摘要：粉体的气体输送过程中,颗粒的荷电包含了粉体速度、浓度及颗粒尺寸等大量信息,阵列式静电传感器是获取这些信息的重要手段,但由于静电传感器灵敏场的非均匀性,流型变化会给测量造成较大的误差。该文基于点电荷思想建立了阵列式静电传感器的三维静电场数学模型,并应用有限元法系统地分析了阵列式静电传感器的结构参数(包括电极的长宽尺寸、屏蔽罩的长度和半径,绝缘管道的厚度等)对传感器灵敏场分布特性的影响。最后结合理论分析和实验,证实了模拟结果的准确性,从而为实现阵列式静电传感器的优化设计提供了理论依据。

摘要：疲劳裂纹是金属结构常见的损伤之一,提出了一种构建数字孪生模型对裂纹扩展结构进行健康管理的方法。在数字孪生模型的建立过程中,首先建立裂纹结构的有限元模型,并结合Paris公式构建裂纹扩展模型;其次基于动态贝叶斯网络表示裂纹状态随时间演化的规律;最后采用粒子滤波算法作为模型的推理算法,从而在数字空间中完成对裂纹扩展行为的描述。通过应变传感器实时在线监测裂纹状态,驱动孪生模型动态更新,实现裂纹扩展状态和剩余使用寿命更准确的预测。通过试验验证了该方法在裂纹扩展结构健康管理上的有效性与实用性。

摘要：颗粒流动速度是反应气固两相流动状况的重要参数,提出一种全新的基于平面阵列式电容传感器的固体颗粒速度测量方法。首先利用三维电磁场仿真软件Ansoft对传感器建模,获取其空间轴向灵敏度的基础上,对其空间滤波特性进行理论分析,并得到了速度测量的数学关系式。在此基础上,设计了一套基于平面阵列式电容传感器测量固体颗粒速度的系统,并在重力输送实验装置上进行了实验验证。实验结果表明,颗粒流动速度1~3 m/s时,颗粒速度与传感器输出信号频谱宽度呈线性关系,测量相对误差低于9%,测试系统重复性误差优于11%。

摘要：为满足目前小型化设备中液体流速测量的需求,通过将空间滤波测速与电容耦合非接触电导测量(C^(4)D)技术相结合,提出了一种适用于非满管液体流速测量的新方法。设计了一种轴向两电极结构的C^(4)D传感器,采用COMSOL仿真软件建立了传感器的三维仿真模型,并对其空间灵敏度分布特性进行了分析,然后基于该传感器的空间滤波效应对液体流速测量原理进行了理论推导,并采用等效峰值频率的方法得到了速度测量的数学表达式;在此基础上,设计了一套可适用于空间滤波的C^(4)D液体流速测量系统,并通过该测量系统验证了C^(4)D传感器具有良好的空间滤波效应,且实验结果表明,该测量方法具有良好的可行性,在1.39~2.35 m/s的速度范围内,测量速度的绝对误差均在5%以内。

摘要：针对金属材料在静电场中呈现出的特殊性,设计了一种用于检测管道中金属颗粒速度的电容式传感器。首先,基于多电极理论建立了电容传感器测量金属物质的数学模型,在此基础上,使用COMSOL Multiphysics有限元分析工具建立了传感器三维仿真模型,并对其空间灵敏度分布特性进行了分析。然后,基于该传感器的空间滤波效应对金属颗粒速度测量原理进行了理论分析,建立了传感器输出信号功率谱截止频率和金属颗粒速度之间的关系式。最后,开发了基于三角电极电容传感器和电容数字转换芯片Pcap01的金属颗粒速度测量系统,并在重力输送装置进行了验证及分析。实验结果表明,该测量方法具有良好的可行性,在2.44~5.34 m/s的速度范围内,测量速度的重复性误差小于4%。

摘要：由于燃料电池内的环境是高度反应性的,因此,很难在电池运行时进行许多详细的在线测量工作。为了更好地了解电池内复杂的流动结构、化学组分的传递过程、优化水、热管理以及缩短电池的设计和优化周期,这些信息常需要通过建立数学模型和数值模拟工作来寻求。在建立了二维全电池模型的基础上,在COMSOL Multiphysics 3.3a环境下对全电池的内部电流密度、气体流速、气体压力和含水量等进行了数值模拟,并得出在模拟条件下,最大电流密度为9 027 A/m2、最大气体流速为0.7 m/s。

摘要：介绍了一种基于AT89C51的智能型防护板法导热仪,通过对传统导热仪的结构、电源、加热方式、控制电路进行改进,使仪器在系统稳定性、精确性方面得到了提高。由于采用了恒温与恒功率相结合的加热方法,使得该仪器在测试的速度和精度上都有所提升,同时也为基于稳态法的导热议的设计提供了一种新思路。

摘要：为了提高控制系统的抗干扰性和节省安装和维修成本,根据工艺要求和PROFI-BUS DP、PROFIBUS PA总线的特征,本文设计了基于PROFIBUS总线的控制系统。并详细阐述了控制系统的硬件设计和软件设计。结果表明,现场总线的应用提高了控制系统的抗干扰性,并保证了污水处理系统稳定、安全运行。