扭转梁式双光纤Bragg光栅加速度传感器的设计与有限元分析

设计一种新型扭转梁式双光纤Bragg光栅加速度传感器,该传感器由扭转梁、扭转圆盘、质量块和光纤Bragg光栅组成,质量块受力带动扭转梁发生扭转变形,扭转圆盘将扭转梁的扭转变形放大到光纤光栅,通过检测光纤Bragg光栅中心波长的变化量即可检测出被测加速度信号。对已知传感器模型进行有限元分析,根据分析结果进行优化设计,确定最优方案。仿真结果显示:该传感器的固有频率为872.99Hz,灵敏度为16.118pm/(m/s~2)。该传感器克服了传统梁式光纤光栅传感器固有频率与灵敏度相互矛盾的现象,即在一定固有频率的基础上,可以通过增大扭转圆盘半径来放大传感器的灵敏度,因此该传感器可以实现对较高频率加速度信号的检测。     

大科学装置样品环境设备的研究进展

大科学装置是面向科技前沿研究的重要实验设施,近年来全球建设大科学装置的力度不断加大。样品环境设备是大科学装置常用的重要子系统,用于为实验中的样品提供一个特殊的恒定环境,以使样品处于特定的状态。分别从样品环境设备的设计与应用方面对其研究进展进行了探讨,并以中国散裂中子源原位真空拉应力样品环境设备为例,研究了设备设计、样机制作与实验测试,可为样品环境设备的研发与应用提供参考。     

数据融合算法在VTS系统中的设计和应用

本文重点研究 VTS 系统中多平台传感器在实验室环境中,利用不同数据源的数据和适合的相关关联和滤波算法,验证数据融合技术在相关系统中的适用型,为后续技术适装应用提供保障和支持。     

电流互感器传感头磁场研究

基于Rogowski线圈的电子式电流互感器是电力系统的关键检测设备。电网信号的准确测量是电网电力系统可靠运行的重要保障。电流互感器性能好坏直接影响电流准确测量和可靠保护控制。传统的电流互感器存在磁饱和、绝缘性差、精度低、动态范围小、体积大等缺点。电子式电流互感器具有良好的绝缘性、较宽的频率响应范围及较好的抗干扰能力。电流互感器的关键技术是传感头-Rogowski线圈的设计。对外磁场对电子式电流互感器传感头的误差影响进行研究,提出了改进措施。在Rogowski线圈中,将一次电流产生的磁通分解成相对于骨架的平行分量和垂直分量,并考虑了外界干扰磁场对两个分量的影响,进而研究干扰磁场对检测性能的影响。运用ANSYS有限元分析软件对磁场分布进行仿真。改进绕线方法和加装屏蔽壳可降低外磁场对其的影响,提高其工作精度。     

初始信息素筛选的蚁群优化算法在HDFS副本选择中的研究

随着社会信息化程度的不断提高,各种形式的数据急剧膨胀.HDFS成为解决海量数据存储问题的一个分布式文件系统,而副本技术是云存储系统的关键.提出了一种基于初始信息素筛选的蚁群优化算法(InitPh_ACO)的副本选择策略,通过将遗传算法(GA)与蚁群优化算法(ACO)算法相结合,将它们进行动态衔接.提出基于初始信息素筛选的ACO算法,既克服了ACO算法初始搜索速度慢,又充分利用GA的快速随机全局搜索能力.利用云计算仿真工具CloudSim来验证此策略的效果,结果表明:InitPh_ACO策略在作业执行时间、副本读取响应时间和副本负载均衡性三个方面的性能均优于基于ACO算法的副本选择策略和基于GA的副本选择策略.     

透析计算:面向OLGP的InfoNetCube高效物化

信息网络数据立方（InfoNetCube）的计算是进行信息网络在线分析处理的基础.然而,不同于传统的数据立方,信息网络数据立方由多个子方体格组成,每个方体格中的任意方体（cuboid）的任意单元格都包含一个主题图（或称图度量）,因而空间开销较传统数据立方大2个数量级以上.如何快速、高效进行信息网络数据立方的部分物化是极具挑战的研究课题.本文提出基于“透析计算”思想的信息网络立方物化策略,通过主题图度量在信息维和拓扑维上反单调性运用,提出基于“透析计算”的空间剪枝算法,快速透析掉不可能命中的子图度量、方体单元、方体乃至方体格.实验结果表明,本文提出的基于“透析计算”的部分物化策略,可以对信息网络方体进行有效剪枝,算法较基于基本方体的部分物化策略运行时间平均降低75%.     

动态信息网络中基于角色的结构演化与预测

动态信息网络是当前复杂网络领域一个极具挑战的新问题,其动态的演化过程具有时序、复杂、多变的特点.结构是网络最基本的特征,也是进行网络建模和分析的基础,研究网络结构的演化过程对全面认识复杂系统的行为倾向具有重要意义.使用“角色”来量化动态网络的结构,得到动态网络的角色模型,应用并改进多类标分类问题的“问题转换”思想,将动态网络的角色预测问题视为多目标回归问题,以历史网络数据作为训练数据构建模型,预测未来时刻网络可能的角色分布情况,提出基于多目标回归思想的动态网络角色预测方法MTR-RP.该方法不仅克服了基于转移矩阵方法忽略时间因素的不足,并且考虑了多个预测目标之间可能存在的依赖关系,实验结果表明,本文提出的MTR-RP方法具有更准确且更稳定的预测效果.     

脉冲注入法的传感器信号发生装置

脉冲注入法可较为灵敏地反映出各类变压器绕组故障,原理为在线注入脉冲方波,通过测量响应信号判断绕组工况.便携式带电检测仪可较好地实现上述功能,电容传感器信号装置是其重要组成部件,该部件直接安装在电力变压器绝缘套管上,为保证注入信号对在线运行变压器无影响,要求该部件不影响套管电场分布,同时不影响绝缘套管的绝缘特性.针对不同电压等级的电力变压器,设计了相应的电容式耦合传感信号发生装置,通过仿真验证了相应装置的电场分布,证明了其对电力变压器运行无影响,同时对该装置进行雷电冲击试验,检验了该装置的绝缘性能.装置为脉冲在线注入法的成功应用奠定了基础.     

气体压力式FBG温度传感器设计

针对基于电信号传输的温度传感器难以在石油、化工、变电站等高危环境中做检测的问题,设计了气体压力式光纤Bragg光栅(FBG)温度传感器.采用气体压力式结构,在等强度悬臂梁上下表面的中心轴线上各粘贴一只具有相同敏感系数的FBG,分析了该温度传感器的工作原理,建立了其理论数学模型,并组装了传感器.通过对设计的气体压力式FBG温度传感器进行升降温实验测试,得到传感器的静态性能特性:传感器的线性度为3.59％FS,升温过程中灵敏度为10.14 pm/℃,降温过程中灵敏度为9.99 pm/℃.     

110kV电力变压器绕组模态研究

变压器绕组等效的机械结构体,一旦发生改变,其模态将发生相应变化,此时对其振动信号进行频率响应分析,即可检测绕组轻微变形.对变压器绕组进行模态分析:利用ANSYS对绕组进行幅向建模分析,分别得到了绕组故障与正常情况下频响曲线的变化规律.开展真实110 kV变压器模态实验,并与ANSYS仿真结果对比,进一步验证了仿真结果的正确性,同时,为下一步研制振动检测系统奠定了基础.