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。     

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。     

基于加速度传感器的人体姿态识别系统

设计了一种基于加速度传感器的人体姿态识别系统,系统采用MPU-6050九轴运动处理传感器采集人体的运动轨迹信号.当人体在做日常的一般运动以及突发跌倒时,三轴陀螺仪和三轴加速度计分别将其测量的模拟量转化为3个16位可输出的数字量,得到的结果直接送入单片机进行相关处理,然后经nRF2401无线传输模块传送到接收计算机.对人体的各种日常姿态进行检测,通过对各项实验数据进行观察分析,确定了人体跌倒的阈值以及根据人的生理特征设置了发生跌倒的倾斜角度,两者相结合进行人体姿态的识别与判读.在试验条件下,系统对跌倒识别的准确率平均为95％.     

基于三轴加速度传感器个体运动行为无线采集节点的设计

利用三轴加速度传感器MMA7361与无线发射模块CC2430设计了1个运动信号的采集节点,并将其应用于母猪行为监测。结果表明,该节点可实时记录家畜个体的日常行为数据,为进一步数据的传输和行为模式分析提供基础数据保障。     

功率LED柔性封装结构的设计与热特性分析

根据功率LED的柔性封装要求,提出了基于贴片式(SMD)封装的功率型LED柔性封装结构。对各层结构进行了优化设计,采用有限元分析(FEA),模拟了柔性封装结构LED的热场分布。对比研究了柔性LED与传统封装结构LED的热特性,并对弯曲状态下柔性衬底材料对芯片的应力进行了分析。结果表明,采用金属Cu箔衬底的柔性封装结构,其散热特性较好;Cu/超薄玻璃复合衬底替代Cu箔衬底,可以减少弯曲的应力,减少幅度达到2.5倍,散热特性基本相同。SMD柔性封装的LED不仅具有较好的热稳定性,且具有柔性可挠曲特性,其应用潜力很大。     

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。     

基于BP-SVM融合器算法的光纤预警振源识别方法

对油气管道附近振源的快速识别是保障管道安全的重要技术手段.现有的单一机器学习算法在不同运用场景所反映的监测性能差异较大,且不同学习算法在分类识别上又具有互补性,提出了基于BP-SVM融合器分类算法.该算法基于φ-OTDR系统分别采集了人工敲击、车辆通行、机械施工及火车通行4种振动源的振动信号,构建了四维度特征空间,作为...     

基于加速度传感器的种公羊运动行为识别

为解决种公羊运动行为的识别依赖饲养员观察耗时耗力的问题,本研究设计了一种基于加速度传感器的种公羊运动行为识别系统。该系统利用无线加速度传感器节点采集种公羊的运动行为信息,对行为信息进行实时采集和无线传输,分析传感器4种部署方案下(背部、颈部、前腿、后腿)采集到的羊行为数据,并利用K均值聚类法和区间阈值分类法进行分类。试验表明传感器的4种部署方案中将传感器部署在种公羊的背部靠近前腿处得到的加速度数据最稳定。但K均值聚类法平均识别率为77.05%,识别效果差,因此又提出了区间阈值分类法,通过对加速度数据识别测试获得区间阈值,对静立、行走、奔跑行为的识别率分别达到95.96%、95.78%和96.89%,3种行为的平均识别率达到96.21%。本研究所获得的运动行为数据可应用于种公羊的运动量补充和健康状况监测。     

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.     

山地果园单轨车轨道结构有限元分析及优化

目前的山地果园单轨车运行稳定,但振动传导直接,振动对结构影响大,为了准确计算和优化单轨车结构,基于ANSYS参数化设计语言(APDL)对单轨车轨道结构建立了参数化有限元模型,并进行力学分析,得出了包括应力、应变、固有频率、谐振响应曲线等结果,并用振动试验验证了有限元模型的准确性。在此基础上实施优化设计,在保证安全性、稳定性的前提下,单轨车总重量减轻了16%,实现了轻量化的目的。     

挑梁下R.C.构造柱受力性能的研究

利用ANSYS有限元软件对27个结构模型进行了线弹性分析,得出单层任意荷载作用下带挑梁R.C.构造柱截面竖向轴力计算公式,并推导出多层任意荷载作用下带挑梁R.C.构造柱的截面竖向轴力计算公式。通过与有限元计算值对比,该公式是可行的、偏于安全的。     

有限元技术在空调器管路振动分析及设计优化中的应用

应用PIC公司的Pro／E软件建立空调器管路系统的三维模型,通过ANSYS软件的专用Pro／E接口将模型导人到ANSYS软件中,在ANSYS软件中建立该管路的有限元分析模型,计算出前20阶固有频率和振型,并且在此基础上模拟压缩机的激励,分析管路的振动响应特性。通过对实例计算分析,提出减少配管振动的优化设计方案,证明了应用ANSYS软件的有限元技术进行空调管路减振的可行性。     

基于截面纤维模型的RPC箱型桥墩抗震性能分析

为探讨RPC箱型桥墩的延性抗震性能,采用截面纤维模型编制了压弯构件非线性分析程序,程序考虑了轴力的二阶效应,能模拟水平荷载不同的加载方向角,可对包括卸载过程在内的全过程受力性能进行分析.通过3个施加常轴力的RPC箱型桥墩水平反复加载试验结果与数值分析对比,验证了程序的准确性.在此基础上运用编制的程序分析了轴压比、纵筋率、截面长宽比和截面开孔率等参数在不同水平荷载加载方向时对RPC桥墩延性抗震性能的影响,得到了最不利水平加载方向与截面长宽比之间的关系.     

基于高阶理论的高精度层合梁单元

提出一种在于高阶理论的高精度层合梁单元，该高阶理论满足层间位移、应力连续条件，由此建立的梁单元具有列式简单、计算效率和精度高的优点。     

基于软件的环模结构强度分析

以软件为基础,在考虑模孔的情况下,对环模制粒机的环模进行了结构强度的静力学分析.结果表明:采用传统设计方法设计的环模,其结构强度可以满足使用的要求;同时,环模在旋转过程中,随着环模在制粒过程中的不断磨损,环模的壁厚减薄,强度减弱,疲劳失效的几率会不断增大.     

农用三轮车车架结构静动态特性仿真分析

对处于产品设计阶段的某新型太阳能农用电动三轮车车架结构进行静动态特性仿真分析.首先在Pro/e软件中建立车架CAD模型,然后在MSC.Patran/Nastran有限元分析软件中建立以板单元为基本单元的车架有限元模型,对车架进行静态应力分析、自由模态有限元分析和随机振动分析,求出三轮车车架结构的动应力和变形作用下的危险结点和截面.分析结果表明,车架静应力有较大富余,动应力超过了许可应力,在制动状态容易造成车架破坏.车架固有频率和固有振型分布较有利.提出并验证了车架结构的改进方案.车架改进后,在实车静载工况和实车制动工况下最大应力均小于车架改进前该工况的最大应力.车架第1阶固有频率变大,发生共振的可能性更小.振型突变基本消除,车架静、动态性能得到改善.分析结果为产品改型设计提供了理论依据.     

接头角板对客车车身L型结构承载性能的影响

通过有限元计算和试验分析,探讨接头角板对客车车身L型结构(由闭口薄壁矩形钢管焊成)的刚度和强度的影响.结果表明对于由2根等截面的方管或矩形管焊接而成的L型结构,当角板边长与结构的厚度之比约为1.2时,弯曲应力平缓下降.     

圆弧角板对客车车身L型结构刚度和强度的影响

选择由闭口薄壁矩形钢管焊成的客车车身L型结构,探讨接头加圆弧角板对L型结构的刚度和强度的影响.进行有限元计算和试验分析,结果表明:当圆弧角板直角边长≥38 mm时,位移减小系数≥5%;当圆弧角板直角边长与结构的厚度之比大于1.2时,应力减小系数大于20%;圆弧角板厚度对L型结构的位移减小系数影响较小.