一、课题的提出在日常生产生活中，常遇到液位测量及控制问题。比如在一些工业生产自动化系统中对容器中物料位或者液位的测量，又特别是极其恶劣的环境下的测量，比如对具有腐蚀性的液体液位的测量，传统的采用差位分布电极的电极法，通过电脉冲去检测液位高度，电极长期处于这种环境中，极易被电解、腐蚀，从而很容易在短时间内就失去灵敏性。显然，在这种检测环境对测试设备的抗腐蚀性要求较高。因此传统的液位测量设备已不能满足现代工业生产的需要。超声波液位检测系统是一种新兴的液位测量系统，它利用了超声波传感技术的原理，采取一种非接触检测方法，能够实现对工业生产自动化系统中液位、物料位等进行检测。此外，超声波具有很好的束射性和方向性，一般也不会对人体造成伤害。基于超声波的检测控制系统具有实施方便、迅速，测量精度高，易于实时控制，所以有非常广阔的应用领域。VA/随着人们生活需求和工业标准的提高，液位检测技术愈来愈受到社会的重视，检测的精度以及实时性要求也愈来愈高，另外还要求检测系统对被检测对象具有自动控制功能。可以说，在现在以及今后的很长一段时间里，液位的检测及控制系统的研究也将依然是一个重要的课题。二、课题的意义为了改善工人的工作环境，降低工人的劳动强度，节省财力、物力，避免资源的浪费，降低工业生产成本，特别是对某些特殊的生产环境，比如：易爆、高温、低温、毒性、腐蚀性、高压、低压、有辐射性、易挥发等液体的液位进行检测，对于这些对身体健康有一定损害的测量环境，不易在实地直接进行测量及控制，而这种新兴的液位测量及控制技术就显得特别的重要。
上传时间： 2022-06-17
上传用户：XuVshu
1.1课题研究背景温度是关于物体冷热程度的度量，是自然界主要的物理量之一。而温度的测量是工业、农业、国防和科研等部门最普遍的测量项目，温度测量仪现已广泛应用于农业实验室，工业，环保，卫生防疫，仓储运输，博物馆，温室等领域，因此温度测量技术的研究是一个很重要的课题。而面对一些特殊的测量对象，比如在发生故障时由于电流过大或其他原因引起温度上升而导致电器损坏的强电系统，需要监测炉内温度的的旋转炉，这些系统都不能用于有线数据传输。在某些环境恶劣的工业环境，以人工方式直接操作设置仪表温度也不现实，因此采用无线方式进行温度检测尤为必要。随着无线通讯技术的发展与广泛应用，远程传输技术正朝着低功耗、多功能化、微型化、智能化、网络化、无线化的方向发展。1.2无线传感网络技术发展及现状无线传感网络技术是传感器技术、通信技术、嵌入式技术发展的产物，它将信息采集、传输和处理集于一体，为随机性地研究数据提供了方便，无线传感网络技术正成为现代信息技术中一个热门的研究领域，受到广泛关注。多年来经过不同领域研究人员的研究，无线传感网络技术在军事领域、精细农业、安全监控、环保监测、建筑领域、医疗监护、工业监控、智能交通、物流管理、自由空间探索、智能家居等领域的应用得到了充分的肯定和展示。在目前看来能量供给、可靠性、微型化是制约传感器网络技术应用的最大问题.传感器节点通常由自身携带的电池侠电，能量有限，而且由于条件的限制，难以在使用过程中给节点更换电池，通过采用低频可以减少射频设备功耗，但频率越低对应天线尺寸越大而不便于节点微型化。能量获取与存储容量与设备体积呈正比，充足的能源与微型化设计之间的矛盾难于调和。这些技术问题还有待解决，相关的研究有待深入。而我国在这方面起步晚，无线传感网络技术方兴未艾，要想让其更好地为人们生活服务，不仅需要研究人员开展广泛的应用系统研究，更需要政府的引导，企业的积极参与。因此本课题的研究具有十分重要的意义。
上传时间： 2022-06-18
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超声波是一种能量存在的方式，超声波通过高频的振动作用于水介质，从而产生超声空化效应，这种空化效应已经在超声波清洗中得到应用，或者超声波作用于传声媒介当中，能够引起媒介之间发生不同的效应，已经在基础学科研究和工程应用开发都表示出非常广阔的应用前景[12]。按照超声波研究内容上划分，可以分为功率超声和检测超声两大领域Bl]。检测超声是工业及医学检查的一种方法之一，也被认为是弱超声的“被动应用”，功率超声主要是通过超声接触对接触面进行高频的振动摩擦，以改变介质的一些特性，所以功率超声也被称为“主动应用”[]。本课题主要是针对功率超声波换能器进行研究。超声波的产生主要依靠的是超声波换能器。超声波换能器是一种能够进行机、电能量或者声、电能量转换的器件。对于功率超声换能器而言，换能器通过压电材料的压电效应将输入的高频电能转换成高频振动的机械能量。换能器的种类有很多，应用的领域也不相同，如磁致伸缩超声换能器间，压电陶瓷换能器等等。目前研究最为广泛的是压电陶瓷换能器，压电陶瓷换能器是依靠压电陶瓷的压电效应及逆压电效应来实现能量的转换。压电陶瓷的压电效应是由它的内部结构引起的，压电材料主要有钛酸钡、错钛酸铅、偏锐酸铅、锐酸钾钠、钛酸铅等]。这些电介质在某一恰当的方向施加一定的外力时，会引起内部电极分布状态发生改变，在介质的相对表面上会出现和外力成正比且极性相反的带电电荷，这种由外力引起的电介质的现象叫做压电效应则。相反，若在电介质上某一恰当的方向加上一定强度的外电场时，会引起电介质内部电极分布发生相应的变化，从而产生和外电场强度成正比的应变效应，这种由于外电场引起的电介质的应变现象叫做逆压电效应]。功率超声换能是超声学领域中一个重要的分支学科。本课题主要针对压电陶瓷式功率超声波换能器展开研究。20世纪初期超声波技术开始出现，而我国50年代才开始进行大功率超声的研究[]。随着科学技术的发展特别是电子技术的发展，如单片机、DSP、FPFA等微处理器得快速发展，微处理器功能越来越强大，运算速度越来也快，以及IGBT、MOSFET等功率器件的快速发展，功率器件的容量不断的增加，响应速度不断的提高。对超声波发生器的要求也越来越高，体积越来越小，功能越来越强大，越来越智能，可靠性进一步提高。
标签： 超声波换能器
上传时间： 2022-06-18
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人工电磁材料由于其特殊的电磁特性，一直是近几年的研究热点。美国Science杂志更将这种材料评为2003年世界十大突破之一。随着科技和生产技术的提高，电磁材料被应用于各式各样的电磁器件当中，推动了电磁器件的发展。本文主要运用现有的有限元仿真软件Comsol，成功设计和仿真了多种电磁器件，讨论了电磁材料的电磁特性参数对其性能的影响，并论证了所设计出的电磁器件的有效性和正确性。论文主要内容有以下五部分：首先，对整体的坐标变换理论进行概括，大致介绍了几种能够获取某些电磁材料的坐标变换的方法。随后介绍了Comsol仿真软件优势，及其在电磁器件上的应用。接着，根据不同的坐标变换理论，设计并仿真出了各类电磁器件：包括在一般直角坐标系下的波束分束器，在折叠变换下的外斗篷电磁隐身，和在共形变换下的共形透镜。论述了这些器件的应用价值。最后，根据倏逝波和金属表面的等离子共振效应，设计出了镀金膜锥形光纤传感，对其传感性能进行研究，为设计高灵敏度传感器提供了理论依据。关键词：电磁材料：Comsol：坐标变换；电磁器件区J
上传时间： 2022-06-19
上传用户：zhaiyawei
摘要：随着CCD性能的不断提高，CCD技术在军、民用领域都得到了广泛的应用。介绍了TCDI501C线阵CCD的驱动电路设计，详细介绍了用VHDL完成的CCD图像传感器驱动时序设计和视频输出差分信号驱动电路的设计。关键词：线阵CCD；图像传感器：仪器仪表放大器；差分驱动1引言电荷耦合器件（CCD，Charge Couple Device）是20世纪60年代末期出现的新型半导体器件。目前随着CCD器件性能不断提高，在图像传感、尺寸测量及定位测控等领域的应用日益广泛，CCD应用的前端驱动电路成本价格昂贵，而且性能指标受到生产厂家技术和工艺水平的制约，给用户带来很大的不便。CCD驱动器有两种：一种是在脉冲作用下CCD器件输出模拟信号，经后端增益调整电路进行电压或功率放大再送给用户；另一种是在此基础上还包含将其模拟量按一定的输出格式进行数字化的部分，然后将数字信息传输给用户，通常的线阵CCD摄像机就指后者，外加机械扫描装置即可成像。所以根据不同应用领域和技术指标要求，选择不同型号的线阵CCD器件，设计方便灵活的驱动电路与之匹配是CCD应用中的关键技术之一。
上传时间： 2022-06-23
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智能车辆，是一个集环境感知、规划决策、自动驾驶等功能于一体的综合系统，它集中地运用了计算机、现代传感、信息融合、通讯、电子、人工智能及自动控制等技术，是典型的高新技术综合体。本系统以Freescalel6位单片机MC9S12DG128作为系统控制处理器，基于CCD传感器采集视频图像，通过对获得的图像进行处理分析，获得道路信息提取赛道黑线，并结合测速反馈实现对小车的闭环反馈控制，后轮驱动电机控制模换采用了模薪PID控制算法，充分的利用了内部提供的模糊推理机，文中介绍了赛车的硬件设计和软件设计，小车图像采集模块、转向模块和驱动模块的设计，以及摄像头工作机制和速度反馈的设计。通过对智能模型车系统设计、开发及研究，取得了一定的成果，但仍有不完善的地方，有待进一步深入研究。关键词：模糊PIDCCD图像采集测速反馈
上传时间： 2022-06-23
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1引言电荷耦合器CCD具有尺寸小、精度高、功耗低、寿命长、测量精度高等优点，在图像传感和非接触测量领域得到了广泛应用。由于CCD芯片的转换效率、信噪比等光电特性只有在合适的时序驱动下才能达到器件工艺设计所要求的最佳值，以及稳定的输出信号，因此驱动时序的设计是应用的关键问题之一。通用CCD驱动设计有4种实现方式：EPROM驱动法；IC驱动法；单片机驱动法以及可编程逻辑器件（PLD）驱动法。基于FPGA设计的驱动电路是可再编程的，与传统的方法相比，其优点是集成度高、速度快、可靠性好。若要改变驱动电路的时序，增减某些功能，仅需要对器件重新编程即可，在不改变任何硬件的情况下，即可实现驱动电路的更新换代。2CD1501DCCD工作参数及时序分析
上传时间： 2022-06-23
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CCD作为一种光电转换器件，由于其具有精度高、分辨率好、性能稳定等特点，目前广泛应用于图像传感和非接触式测量领域。在CCD应用技术中，最关键的两个问题是CCD驱动时序的产生和CCD输出信号的处理。对于CCD输出信号，可以根据CCD像素频率和输出信号幅值来选择合适的片外或片内模数转换器；而对于CCD驱动时序，则有几类常用的产生方法。1常用的CCD驱动时序产生方法CCD厂家众多，型号各异，其驱动时序的产生方法也多种多样，一般有以下4种：0）数字电路驱动方法这种方法是利用数字门电路及时序电路直接构建驱动时序电路，其核心是一个时钟发生器和几路时钟分频器，各分频器对同一时钟进行分频以产生所需的各路脉冲。该方法的特点是可以获得稳定的高速驱动脉冲，但逻辑设计和调试比较复杂，所用集成芯片较多，无法在线调整驱动频率。
上传时间： 2022-06-23
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摘要：为提高CCD摄像机的成像质量，同时使镜头结构紧凑、小型化，在大视场光学镜头的设计中，引入标准二次曲面和偶次非球面。根据初级像差理论，分析了非球面的位置、初始结构参数的求解规律。通过理论计算和ZEMAX光学设计软件的优化，给出工作波长为Q~Q7m、全视场角为80，相对孔径为1：15的镜头设计实例。该镜头由7块镜片组成，包括一个标准二次曲面和两个8次方非球面；在40p/mm空间频率处的MTF值超过Q85，全视场畸变小于3%，像质优良。关键词：CCD摄像机；大视场；光学镜头；非球面引言CCD摄像设备在图像传感领域的迅速发展，成为现代光电子学和测试技术中最为引人关注的研究热点之一。在科研领域，由于CCD具有灵敏度高、噪声低、成本低、小而轻等优点，已成为研究宏观（如天体）和微观（如生物细胞）现象不可缺少的工具。在国防军事领域，CCD成像技术在微光、夜视及遥感应用中发挥着巨大的作用。总之，在各类光电成像领域中，它已逐步取代了真空摄像管的成像系统。
上传时间： 2022-06-23
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机械工业是国民经济的装备部门，而标准化和计量测试是机械工业发展的基础和先决条件。在机械制造中，精密加工必须靠精密的测量手段来保证，加工精度的提供与计量技术的发展水平密切相关。测量与控制是促进科技发展的一个重要因素。CCD（Charge Coupled Device），电荷耦合器件，是70年代初发展起来的新型半导体器件，其设计思想是由美国贝尔实验室的Boyer与Smith于70年代提出]。二十多年来，CCD的研究取得了惊人的进展，特别是在传感器应用方面发展迅速，已成为现代光电子学与现代测试技术中最活跃、最富有成果的新兴领域之一。由于CCD具有自扫描、高分辨率、高灵敏度、重量轻、体积小、像素位置准确、耗电少、寿命长、可靠性好、信号处理方便、易于与计算机配合等优点，致使CCD光电尺寸测量的使用范围和特性比现有的机械式、光学式、电磁式量仪优越得多。特别值得注意的是CCD尺寸测量技术是一种非常有效的非接触检测方法，它使加工、检测和控制过程融为一体成为可能。利用CCD作为光敏感器件的激光三角法测量技术在非接触尺寸、位置测量中得到了广泛应用。它将激光束投射到被测物面所形成的漫反射光斑作为传感信号，用透镜成像原理将收集到的漫反射光汇集到CCD上形成像点，当入射光斑随被测物面移动时，成像点在CCD上作相应移动，根据象移大小和传感器的结构参数可以确定被测物面的位移量，若在物体两边同时测量就可以得到物体的厚度。
上传时间： 2022-06-23
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