MEMS测试系统的研究现状与面临的挑战

高性能的测试系统对MEMS的研究和开发具有重大的现实意义.本文结合MEMS共性特性的测试需求,通过讨论部分典型的MEMS测试系统,阐述了MEMS测试系统的研究现状,分析了构建MEMS测试系统所需的若干关键技术,提出了目前MEMS测试领域面临的一些主要挑战.     

基于计算机视觉的MEMS测试系统

根据MEMS测试的要求,设计并实现了一种基于计算机视觉的MEMS测试系统.该系统是一个典型的光、机、电、算集成的MEMS测试系统,已应用于MEMS微结构几何尺寸和动态特性等的测量.因采用了亚像元定位技术,系统具有较高的测量精度.应用表明该系统具有较好的灵活性和扩充性,测量速度快,测试简便,有较好的工程应用价值.     

基于EWT及互时频的天然气管道泄漏定位

针对天然气管道泄漏定位的问题,提出一种基于经验小波变换(EWT)及互时频的泄漏定位方法。该方法首先采用EWT对泄漏信号进行分解,获得多个分量,进而提出根据互信息的敏感分量自适应选择算法,获取敏感分量;然后采用互时频法对敏感分量进行时频分析,根据互时频图的最大特征峰值计算时延和相关频率;最后根据频散曲线获得相关声波速度,实现对天然气管道泄漏点定位。实验结果表明,该方法能够实现管道泄漏点定位,与基于EMD的互时频法相比,定位精度明显提高。     

汽轮机轮缘超声相控阵检测中缺陷方向识别

利用超声相控阵检测系统对含有裂纹缺陷的外包菌型低压汽轮机叶轮圆盘实验试块进行检测.针对超声波脉冲反射法中缺陷方向难以确定,尺寸容易误判等问题,提出一种频谱分析方法,研究线状缺陷方向变化对于超声回波的影响.对于3种倾斜角度的裂纹缺陷回波信号,分析其功率谱并进行小波包的分解和重构,用"频率-能量"的方法提取各方向缺陷回波信号的能量特征.实验结果表明,各方向缺陷回波信号的能量特征差别明显,并绘制出声束轴线与缺陷的夹角和高频带所占能量之间关系曲线.该方法实现了缺陷方向的识别,并为后续线状缺陷的准确定量提供依据.     

管道泄漏检测分布式光纤传感技术研究

提出了一种基于Mach—Zehnder光纤干涉仪原理的管道泄漏检测分布式光纤传感技术,该技术可以实时检测管道线发生的泄漏。分析了该技术的工作原理,讨论了在泄漏噪声作用下光纤中传播的光波相位变化关系。理论分析和测试结果表明,该测试技术可以有效地提高管道泄漏的测试灵敏度。在气体管道压力小于0．2MPa的条件下,可以检测到0．4m^3／min的气体管道泄漏,测试距离可达到50km。     

基于智能传感器技术钻井液密度检测的研究

钻井液密度在线测量是录井过程中较难解决的问题,因为钻井液是在不停地循环流动,钻井液池中的钻井液还要不停地搅拌,其温度变化范围较大,钻井现场的环境也较恶劣,这给准确测量密度带来了一定的困难,针对这些问题,本文介绍一种基于智能传感器技术的钻井液密度检测新方法.其核心是硅谐振传感器技术,由单晶硅谐振式传感器上的两个H型振动梁分别将差压信号转换为频率信号,再将两频率之差直接传送到CPU进行数据处理,经D/A转换器转换为与钻井液密度相对应的4～20mA输出信号.克服传统钻井液密度测量大多采用压敏电容式传感器,存在准确度低、易损坏、易漂移等缺点,具有高精度、高稳定性、高可靠性的特点.     

RTL8019AS在嵌入式以太网系统中应用

文中介绍在C8051F020单片机控制下,使用RTL8019AS实现嵌入式以太网通讯的硬件设计方案和编程方法.该系统尺寸小、性能高,适合便携式仪器仪表中的使用.     

基于地震波传感器阵列的管道地面标记系统

地面标记系统是管道内检测的重要组成部分,可以显著减小内检测器在石油管道缺陷检测中产生的里程误差,提高对管道缺陷的定位精度.针对目前管道越埋越深的问题,本文提出了一种基于地震波传感器阵列的地面标记器技术.当检测器在管道内运动时,会与管道内壁的焊缝产生摩擦,产生地震波信号.地面标记器通过高灵敏度的地震波传感器可以采集到这种地震波信号.由于不同目标产生地震波信号的频率、能量等特征不同,本文使用基于经验模态分解（empirical mode decomposition,EMD）的方法对信号进行特征提取.首先将信号用EMD分解为几个固有模态函数分量（intrinsic mode function,IMF）;然后计算各个IMF分量归一化的能量分布,将IMF能量分布作为信号的特征向量;最后使用基于支持向量机的神经网络来对地震波信号进行模式识别,用来识别有效信号和干扰信号.通过模拟实验,识别正确率达到了93%,验证了本文提出的地面标记系统的有效性.     

基于小波能谱和小波信息熵的管道异常振动事件识别方法

提出了基于小波能谱和小波信息熵的油气管道异常振动事件识别方法。基于Mach-Zehnder光纤干涉仪原理的分布式光纤油气管道安全监测系统实时检测管道沿途振动信号,对测量的时间序列进行小波变换,根据小波系数计算小波能谱与小波信息熵,通过小波能谱和小波信息熵值两种测度识别不同的管道安全异常事件。港枣线成品油管道的现场实验结果表明,该方法可以快速有效地识别管道周围发生的泄漏及其他异常情况,其总体识别准确率达到98.5%,有效降低了误报警率,具有较强的在线工况识别能力。     

C8051F020单片机及其在总磷在线自动分析仪中的应用

C8051F020是Cygnal公司生产的混合信号系统级单片机 ,片内集成了CIP-51的CPU内核 ,且指令系统与MCS-51完全兼容。文章介绍了C8051F020的性能特点 ,给出了基于C8051F020单片机的总磷在线自动分析仪的设计构成及应用程序流程。