井下特殊环境常造成超声波探头性能减弱,不能正确反映环境风速值的问题,提出一种矿用皮托管式风速传感器设计方案,详细介绍了其原理及软硬件设计。该传感器采用S型皮托管测量风的压力,利用差压芯片计算差压信号值,并根据电信号、差压信号、风速之间的对应关系求取风速信息。实验结果表明,在0.4～15m/s风速范围内,该传感器测量误差低于±0.2m/s,且具有较好的温度稳定特性、贮存特性和防潮防堵性能。