平面式电容传感器阵列激励模式研究

由于非金属复合材料及其内部不同损伤具有不同介电特性,采用平面式电容传感器阵列可实现无损可视化检测。针对平面式阵列电极结构,研究不同激励模式对复合材料内部缺陷检测效果影响。提出单激励、双激励和奇偶激励3种激励模式,对比分析各种激励模式下传感器信号强度、探测深度等性能差异。结果表明:奇偶激励模式在信号测量和成像质量方面都优于前2种模式。同时也验证了基于电容敏感机理的平面电容传感器阵列对复合材料内部缺陷检测的可行性和有效性。     

双阵列式电容传感器特性研究

针对电容层析成像技术的局限性,提出了新型双阵列电容传感器。利用传感器相邻极板灵敏度不均匀的特点,通过测量相邻极板电容以获得传感器内部局部浓度,重建管道内部传感器截面的相浓度分布。建立有限元模型,对不同电极数的电容传感器结构进行分析,研究了管道介电常数、电极覆盖率等传感器参数对灵敏场不均匀度的影响,得出优化的传感器参数。实验结果显示,该方法可以有效获取传感器截面局部浓度。     

基于ANSYS的平面电容传感器阵列三维仿真研究

通过电磁场有限元分析软件ANSYS,构建了电容层析成像(ECT)系统平面3×4电容传感器阵列三维模型.介绍了平面电容传感器阵列结构并分析了其测量原理.对电容进行了仿真计算.仿真与实验进行了对比,证明了仿真模拟的可行性.通过仿真计算电容值,研究了材料与电极间距和材料厚度对电容值的影响.计算了电极对长度和宽度方向的检测深度.通过ANSYS模拟,为损伤检测的特征提取和逆问题图像重构提供了仿真数据.     

基于双平面电容传感器的复合材料缺陷检测

非金属复合材料在制造或使用过程中会产生不同形状内部损伤,采用平面电极传感器可对损伤进行无损化检测。针对现有单平面电极传感器检测信号强度弱、检测数据量少等问题,提出一种双平面电极阵传感器检测非金属复合材料的方法。将两个4×4电极传感器组成一套双平面传感器,采用单激励测量模式,利用共轭梯度算法进行图像重建。仿真与初步实验结果表明:双平面电极传感器提高了检测信号强度,使重构图像精度得到了提高。     

基于平面阵列电极传感器的ECT系统设计

设计了基于平面阵列电极传感器的电容层析成像(ECT)系统.由平面阵列电极传感器ECT系统和计算机成像界面组成,采用电容的边缘效应测量原理,对复合材料的损伤、缺陷进行检测.结果表明:在介电常数ε=3.5的玻璃块材料为被测对象的条件下,得到的ECT图像分辨率高、伪影少.由此表明:该系统是一种简单有效、图像重建效果优良的无损检测(NDT)系统.     

实现平面度测量电容传感器实验研究

本文介绍了一种用于平面度测量的电容传感器的结构及其测量电路，提出了电容传感器的制作方法及实现平面度测量的设计方案，通过对该传感器进行实验和理论分析，给出了这种电容传感器可实现平面度测量的结论。     

测量绝缘纸板微水分分布的电容阵列式传感器

由于变压器绝缘纸板中的微水分影响其介电特性,用介电测量方法可以得出纸板内的微水分分布。为此,开发了一种16个边缘场电容测量单元的阵列式微水分传感器,通过轮流使用各测量单元可获得被测纸板纵向分布的对应复介电系数,进而转换为各处的水分质量分数,由该传感器构成的测量系统可以用于纸板干燥过程中在线监测纸板的水分分布变化,其使用效果得到试验证实。介绍了该传感器的原理、结构及测量系统的构成。     

阵列式电极电容传感器的研究

介绍一种能同时检测多相界面位置的单板阵列式电极电容传感器.重点介绍了利用计算机对阵列式电极电容传感器进行仿真分析,从而取得优化设计的结果.文末给出实验结果,该结果与理论分析吻合.     

一种电容阵列式液位传感器的设计与实现

通过对电容式液位传感器的分析与研究,设计了一种新型电容阵列式液位传感器.介绍了电容阵列式液位传感器的原理和设计方案.将电容-极板设计成阵列式结构,另一极板共用,采用基于充放电原理的电容检测电路,用单片机STC89C52控制传感器中电容器的选通、数据的采集和处理,并计算出液位值,输出转换成4～20mA电流信号.实测结果表明:该液位传感器精度可达0.3%FS,零点输出稳定,漂移小,受温度影响小,热零点漂移指标优于2×10-5FS/℃.     

双阵列式电容传感器电极个数的选取

利用传感器相邻极板之间灵敏场不均匀的特点,建立了一种新型双阵列式电容传感器,并引入新的目标函数来评价灵敏场在某个区域幅值的大小。通过有限元仿真,分析双阵列式电容传感器电极数为6,8,12,16时对目标函数的影响,选取双阵列式电容传感器的电极数,使传感器综合性能最优。     

基于大尺度传感器的电容测量电路抗干扰方法

为了抑制基于大尺度传感器的电容层析成像(ECT)系统的电容测量电路中的较强测量干扰,在分析了测量电路中单屏蔽同轴电缆和模拟开关杂散电容测量干扰产生机理的基础上,设计了能抗杂散电容的基于等电位驱动电缆内屏蔽技术和双T型模拟开关阵列的大尺度传感器电容层析成像系统测量电路,同时,为了提高测量电路输出信噪比,在测量过程中采用双极板激励策略增强大尺度传感器内敏感场强度.经实验测量,采用该抗干扰方法的电容测量电路的输出信噪比为56.8 dB,10h内测量值标准差为0.132fT.可见,该电路抗杂散电容干扰能力较强,输出信噪比较高,稳定性较好.     

电容层析成像技术的研究现状综述

详细介绍了电容层析成像（ECT）技术的近期研究进展。在简要介绍电容层析成像系统原理的基础上,重点总结了ECT技术的研究现状,包括ECT硬件、图像重建算法和应用研究等。同时,指出ECT技术发展中面临的微弱电容检测、软场特性、图像重建、标定、传感器设计、数据通信和多模态等方面的挑战,并指出了努力的方向。     

面阵中基于传播算子的二维DOA估计算法

考虑面阵中的二维波达方向（DOA）估计问题,提出了一种基于传播算子（PM）的二维DOA估计算法。该算法利用4个子面阵接收数据的互相关矩阵构造新的数据矩阵,利用线性运算代替特征分解得到旋转不变关系矩阵,由该关系矩阵得到方位角与俯仰角的参数估计。所提算法的波达方向估计性能优于传统的面阵二维ESPRIT算法,且降低了计算复杂度,提高了阵列接收数据的利用率和算法的抗干扰能力。算法可以实现二维角度的自动配对。仿真实验证明了算法的有效性。     

用于两相流检测电容层析系统成像的迭代算法

电容层析成像技术(ECT)在应用生产过程中作为一种在线检测技术而得到充分应用。通过精确测量ECT系统的12个电极之间的电容,并利用测量数据进行二维模型有限元法计算其电场敏感分布图,提出了一种迭代的成像算法。该迭代算法可比较精确地对管道横截面的两相流进行图像重建。并讨论了工业应用的实际问题和目前的技术上的缺陷性。     

多参数传感器阵列技术研究

针对飞行器风洞试验过程中测试数据复杂且无法进行试际飞行试验的现状,尤其是薄翼模型,其有自身薄、且表面测试点密集、测试参数多等特点,使得测试更加困难,结合大量的实际工程实践,对传感器的结构与性能、智能传感器系统的理论进行了研究,设计了一种新型的带式传感器,并对其进行加工、校准,最后将其应用在实际的气动参数测试系统中.     

基于荧光卟啉传感器阵列系统的肺癌标志物检测研究

针对肺癌呼出挥发性有机气体（VOCs）中的特定标志物,提出了一种新型的基于荧光卟啉传感器阵列检测系统,并对4种肺癌呼出标志物进行检测研究。通过小波分析等数学工具对测得的荧光光谱数据进行特征提取,然后采用层次聚类、主成分分析等统计学方法对特征向量进行分析。不同体积分数的各类标志物在聚类分析中能够完全正确的聚到一起。通过主成分分析得到的前3个主成分包含了标志物的88%的信息,便能对不同类别的标志物进行识别。研究表明：该荧光卟啉传感器阵列系统能够快速有效地对不同肺癌标志物进行识别,有望在临床中得到应用。     

阵列式硅压阻压力传感器的研究

介绍了一种阵列式硅压阻压力传感器 ,就其设计结构、生长工艺及实验结果进行了概要地阐述 ,其生长工艺将微机械加工工艺和半导体平面CMOS工艺融为一体。