基于CAV444的电容式原油含水率在线检测

针对传统电容式传感器测量原油含水率的结构复杂,测量过程易受寄生电容和外界环境温度影响,设计了一种基于新型电容/电压转换芯片CAV444的原油含水率检测系统。原油含水率变化经电容传感器检测后表现为电容值的变化,再通过CAV444转换得到差分电压输出。实验表明:本设计稳定可靠,能满足工业现场需求,在现代化油田监测中具有应用价值。     

电容式传感器在液位测量中的应用研究

在传统电容传感器液位测量的基础上,该文采用了一种改进型电容液位测量的方式。综述了改进电容传感器的工作原理,解决可传统电容测量与被测介质有关的技术难题,结合单片机技术,设计了电容传感器的液位测量电路,通过转换电路把电容变换转换电压输出,通过软件计算液位高度,减小了电容与电压转换的非线性误差。实验测试证明,该测量系统性能可靠稳定。     

原油含水率检测电路的设计

在介绍CAV424测量原理和变介电常数型电容传感器工作原理的基础上,设计了一种基于CAV424的电容传感器原油含水率检测电路.测量时,CAV424将电容变化量转换成差动电压信号,送给差动放大器INA101放大后形成与含水率对应的输出电压.通过试验表明:检测电路测量原油含水率与蒸馏水法测量值的差值在5%以内,较好地克服了电容法测量时调理电路易受寄生电容和环境变化影响的问题,具有测量准确度高,测量速度快,显示直观,安装使用简单,价格低廉,操作方便的特点.     

基于嵌入式系统的油水液位检测系统的设计

针对传统油水分离技术存在检测精度低、过程繁琐等问题,设计了一种基于新型电容传感器的油水液面检测系统。该系统以STM32和CPLD为开发平台,硬件部分设计了激励信号源电路、微小电容检测电路、相敏解调电路等。通过利用新型分段式电容传感器检测油水界面时传感器中电容的变化量来拟定油水液位高度和电压的线性曲线,最后计算出油水液位的高度。实际实验结果表明,该系统具有测量精度高,误差小于3 mm,稳定性好等优点。     

电容法气液两相流相含率测量系统研究

针对传统气液两相流相含率检测精度低的问题,文中研究并设计了基于微小电容测量电路的电容法相含率测量系统,该系统主要包括传感器、测量电路和数据采集处理3部分。其中测量电路采用交流激励的C/V电容电压转换电路,并通过以ARM Cortex-M4为架构的STM32F407ZGT6芯片对输出信号进行采集和处理,最后得到气液两相流的相含率。为了验证该系统的测量性能,搭建了气液两相流层流相含率测试平台,并对3种典型传感器结构进行性能测试,试验结果表明采用双环式传感器结构的测量系统其线性度最好,测量误差最小,能够达到稳定、连续、高效的测量气液两相流相含率的要求。     

基于交流法的ECT成像系统的硬件设计

为了实现多相流流动过程的多参数测量,设计了一套用于气固两相流检测的双截面32电极电容层析成像系统。系统以STM32F4为开发平台,硬件部分设计了信号发生器电路、电容/电压(C/V)转换电路、信号调制解调电路、A/D转换电路、D/A转换电路、ARM与CPLD及其外围电路。系统采用交流法电容检测原理实现具有32个独立电容检测通道的电容测量电路,将采集的2层截面图像做相关计算,来获取截面成像的固相速度分布。最后对ECT成像系统的线性度和数据采集稳定性进行分析,经实验表明,该系统具有较高的一致性和稳定性。     

射频电容传感器的原理与设计

射频电容法是测量油品含水率的新方法。本文论述了该方法中的射频电容传感器的测量原理,并对传感器敏感探头进行了设计,。实际重油含水率标定测量结果表明该系统的最大非线性误差为±０５％。     

电容式触觉传感器微电容检测电路设计

电容式触觉传感器在进行触觉压力检测时,传感器的电容变化值为pF和fF数量级,变化较快,难以准确检测。为了实现对电容式触觉传感器微弱电容的准确测量,分别采用电容数字转换芯片AD7746和运算放大电路设计了2种电容式触觉传感器微电容检测电路,然后分别对它们的性能指标进行实验对比测试。实验结果表明:选用AD7746芯片设计的微电容检测电路的性能指标优于运算放大器设计的微电容检测电路的性能指标,且电路简单、体积小、便于集成化,为电容式触觉传感器信号的读取提供参考。     

AD7745在油井含水率检测电路中的应用

油田开发处于高含水期时,准确、可靠地测量油井两相流的含水率具有重要意义。油水混合物中,不同含水率引起的介电常数差异很大,根据这一理论,文章设计了过流式的电容传感器,采用高精度的电容数字转换芯片AD7745,解决了从电容到数字直接转换的复杂且困难的信号处理难题。实验结果表明,该系统性能好、成本低,具有较好的应用价值。     

基于电容电导法的原油含水率测试仪设计

提出了新的基于电容电导法的原油含水率测量方案.制作了平行板式传感器,设计了电容、电导测量电路,以数字信号处理器TMS320LF2407为核心设计了原油含水率测试仪样机.在含水率测试仪的数据处理中,采用了基于BP人工神经网络的多传感器信息融合技术.实验室进行的初步实验表明此方案能够实现全量程含水率的测量,具有较高的精度.     

基于TDC的一种微小电容高精度测量系统设计

针对电容原理传感器中对微小电容的测量要求,利用PcapΦ2芯片具有的高精度计时能力,设计了一个基于时间-数字转换的微小电容高精度测量系统。详细阐述了整个测量系统的实现原理和软硬件设计方法,给出了内部和外部寄生电容的补偿方法,并提出了一个适用于大多电容传感器设计的一个外围电路较为简单的高集成度单芯片解决方案。     

基于厚膜电容传感的微位移信号处理电路设计

设计了一种基于电容数字转换芯片AD7745和单片机C8051F040微位移检测信号处理电路,给出了电容式微位移传感器的设计制备原理、C8051F040软硬件设计、输出转换电路的设计, 阐述了微位移检测电路信号提取及转换过程.实验结果表明:设计的微位移信号处理电路提高了厚膜微位移电容传感器的稳定性及抗干扰能力,并使传感器在量程100 μm的范围内线性度由6.10%提高到0.67%.     

测量液体管内含气率的电容传感器系统的设计北大核心CSCD

文中设计了一个阵列式结构的电容传感器系统,对液体管内含气率进行测量。首先,基于Comsol仿真软件对传感器的结构参数进行优化,并完成传感器的设计与制作。然后,设计用于极板工作状态切换的门电路和用于微小电容测量的C/V转换电路,再设计FPGA程序进行电路控制和上下位机通讯,并对上位机采集的信号进行滤波、解调。最后,用BP神经网络完成管道截面处的含气率重构。进一步采用可视化验证方法对电容传感器系统的准确性进行验证。电容传感器系统和可视化方法得到的平均截面含气率的偏差不超过8.48%,均值偏差为5.62%,均方根偏差为5.51%。设计的电容传感器系统具有很好的测量准确性。     

振动传感器信号调理电路设计及分析（英文）

基于压电式传感器能把振动或冲击的加速度转换成与之成正比的电荷这一原理,提出了该类型传感器的等效电路。设计了基于采集测量系统的压电式传感器电荷/电压转换电路,分析了电路中关键元器件——反馈电容的温度特性对于转换电路输出的影响,对不同类型滤波器进行了特性分析,并根据实际传感器带宽配置了相应滤波电路。通过试验表明,该信号调理电路能有效滤除振动信号中的噪声信号,并能获取精确的振动信号。     

高精度电容式位移传感器关键技术的研究

研制了一种高精度电容式位移传感器,详细介绍了该传感器的基本工作原理和提高传感器精度的关键技术,对电容传感器的具体电路进行模块化设计;分析影响传感器精度与稳定性的因素,采用完全等电位屏蔽技术,对正弦激励电路、参考电容、传感器测头、电源进行技术改进,最后对电容传感器进行系统标定。实验证明:该传感器测量范围为±5~±40μm,测量分辨率<10 nm,测量精度<20 nm.     

基于双二极管调制的边缘电场土壤水分传感器特性

研究了一种用于土壤水分测量的边缘电场平面传感器,设计了平面电容土壤水分传感器的双T二极管调制检测电路和数据处理系统,通过参数优化得到一种能够实现在线测试的土壤水分平面传感器及检测装置.试验表明,随着土壤含水量的变化,传感器的响应有较大的变化,且在低于25%的含水量范围内,土壤含水量与被测电压之间近似线性关系,这种平面型土壤水分传感器在农业种植方面展示了广阔的应用前景.     

基于电容栅编码传感器的液位测量系统

针对同心圆柱电容式液位传感器的不足之处,设计了一种新型的测量液位的电容栅编码传感器,介绍了该传感器的基本原理。并在此基础上设计了一套液位测量系统,详细介绍了电容检测以及编码电容栅分组原理。该液位测量系统能满足一定条件下液位的测量需求。     

相对介电常数实时监测系统设计

为解决相对介电常数的快速测量以及长时间监测其随环境变化的问题,在研究不同填充介质对共面平板电容量值影响的基础上,提出了用同面电容法测量材料的相对介电常数。设计了包含同面多电极电容传感器、电容测量电路、单片机控制与液晶显示电路的测量系统,实现了相对介电常数测量。实验结果表明:该系统能有效地测量固体材料的相对介电常数,精度可达到5%。测量系统无需制样,只需将传感器测量区域靠近待测目标即可实现快速测量和长时间在线监测。     

基于阵列式电容传感器的流速测量

为了解决气固两相流物体在管道中传输速度难以测量的问题,设计了一种基于阵列式电容式传感器系统的硬件和软件。硬件部分包括电容式阵列传感器的设计、流速测量电路、以太网通信模块和模数转换模块等。软件部分主要包括基于STM32F429最小系统的软件设计、电容数据采集转换程序以及以太网通信程序等。实际实验结果表明,测得流速数据的实际值相比于理论值误差在5%以内,该系统具有稳定性好,测量精度高,传感器设计简单等特点。     

润滑油含水率检测电容传感器的设计及实验研究

利用油与水介电常数差别较大的特性,借助电容式传感器可测出油品含水率。设计平行板式、圆柱形、圆筒形和螺旋线式4种电容传感器,对润滑油含水率进行检测。对4种传感器检测结果进行比较,分析测量值与理论值之间的差异,阐述影响电容传感器检测精度的因素,比较4种类型传感器的分辨率。结果表明:平行板式与圆柱式电容传感器对水的分辨率相对其他2种传感器效果要好,且在高含水率时,平行板传感器效果更加明显。