电容式两相流相浓度传感器的仿真及优化

采用有限元法，对电容式两相流相浓度传感器引入计算机辅助设计。建立电容传感器理论模型，对两相流各种典型流型进行仿真．分析了传感器各结构参数对测量的影响，为传感器的优化设计提供了依据。研究了一种均匀旋转电容敏感场的多电极传感器，有效地减少了两相流流型变化和不同的相分布对测量的影响，使得传感器性能有明显的改善。     

激光切割过程中位置检测系统抗干扰研究

针对激光切割过程中位置检测系统的电容传感器检测信号易受切割熔渣影响的问题,提出了一种通过有限元法计算熔渣溅射对电容传感器影响的方法。首先,通过COMSOL软件对传感器建模,并采用有限元法对电容传感器的电容变化及熔渣飞溅过程中各因素改变对电容的影响进行仿真计算;然后,采用金属球模拟熔渣,对仿真结果进行实验验证;最后,通过插补法处理仿真计算结果及实测电容,绘制电容的等值线图并得到熔渣溅射过程中电容的变化规律:在熔渣飞向切割头的过程中,电容变化存在逐渐增大并两次突变的特征,变化大小与熔渣体积呈正比关系,与极板间距呈反比关系,且熔渣处于平面影响区及其下方区域时对传感器影响更大。实测值与仿真结果误差在0.001pF以内,因此仿真结果可准确地反映熔渣溅射对电容传感器的干扰情况,为干扰滤除及切割头设计提供理论依据。     

二维差动电容传感器的有限元分析

通过建立二维差动电容传感器的数学模型，利用有限元法对该传感器的电场进行解析，计算，从理论上分析该传感器的输出特性及其与各结构参数之间的关系。实验证明。本文的理论分析是正确的。     

薄孔壁厚和小孔径测量系统

由于相邻孔壁厚度的测量根据进刀量进行计算时精度很低，故提出了一种应用电容传感器对2个微小孔间相邻孔壁进行精密测量的系统．基于非接触式电容测孔传感器，研究了测头的电场边缘效应影响及保护环的宽度选择，设计了电容瞄准测孔传感器的测头对相邻小孔中心定位，利用电容差动测厚传感器测量孔壁，系统由1个瞄准测孔传感器和2个差动测厚传感器及三通道测量电路组成，处理数据后直接显示孔径和孔间壁厚．系统属非接触测量，无需修正测头及工件变形误差，实验证明，测量精度为0．5μm，     

工业用电容式两相流相浓度传感器

为解决工业管道内气固两相流体的离散相浓度的在线测量问题，研制了一种非接触式电容传感器。通过计算机辅助设计优化电容传感器测量探头的结构，配置高频抗杂散电容的信号检测转换电路，已制成原理样机。静态实验和初步动态实验表明，此传感器性能稳定，满足工业应用要求。     

高线性数字式电容微位移传感器

设计了一种基于AD7745芯片的数字式的电容微位移传感器，采用屏蔽电缆和电容保护环技术，有效降低杂散电容的影响．采用数据滤波技术对采样数据进行处理，提高了测量的准确性和重复性．实验结果表明：该电容微位移传感器的分辨力为0．01μm，全量程线性度0．05％，性能较传统电容位移传感器有较大提高．     

电容式传感器的设计方法探讨

研究者从间距变化型电容传感器的工作原理出发,从检测原理、参数分析和主要误差来源等方面对差分式电容传感器系统的设计方案进行了研究。分析结果表明差动式电容传感器的灵敏度比一般电容传感器提高了一倍,同时差动式电容传感器的非线性误差得到了明显的改善。电容传感器的主要误差来源于电路噪声和电容传感器的非线性。     

电容型传感器在电法勘探的应用研究

针对传统电场传感器测量的局限性，该文设计并研制了新型电容型电场传感器，除了对该传感器在室内进行了系统测试外，还在校园草坪场地和山东平度旧店金矿区和传统方法进行了对比电磁法实验；野外实验结果和传统方法非常接近。这些研究结果表明该电容型电场传感器可以用于电法勘探。     

PV—WAVE在电容层析仿真中的应用研究

介绍了一套基于１２电极电容器传感器进行图像重建的电容层析成像的仿真软件包，该软件包是利用可视化编程语言ＰＶ－ＷＡＶＥ在ＳＧＩ图形工作站上开发的，利用该软件包可以深入分析电容敏感场和流体模型数据的变化，从而为改进图像重建算法和设计最佳电容传感器几何参数提供了有力依据，最后利用仿真结果对电容层析成像的特性进行了研究。     

电容式传感器灵敏度计算分析

压力式电容传感器在测试中应用很多。本文推导了电容传感器外圆柱内径变化引起的电容相对变化及灵敏度公式,画出图形体现了其非线性,并根据实际情况取特定区域分析线性关系。     

电容层析成象系统敏感场的仿真

过程层析成象是一项新的两相流检测技术。针对十电极电容层析成象系统,介绍了电容层析成象的基本原理、电容传感器的结构以及数学模型,用有限元分析方法对传感器敏感场及不同流型对应的电容值进行了仿真计算。给出了十电极电容传感器不同极板组合之间的敏感场分布,为相关的图象重建算法提供了理论依据。最后根据敏感场仿真结果对图象重建过程中的图象失真和电容传感器的“软场”特性作了相关分析。     

压电陶瓷位置对换能器耦合振动特性的影响

基于表观弹性理论,给出了压电陶瓷晶堆处于不同位置时耦合振动换能器的设计方法.在理论推导的基础上,借助有限元软件Ansys,研究了晶片位置对换能器耦合振动特性的影响.结果表明,随着陶瓷晶堆远离换能器位移节面,有效机电耦合系数和动态电容逐渐减小,静态电容、动态电阻和动态电感增大.同时,加工了相应尺寸的换能器,对其性能参数进行了测试,理论计算和实验测量结果符合较好.     

皮辊硬度与成纱质量关系的初步探讨

本文就五种皮辊硬度、四种加压进行试验,以成纱乌斯特仪测定结果作为考核依据,重点测定了皮辊动态握持力、钳口变形量.对握持力作了理论推导,计算结果与测定值基本符合.对皮辊硬度、加压对成纱质量的影响作了理论探讨,发现软皮辊握持力不匀率小,最小握持力大,握持稳定性好;钳口变形量大,浮游区长度短,纤维变速点集中,移距偏差小;弹性变形大,对单纤维控制能力强,能掩盖皮辊的轻微中凹和结构、表面特性的不均匀性,故其成纱质量优于硬皮辊.成纱CV%值与皮辊硬度、皮辊握持力不匀率成高度线性相关.因此,文中指出测定皮辊动态握持力,一定程度上可估计皮辊的纺纱性能和工艺配置的合理性.     

气/固两相流相浓度传感器

研究了几种用于测量气／固两相流固相浓度的电容式传感器,采用３维有限元方法,模拟传感器的不同结构,计算其检测场内灵敏度的分布特性,并分别进行优化设计·通过分析比较,得到一种灵敏度分布最为均匀的螺旋式表面极板电容传感器结构,其均匀性误差低于６％,该传感器已用于工业现场·     

电容式气-固两相流相浓度传感器的优化设计

气固两相流相浓度是工业亟需的一个难以准确测量的重要参数。该文从工业应用角度出发 ,设计了一种带有对称边保护极板的螺旋形状表面板电容式相浓度传感器。采用三维有限元方法和正交试验设计方法相结合对传感器结构进行了优化设计。经实验验证 ,其检测场均匀性误差低于5 % ,显著地改善了电容传感器的“软场效应”,有效地减小了相分布及流型变化对测量结果的影响 ;与电容式速度传感器等组合成一体化装置 ,可用于在线测量气送粉体的瞬时流量。已在现场应用 ,运行效果良好     

基于三维有限元的电容层析成像正问题仿真

介绍了一种基于三维有限元仿真电容层析成像正问题的方法,仿真模型更接近物理模型,基于Matlab6.1仿真平台,计算出系统空场、满场时典型检测电极电容值,为提高电容层析成像技术的可靠性、灵敏性作了有益的尝试.     

纵向极化与磁化的压电/磁伸材料磁电效应理论及实验

将磁致伸缩材料及压电材料的本构方程与运动方程相结合, 考虑到压电材料具有高输出阻抗特点及测试仪器的有限输入阻抗和传输信号引线电容对磁电效应输出电压的影响, 给出了纵向极化压电材料与纵向磁化的Terfenol-D 巨磁伸材料形成的磁电元件的磁电效应理论. 研制了由六根一维磁伸材料构成的磁电元件并对其磁电效应性能进行了测试. 与前人的理论结果比较可见考虑测试系统有限输入阻抗及电缆电容后建立的磁电效应理论与实验结果更吻合.传输信号的电缆电容及测试仪器输入阻抗对检测结果产生很大的影响,它可用于解释实际中检测到的电压远小于开路电压理论结果的原因.开路下纵向极化磁电元件磁灵敏度的理论值达6 V/Oe(1 Oe=79.6 A/m),而仪器实际检测到的磁灵敏度(电压转换系数)仅为数百毫伏每奥.     

容栅传感器数学模型探讨

容栅传感器是一种新型的大位移传感器,在数显量具中得到广泛应用,但对其作深入、细致的实测和分析的还不多见。本文采用理论计算和实际测试相结合的方法,研究容栅传感器的数学模型,提出新的等效电路,对激励电压、电容量与位移之间关系以及输出电压进行实测和计算机分析。     

四步法三维编织复合材料弹性性能的数值细观力学分析

本文介绍一种预测四步法三维编织复合材料弹性性能的方法提出了一种细观力学分析模型,并根据应变能等效原理,采用有限单元法作了分析复合材料的弹性模量和泊松比被表达为纤维和基体的弹性性能、纤维体积比、编织角等的函数对理论计算值和实验数据作了比较图４,表１,参８     

超声液位传感器有限元模型及其声学特性分析

运用ANSYS有限元软件建立超声液位传感器有限元模型,利用其谐波响应、瞬态响应分析技术分析了超声液位传感器声学特性．阐明了超声液位传感器声学特性分析的有限元理论,给出了建模过程若干关键问题的解决方法．研究了保护膜厚度、材料及压电元件的电学品质因数对传感器声学特性的影响,并通过实验验证了谐振频率和最大发射电压响应的仿真计算结果的合理性．由此可见,所建立的分析模型可较准确地对超声液位传感器的声学特性进行仿真模拟,为该传感器的优化设计提供了一种有效的方法．