基于电子印刷工艺的薄膜热电偶研制

薄膜热电偶由于具有体积小、热容量小及响应速度快等优点成为近年来学者们研究的重点。薄膜制备常用的方法有射频溅射法、离子镀膜法以及直流脉冲磁控溅射法等,但这些方法操作设备复杂,制作时间长,效率低,成功率低且复现性差。用电子印刷工艺制备薄膜热电偶,将Au,Pt的溶液化微纳米材料印制在基板上,印刷成为Au-Pt薄膜热电偶,该方法操作方便快捷,对电极材料污染小。通过试验证明:采用电子印刷工艺制备的Au-Pt薄膜热电偶符合Au-Pt热电偶检定规程的要求,热电偶精度高,重复性和一致性好。     

单DC/DC升压型便携式PECT电源系统设计

为进一步满足脉冲涡流热成像(PECT)现场检测的应用需求,提出一种改进型"锂电池+超级电容"复合结构供电的便携式脉冲涡流热成像电源系统.通过分析两种串联式拓扑结构,采用"单DC/DC升压"结构来提升系统功率输出能力,同时搭建便携式检测系统,并详细介绍了激励电源控制策略,对便携式系统样机实验平台进行实验验证.实验表明,便携式电源系统的最大输出功率为1.9 kW,连续工作时间为1.1 h,系统样机净重为8.4 kg,该系统设计可较好地满足现场检测的需求.     

Smith模糊PID匀速升温控制策略研究

针对电加热炉匀速升温过程模型建立困难、调节过程滞后等问题,提出了一种基于炉体散热补偿的Smith模糊PID控制算法。通过炉体散热补偿建立针对被控量升温速率的一阶线性纯滞后模型;采用Smith预估器消除纯滞后特性带来的影响,提高系统的稳定性,加快调节过程;引入模糊PID控制,克服Smith预估补偿环节鲁棒性差的弱点,实现参数的自适应调整,并提高了稳态精度,实现了高精度的匀速升温控制。试验结果表明,该控制策略的控制偏差低于5%,明显优于常规PID控制。     

基于初始磁导率的铁氧体裂纹检测

铁氧体是电子电路中广泛使用的抗干扰元件,生产中应力引发的内部缺陷裂纹严重影响其电气性能。其传统检测方法准确率低、速度慢,难以满足产品的快速检测需求。将基于初始磁导率的缺陷检测方法运用于铁氧体工件的检测,对检测传感器进行优化,使之能够在微小激励下获得准确的输出响应。对改进前后的传感器进行了对比实验,分别就其结构、尺寸、磁导率等参数进行了针对性分析,证明了该检测方法和参数优化的有效性。     

基于激光热成像的铁氧体裂纹检测

铁氧体裂纹缺陷的位置和形态对其性能有不同程度的影响,现有的检测方法不能同时满足远距离、非接触的直观反应缺陷情况的需求。将基于激光热成像缺陷检测方法用于铁氧体工件检测,分析了激光扫描路径平行裂纹时的试样表面温度分布规律,提出了延时对称点温差的表征裂纹方法,将该方法与垂直裂纹扫描时的扫描路径上最高温的方法相融合,并将该方法用于检测真实的铁氧体裂纹。检测结果可更直观清晰的显示出铁氧体试样任意角度的裂纹的位置和形态。     

基于半导体控温的高精密低漂移测温系统

针对绝热加速量热仪对样品微弱放热的检测需求,设计了一种基于冷端及测量电路半导体恒温控制的高精密低漂移热电偶测温系统。系统采用低噪声仪用放大器ISL28634及32位高分辨率模数转换器AD7177-2实现热电偶信号数字化采集;通过高灵敏度NTC热敏电阻进行热电偶冷端测温补偿;利用半导体制冷片针对性控制模拟电路部分温度,使其工作于恒温稳定状态,抑制电路测温漂移。实验结果表明,系统在0~450℃范围内测温精密度优于±0. 005℃,2 h内平均每min测温漂移优于±0. 000 5℃。同时,将该系统应用于绝热加速量热仪,可有效提升仪器热安全评价指标——起始反应温度检测准确度。     

基于线激光正交扫描的电感微裂纹热成像检测

在检测铁氧体电感表面微裂纹时,传统机器视觉检测存在裂纹成像信噪比不高、准确率低等问题。为此文中搭建了一套基于线激光正交扫描的微裂纹热成像检测系统。通过热像仪记录试样表面温度变化并成像;采用次最大值滤波消除热成像图的非均匀性和边缘轮廓干扰,再利用多方向扇形滤波得到试样在不同方向上的灰度图;最后通过BP神经网络和形态学处理实现对电感表面微裂纹的定性检测。结果表明:基于两种规格共610个样品测试,所有裂纹和隐裂均正确成像;自动识别算法误检率5%,裂纹漏检率6%,隐裂漏检率10%。系统每5 s检测20~35个电感,可应用于生产中自动化品质检测。     

面向现场检测的红外无线传输系统及其性能研究

针对危险化学品系列检测设备的现场检测安全性、数据传输和远程控制需求,建立了基于红外通信的低成本和低复杂度的无线传输系统.在简述其组成结构的基础上,设计了用于现场检测的无线传输节点的硬件和软件,并根据危险化学品现场检测数据传输和控制特点,实验并分析了波特率、红外载波占空比、发射管峰值电流对传输性能的影响关系.结果表明,红外无线传输参数中的波特率为2 kbit/s、占空比为45％、发射管峰值电流为140 mA时,现场检测传输控制效果最好.     

齿轮视觉检测中的尺度与方向相关性联合降噪

建立了小模数齿轮视觉检测系统用于小模数齿轮的工业测量。针对该系统在标定过程对图像降噪的需求,提出了基于Curvelet变换的域尺度与方向相关性联合降噪算法。首先,介绍了Curvelet变换的原理和过程;根据齿轮自身的对称性特点提出了利用尺度和方向间相关性的联合降噪算法,并计算了对应的参数。然后,比较了不同噪声情况下该算法的处理效果。最后,同3种常见的降噪算法（高斯滤波,小波降噪,普通的Curvelet阈值降噪）进行了比较。结果显示：经相关性联合降噪算法处理后的峰值信噪比（PSNR）优于高斯滤波6 db以上;优于小波变换降噪3 db以上;优于阈值降噪8 db以上。处理结果表明：提出的算法可较好地保持齿轮边缘效果,可满足小模数齿轮视觉检测系统后期摄像机自标定图像质量的需求。     

基于动态阿贝原则的高精度激光深孔孔径测量

基于动态阿贝原则提出了激光深孔孔径测量原理,设计了一种利用双频激光干涉技术的深孔孔径超精密测量系统。该系统将双频激光干涉测长技术与超精密双向电容位移传感器瞄准方法有机结合在一起,通过电容位移传感瞄准、测长光路和深度位置监测光路的合理设计,保证了在深孔任意截面对孔径的测量都符合阿贝原则。分别用Ф5～Ф16mm6种环规对系统进行验证。实验表明,该系统可实现深孔任意截面孔径的高精度测量,测量分辨力达10nm,不确定度达0.1μm。