Mach-Zehnder双光纤干涉仪应力-应变函数关系研究

利用Mach-Zehnder双光纤干涉传感器定量测量外界的应变应力必须给出相变与应力应变的函数关系式。分析了M-Z双光纤干涉仪光纤应变与相位变化的关系,将光纤应力测量过程简化为悬臂梁模型的受力变形,由该模型计算出相位变化与应力-应变的函数式,从而为双光纤干涉传感器应力应变测量的定量分析提供参考。     

基于单模光纤偏芯结构的光纤折射率传感器研究

基于迈克尔逊(Michelson)干涉仪(MI)原理,结合光纤传感器的特性,设计和实现了一种单模光纤(SMF)偏芯干涉仪结构光纤折射率传感器,并针对蔗糖溶液进行了折射率的测量。实验结果表明:这种传感器的传感范围在1.33～1.39时,特征波长与外界折射率有单调的递减变化关系,蔗糖折射率每变化0.01时,特征波长平均变化约为0.12nm。这种传感器结构简单,灵敏度较高,能够实现液体折射率与浓度变化的在线检测。     

基于多模光纤束传感器结构的激光诱导荧光检测系统的光路设计

基于反射型激光诱导荧光检测技术,对激光诱导荧光光纤束传感器检测系统的光路进行了设计与分析,重点探讨了光纤探头中光线轨迹问题.该检测系统利用多模光纤束传感器将激光垂直照射到待测样品上,再把样品发出的荧光信号采集到光电倍增管,将光信号转换为电信号,再通过光子计数器和A/D转换后供计算机实时采样.以荧光素钠为试剂,作为检测物质对该检测系统的灵敏度进行评价,在检测池尺寸为35 mm×15 mm时,最小检出限达到3×10-12mol/L,同时得到检测物质的荧光信号强度与溶液浓度成线性关系.由此认为这是一种性能比较优越的检测系统,有利于提高抗干扰能力和检测灵敏度.     

拉锥光纤表面等离子共振氢敏感分析

研究了拉锥光纤表面等离子共振氢敏感机理、构建及应用.在分析光纤圆弧表面生长Pd膜的氢敏感原理的基础上,建立了拉锥光纤均匀段直径处生长Pd膜的氢敏感模型,为了提高拉锥光纤表面等离子共振氢敏感信号响应幅度和分辨率,优化了氢敏感区的Pd膜长度.计算表明,若光纤拉锥后包层(包括纤芯)直径为100 nm,Pd膜的厚度为20 nm,入射光波长为632.8 nm,则灵敏度最大的作用区长度为1.6μm.对于G652光纤拉锥氢敏传感器,若均匀段直径为40μm,则高灵敏度的作用区长度为10 mm.     

光纤参量对反射式光纤传感器输出特性的影响

阐述了反射式光纤传感器的特点、应用及调制原理,以一种典型的反射式光纤传感器为基础,建立了该传感器的光功率输出特性数学模型,并运用MATLAB软件对该模型进行了仿真,绘制出不同条件下输出光功率与测量距离之间的函数曲线,找出了光纤芯径、光纤间距、光纤数值孔径等光纤参量和光纤对间距对该传感器输出特性的影响规律,为这类传感器的设计和试验提供了一定的理论依据和指导原则。     

一种二分力传感器设计与计算

根据实际测试工程的需要,提出一种双悬臂梁应变式二分力传感器的设计方案。该传感器具有灵敏度高、稳定性好、结构紧凑等优点。本文介绍它的结构形式、工作原理和设计计算方法。     

高频CO2激光脉冲写入PCF-LPFG传感特性研究

采用高频CO2激光技术在柚子型光子晶体光纤(PCF)上写入长周期光纤光栅(LPFG),并对其温度、应变和弯曲特性进行了实验研究。实验测得,PCF-LPFG谐振波长的温度和应变灵敏度分别为0.002nm/℃和0.001 8nm/με,谐振峰损耗值对温度和应变不敏感。由于高频CO2激光写入为单侧写入,导致PCF-LPFG透射谱的弯曲特性与方向和曲率直接相关。选择弯曲灵敏度较大的方向进行了弯曲测试,测得在一定的曲率范围内,PCF-LPFG的谐振波长及谐振峰损耗值的灵敏度分别为-5.45nm/m-1和3.32dB/m-1。基于PCF-LPFG的透射谱温度不敏感特性,本文为制作不受温度影响的应变和弯曲传感器提供了新的方法。     

基于灰色理论的压电悬臂梁的振动主动控制研究

以灰色理论为基础,采用灰色预测控制方法,利用压电陶瓷片作为传感器和执行器对悬臂梁振动进行主动控制.分析了悬臂梁、压电传感器及驱动器的基本理论及灰色预测控制原理,设计了相应的实验系统,并搭建了实验平台.实验结果表明：利用灰色预测控制方法,对压电悬臂梁结构进行振动主动控制是可行的,且控制效果良好.     

基于灰色理论的压电悬臂梁的振动主动控制研究

以灰色理论为基础, 采用灰色预测控制方法, 利用压电陶瓷片作为传感器和执行器对悬臂梁振动进行主动控制. 分析了悬臂梁、压电传感器及驱动器的基本理论及灰色预测控制原理, 设计了相应的实验系统, 并搭建了实验平台. 实验结果表明: 利用灰色预测控制方法, 对压电悬臂梁结构进行振动主动控制是可行的, 且控制效果良好.     

光纤传感器的分类及在农业上的应用

伴随着社会经济与科学技术的不断发展,近年来光纤传感器得到了有效应用,并在农业应用中取得了令人瞩目的成绩。本文结合时代发展的要求,阐述了农业用光纤传感器的优势与分类,并总结了光纤传感器在农业中的应用,以期为实现现代农业的创新发展与进步提供参考。     

一种高速插秧机悬挂机构的动力学特性分析

为了解悬挂机构动力学特性对农具使用稳定性的影响,结合动力学建模和振动试验测试两种研究方法,使用频率响应方法分析了一种应用于高速插秧机的典型平行四边形悬挂机构的振动来源和不同振动激励的影响,提出了一种理想情况下的阻尼特性,采用锤击法最终得到了其三阶振动的固有频率。结果表明：插秧机的基座激励频率主要集中在20~45、90~180 Hz 之间,其中发动机对于悬挂机构的激励频率范围为26~52 Hz;悬架机构三阶振 动频率中,第二阶、第三阶振动频率对其振动影响最大,其品质因子高达9 039.10、3 211.97 Hz。     

一种高速插秧机悬挂机构的动力学特性分析

为了解悬挂机构动力学特性对农具使用稳定性的影响,结合动力学建模和振动试验测试两种研究方法,使用频率响应方法分析了一种应用于高速插秧机的典型平行四边形悬挂机构的振动来源和不同振动激励的影响,提出了一种理想情况下的阻尼特性,采用锤击法最终得到了其三阶振动的固有频率.结果表明:插秧机的基座激励频率主要集中在20～45、90～180 Hz之间,其中发动机对于悬挂机构的激励频率范围为26～52 Hz;悬架机构三阶振动频率中,第二阶、第三阶振动频率对其振动影响最大,其品质因子高达9 039.10、3 211.97 Hz.     

基于ANSYS的内燃机气门控制装置的动力学分析

介绍了一种新型内燃机气门开缸控制装置,可实现分缸断油、自动减压起动。为验证其可靠性,以在6135型柴油机上加装的控制装置为例,利用ANSYS软件对压板进行了瞬态动力学分析、模态分析和谐响应分析。分析了压板的应力、变形、固有频率以及对振动激励载荷的响应情况并进行了优化,分析结果表明将压板拐角处圆角半径增大至15 mm可提高压板刚度,提高固有频率,使第1阶固有频率提升了16.05%,第1阶响应频率由90Hz提升至110 Hz有利于避开共振,同时对静载荷和冲击载荷的承受情况均有明显改善,稳定后的应力数值降低了43%,冲击造成的摆动幅值下降了29.6%,稳定时间下降了14.28%,有利于气门控制装置可靠性的提高。     

DG3型割灌机振动的实验研究

该文对国产ＤＧ３型割灌机的振动频谱以及各振源点与手柄间的振动传递函数进行了实验分析．结果表明，在工作转速（６０００ｒ／ｍｉｎ）下的振动加速度几乎都集中在６０～２００Ｈｚ范围内，并且７６Ｈｚ，１００Ｈｚ和１５２Ｈｚ是３个主要支配性峰值，它们是减振的主要对象频率；轴承Ｂ１，Ｂ２，Ｂ３处与手柄Ａ点的振动传递函数值比其它大，而且Ｂ１的影响最主要；长轴上各激振点上下方向（ｚ方向）与Ａ点左右方向（ｘ方向）之间的传递函数在６０～８０Ｈｚ之间存在一个峰值     

手自一体式山核桃采摘机的设计与试验

为提高山核桃采摘效率,降低采摘成本,针对目前我国山核桃高空作业机械化程度低等特点,设计并研制了一款手自一体式山核桃采摘机。文章阐述了该机关键部件的设计,并对偏心轮机构进行数学建模与分析计算。应用ANSYS对果树进行自由模态响应分析,初步确定山核桃树采摘的频率范围为7~20 Hz。根据山核桃采摘试验,结果表明:振动频率对果树的采摘率具有显著影响(P=0.05),果实采摘率随振动频率的增大而增大,当振动频率为22 Hz时,采摘率为95.1%;为了提高采摘率且尽可能减小芽枝和果树的损伤,建议控制采收频率为16~18 Hz,此时果实的平均采摘率为83.9%~88.0%。未采摘的果实通过人工或机械二次采摘。     

Data acquisition system for soil-tire interface stress measurement

In today’s production agriculture industry, a renewed interest has been placed on input costs and energy efficiency. The fact that the soil-tire interface of a tractive vehicle is inherently inefficient is widely known but not widely understood. To support evaluation of the soil-tire interface a measurement system was created to sense the normal stress at the interface of the tire and soil. To acquire and log the data from this sensor array, a unique data acquisition system was developed and is presented in this paper. The system utilized a microcontroller to process and write data to a compact flash card from a total of 56 analog channels. It also used a two-dimensional accelerometer to determine the angular position of the vehicle tire and the attached sensors. Custom data acquisition software was developed to log the data to the compact flash card in an efficient, organized manner. Results confirmed that the data acquisition system was capable of operating at 887 Hz per-channel analog sampling frequency. Data from field testing illustrated the capability of the accelerometer to determine wheel angular rotation and associate the applied normal stress with that angular rotation. Results also confirmed the capability of the data acquisition system to estimate the rotational angle of contact of the tire while engaging soil.     

基于IMU的细粒度奶牛行为判别

针对奶牛行为判别自动化水平不足、准确率低的问题,采用惯性测量单元(IMU)和卷积神经网络(CNN),对细粒度奶牛行为判别进行研究.结果表明:1)在KNN、SVM、BPNN、CNN和LSTM 5个模型中,CNN模型在奶牛行为分类测试集上的准确率最高.2)含有三轴加速度计、陀螺仪和磁力计的IMU更加适用于奶牛行为分类,其分...     

环境激励条件建筑结构的试验建模研究

通过环境激励模态识别技术对一座中高层新结构大楼环境激励试验建模研究。首先介绍了试验模型设计 ,并在现场测量整栋大楼在环境激励下的振动响应。然后采用新发展的频率空间域方法 ( FSDD)进行模态识别 ,分别在 0～ 4.5 Hz和 0～ 6.5 Hz频率范围识别出 9阶弯曲和扭转模态频率和振型。采用频率空间域方法识别了结构的阻尼特性 ,并得到满意的结果。所得试验模型已成功应用于 CFT大楼的有限元动态模型修正。所研发的试验建模技术可望在结构响应预报 ,健康监测和振动控制中发挥重要作用     

板栗树振动响应特性与落果情况试验研究

为解决板栗人工采收效率低、成本高的问题,对板栗机械振动采收装备的设计提供参数支持.针对3棵板栗树,通过单偏心式振动电机激振树干对板栗树各分枝上加速度响应以及落果情况进行了试验研究.结果表明:3棵树树干和各果枝测点处的合加速度均与激振频率呈二次曲线增长关系,激振频率的增加有利于板栗树各果枝振动响应的增强;但受距激励点的距...     

层布式钢纤维混凝土路面荷载应力分析

建立了层布式钢纤维混凝土路面的荷载应力计算模型,利用ANSYS软件对有限元法的收敛性进行了分析,并通过参数敏感性分析,得出了路面板长度、厚度、钢纤维掺量、基层顶面当量回弹模量Et、中层素混凝土模量等因素对荷载应力的影响规律。