基于PMN-PT的宽带高灵敏双谐振式声发射传感器研究 被引量：1

1

作者 宋洋 唐正凯 +3 位作者 史汝川 林迪 韩韬 罗骋韬 《压电与声光》 CAS 北大核心 2024年第1期112-117,123,共7页

声发射传感器被广泛应用于局部放电检测中,而基于PZT压电陶瓷的声发射传感器难以同时满足越来越高的灵敏度和带宽需求。该文设计了一种双谐振式声发射传感器,采用高性能铁电单晶PMN-PT作为压电振子,并使用谐振峰耦合,可同时提升灵敏度... 声发射传感器被广泛应用于局部放电检测中,而基于PZT压电陶瓷的声发射传感器难以同时满足越来越高的灵敏度和带宽需求。该文设计了一种双谐振式声发射传感器,采用高性能铁电单晶PMN-PT作为压电振子,并使用谐振峰耦合,可同时提升灵敏度和带宽。所制备的传感器实现了76.2 dB的高灵敏度,20~105 kHz的大带宽,且具备良好的稳定性。对比基于PZT-5H的声发射传感器,其具有更高的灵敏度和信噪比。 展开更多

关键词 PMN-PT单晶 PZT-5H陶瓷 双谐振式声发射传感器 局部放电检测 有限元模型

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光纤法珀声发射传感器的双波长优化稳定方法 被引量：1

2

作者 赵江海 史仪凯 +1 位作者 单宁 袁小庆 《压电与声光》 CSCD 北大核心 2008年第2期150-152,共3页

提出一种采用优化设计方法改进的双波长稳定方法，能解决光纤法珀声发射传感器输出信号衰减与失真问题。分析双波长稳定原理并建立稳定优化模型。设计光纤法珀声发射传感器的双波长稳定方案，采用1×2密集波分复用器产生两路处于正... 提出一种采用优化设计方法改进的双波长稳定方法，能解决光纤法珀声发射传感器输出信号衰减与失真问题。分析双波长稳定原理并建立稳定优化模型。设计光纤法珀声发射传感器的双波长稳定方案，采用1×2密集波分复用器产生两路处于正交状态的输出信号，波分复用器滤波波长用优化模型求解。试验结果表明这种稳定方法具有无源与精度高的优点，当法珀腔长度变化范围为0～2μm，双波长最大正交误差为11％，能满足光纤法珀声发射传感器工作点的稳定要求。 展开更多

关键词 光纤法珀传感器 声发射 双波长 优化设计 稳定方法

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双Fabry-Perot干涉腔型光纤声发射传感器 被引量：3

3

作者 赵江海 章小建 《光学精密工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第11期3069-3076,共8页

设计了一种新型的双Fabry-Perot腔光纤传感器用于材料损伤引起的声发射信号检测。基于低细度Fabry-Perot腔多光束干涉原理,建立了光纤Fabry-Perot传感器检测声发射信号的数学模型。分析双Fabry-Perot腔正交点稳定工作机制,设计并制作了... 设计了一种新型的双Fabry-Perot腔光纤传感器用于材料损伤引起的声发射信号检测。基于低细度Fabry-Perot腔多光束干涉原理,建立了光纤Fabry-Perot传感器检测声发射信号的数学模型。分析双Fabry-Perot腔正交点稳定工作机制,设计并制作了具有双Fabry-Perot腔结构的光纤声发射传感器来保持传感器正交点的稳定性。通过模拟AE信号检测与热应力干扰实验对设计的传感器进行了实验验证。实验一通过冲击振动与折断铅笔芯产生两类模拟声发射信号,使用商用的压电传感器和光纤传感器进行对比实验,结果表明光纤传感器能够成功检测到两类模拟声发射信号,灵敏度为12.9nm,带宽达到30kHz。实验二对传感器进行工作点稳定测试,结果表明双F-P腔的控制机制能够保证传感器工作在正交点,解决了传感器输出信号衰减的问题。 展开更多

关键词 声发射 光纤传感器 双Fabry-Perot腔 正交点 材料损伤检测

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声表面波谐振式力学量传感器的发展与现状 被引量：2

4

作者 陈明 王玮 《传感器技术》 CSCD 2000年第5期1-3,共3页

扼要回顾了国内外在声表面波力学量传感器方面一些重要的成就 ,阐述了声表面波力学量传感器的特点、基本工作原理 ,简单推导了该传感器输入 -输出关系 ,并对声表面波其他传感器作了介绍。

关键词 声表面波 力学量传感器 谐振式

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高灵敏度谐振式红外光声气体传感器研究

5

作者 方兴 李嘉 +2 位作者 纪新明 包宗明 黄宜平 《传感器与微系统》 CSCD 北大核心 2012年第10期57-60,共4页

研究了高灵敏度谐振式红外光声气体传感系统,对系统的谐振频谱进行了测试分析,观察到了新的谐振模式。经过对比,发现选用新的谐振模式具有更高的测试灵敏度和信噪比,新的谐振模式源于两边的缓冲腔体内的谐振。研究了麦克风输出腔体结构... 研究了高灵敏度谐振式红外光声气体传感系统,对系统的谐振频谱进行了测试分析,观察到了新的谐振模式。经过对比,发现选用新的谐振模式具有更高的测试灵敏度和信噪比,新的谐振模式源于两边的缓冲腔体内的谐振。研究了麦克风输出腔体结构对信号的影响,发现增加输出腔内麦克风到谐振腔的距离可显著增加光声信号。另外,在激光岀射端口放置反射金属膜也有利于提高光声信号,从而提高系统检测极限。 展开更多

关键词 光声传感器 谐振式 频率 灵敏度 信噪比

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一种谐振式称重传感器数学模型的建立

6

作者 张卫民 王克勇 +1 位作者 米.德.格列姆丘克 维.维.格鲁布 《仪表技术与传感器》 CSCD 北大核心 2000年第5期1-2,12,共3页

文中介绍了一种由双平行梁和振弦组成的新型谐振式称重传感器。根据这种传感器的特点 ,重点分析了传感器所称物体重量和振弦所受张力之间的关系 。

关键词 谐振式 振弦 双平行梁 称重传感器 数学模型

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考虑封装的SAW谐振式传感器仿真研究 被引量：3

7

作者 蔡飞达 李红浪 +2 位作者 柯亚兵 田亚会 卢孜筱 《压电与声光》 CAS 北大核心 2019年第1期9-11,16,共4页

针对小体积射频声表面波(SAW)传感器性能受封装影响大的问题,该文提出了耦合模(COM)模型与三维电磁分析结合的仿真方法。利用COM模型计算出芯片的单端口S参数;使用三维电磁场仿真软件HFSS对表面贴装的陶瓷封装结构进行建模,仿真计算出... 针对小体积射频声表面波(SAW)传感器性能受封装影响大的问题,该文提出了耦合模(COM)模型与三维电磁分析结合的仿真方法。利用COM模型计算出芯片的单端口S参数;使用三维电磁场仿真软件HFSS对表面贴装的陶瓷封装结构进行建模,仿真计算出封装的S参数;对芯片及封装结构S参数在电路仿真软件ADS中进行结合,得出考虑封装的SAW谐振式传感器仿真结果。实验制作了工作在428.5 MHz的SAW单端谐振传感器,采用该文所述方法仿真的理论结果与实验测量结果更接近,验证了上述方法的可行性。 展开更多

关键词 声表面波 谐振式传感器 传感器封装 电磁仿真

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H型梁谐振式MEMS压力传感器设计 被引量：3

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作者 黄崇勇 许高斌 +1 位作者 陈兴 马渊明 《合肥工业大学学报（自然科学版）》 CAS 北大核心 2022年第2期213-218,共6页

谐振式微电子机械系统(micro-electro-mechanical system,MEMS)压力传感器因其灵敏度高、体积小等特点近年来被广泛研究。根据谐振梁在不同压力作用下发生振动时,轴向应力的改变引起谐振梁等效刚度变化,从而进一步改变谐振梁谐振频率的... 谐振式微电子机械系统(micro-electro-mechanical system,MEMS)压力传感器因其灵敏度高、体积小等特点近年来被广泛研究。根据谐振梁在不同压力作用下发生振动时,轴向应力的改变引起谐振梁等效刚度变化,从而进一步改变谐振梁谐振频率的原理,文章提出一种采用电磁激励/电磁拾振方式测量外界压力的谐振式压力传感器,并对传感器建立模型,利用ANSYS有限元仿真软件对传感器进行模拟分析与仿真验证。结果表明,量程为0~300 kPa、最大过载1.2倍满量程(full-scale,FS)时,初始频率为57.984 kHz,传感器灵敏度达66.98 Hz/kPa,非线性误差小于0.15%FS。 展开更多

关键词 微电子机械系统(MEMS) 谐振式压力传感器 电磁激励 频率测量 H型双端固支梁

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矿井煤岩动力灾害声发射监测传感器孔底安装方法研究 被引量：4

9

作者 李建功 《矿业安全与环保》 北大核心 2020年第4期93-96,102,共5页

声发射传感器安装是确保有效监测声发射信号的重要环节。通过不同安装方式的对比分析,指出煤矿井下进行煤岩动力灾害声发射监测时应优先选择传感器孔底安装方式。设计了一种快速便捷的声发射传感器孔底安装叉式固定方法,并进行了现场考... 声发射传感器安装是确保有效监测声发射信号的重要环节。通过不同安装方式的对比分析,指出煤矿井下进行煤岩动力灾害声发射监测时应优先选择传感器孔底安装方式。设计了一种快速便捷的声发射传感器孔底安装叉式固定方法,并进行了现场考察。结果表明,该方法简化了安装工艺,解决了上向孔内传感器和煤岩体注浆耦合不紧密导致监测信号残缺的问题,提高了传感器与煤岩体耦合的时效性、稳定性,确保了声发射信号的持续有效接收。根据现场安装钻孔角度,形成了声发射传感器孔底安装水泥注浆固定法和叉式固定法2种安装方法。在大角度上向孔和水平孔内安装时,宜选择声发射传感器孔底安装叉式固定法;在下向孔内安装时,宜采用孔底安装水泥注浆固定法。 展开更多

关键词 煤岩体 声发射 传感器 安装方式 孔底安装 叉式固定

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差分谐振式压力微传感器灵敏度匹配特性（英文）

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作者 邢永豪 谢波 +2 位作者 陈健 陈德勇 王军波 《强激光与粒子束》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第6期159-164,共6页

谐振式压力微传感器因其高精度、高稳定性及准数字输出等特性而广泛应用于气压监测、航空航天等领域。相较于其他结构,差分谐振式具有灵敏度高、线性度好及温度漂移小等优势。然而,要获得差分谐振式压力微传感器的最优性能,仍需解决差... 谐振式压力微传感器因其高精度、高稳定性及准数字输出等特性而广泛应用于气压监测、航空航天等领域。相较于其他结构,差分谐振式具有灵敏度高、线性度好及温度漂移小等优势。然而,要获得差分谐振式压力微传感器的最优性能,仍需解决差分谐振梁灵敏度不匹配的问题。在仿真与实验的基础上,对差分谐振式压力微传感器的灵敏度匹配特性进行了相关研究。根据研究结果,对传感器的结构参数进行了优化设计。两谐振梁的设计灵敏度为±46 Hz/kP,实验结果显示中心梁的实际灵敏度为45Hz/kPa,边梁的实际灵敏度为-44Hz/kPa,差分输出的线性度高达0.999 999 9。 展开更多

关键词 微机电系统 谐振式压力传感器 差分频率 灵敏度匹配 双谐振器 有限元分析

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谐振式声表面波温度传感系统查询器设计 被引量：2

11

作者 蒋平英 罗山焱 +4 位作者 龙峥 施建锋 丁毅 唐小龙 陈婷婷 《压电与声光》 CSCD 北大核心 2014年第4期498-501,共4页

基于声表面波的温度传感器是无源无线的，可用于开关柜等电力设备的在线温度监测。系统中查询器部分由分离元器件组合而成。发射链路采用直接数字频率合成器与本振混频，可快速切换发射频率；接收链路采用二次变频技术，防止发射信号对... 基于声表面波的温度传感器是无源无线的，可用于开关柜等电力设备的在线温度监测。系统中查询器部分由分离元器件组合而成。发射链路采用直接数字频率合成器与本振混频，可快速切换发射频率；接收链路采用二次变频技术，防止发射信号对接收通路影响；精确控制发射接收信号时序，提高测量精度及距离。对传感头在-40--90℃环境下测试数据进行了详细的分析，测温精度可达±1℃。在良好电磁环境下，最大测温距离可达1．5m。 展开更多

关键词 温度传感器 声表面波 谐振式 查询器 射频收发 基带处理

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基于短时能量的声发射源定位方法研究 被引量：16

12

作者 赵江海 杨慧 +1 位作者 顾菊平 叶晓东 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2013年第23期110-114,共5页

通过分析语音信号端点检测的原理,提出将语音信号的短时能量端点检测方法应用于声发射信号到达时间的测定,并采用光纤F-P双探头传感器进行定位实验。首先,运用经验模态分解(EMD)对传感器接收到的声发射信号进行滤波预处理;其次,通过计... 通过分析语音信号端点检测的原理,提出将语音信号的短时能量端点检测方法应用于声发射信号到达时间的测定,并采用光纤F-P双探头传感器进行定位实验。首先,运用经验模态分解(EMD)对传感器接收到的声发射信号进行滤波预处理;其次,通过计算声发射信号的短时能量来确定声发射信号的到达时间;最后,根据各传感器检测到的声发射信号的到达时间差进行声发射源定位。实验结果显示,绝对定位精度达到4.9 mm,相对精度达到4.67%,证明此方法可行,并达到精度要求。 展开更多

关键词 声发射源定位 短时能量 光纤F-P双探头传感器

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一种非本征光纤法珀声发射传感系统的研制 被引量：2

13

作者 赵江海 史仪凯 +1 位作者 单宁 袁小庆 《传感技术学报》 CAS CSCD 北大核心 2007年第8期1775-1778,共4页

针对光纤法珀声发射传感器输出信号衰减与失真问题，设计一种采用改进的双波长稳定技术的传感系统．分析系统工作原理、建立双波长稳定优化模型与设计光电检测前置放大电路．采用1×2密集波分复用器产生两路处于正交状态的输出信号... 针对光纤法珀声发射传感器输出信号衰减与失真问题，设计一种采用改进的双波长稳定技术的传感系统．分析系统工作原理、建立双波长稳定优化模型与设计光电检测前置放大电路．采用1×2密集波分复用器产生两路处于正交状态的输出信号，密集波分复用器（DWDM）滤波波长用优化模型求解．试验结果表明当法珀腔长度变化在0～2μm范围内，双波长最大正交误差为11％，能够满足光纤法珀声发射传感器工作点的稳定要求．通过对振动与断铅笔芯信号检测，初步验证这种传感系统可用于构件的损伤检测． 展开更多

关键词 光纤法珀传感器 声发射 双波长稳定方法 优化设计 密集波分复用器

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大型储罐底板浸入式声学检测方法及样机设计 被引量：2

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作者 张颖 高俊伟 +2 位作者 朱子东 刘识 张潇 《中国安全科学学报》 CAS CSCD 北大核心 2020年第8期31-36,共6页

为实现大型储罐底板腐蚀的全域在线检测,提出一种浸入式声学检测方法。向储罐底板投放配有液浸式声学传感器的浸入式检测仪,控制其按预设路径行走,分单元采集罐底腐蚀声信号;结合采集的腐蚀声信号,运用平面小基阵单元算法定位罐底腐蚀声... 为实现大型储罐底板腐蚀的全域在线检测,提出一种浸入式声学检测方法。向储罐底板投放配有液浸式声学传感器的浸入式检测仪,控制其按预设路径行走,分单元采集罐底腐蚀声信号;结合采集的腐蚀声信号,运用平面小基阵单元算法定位罐底腐蚀声源;基于检测仪功能需求设计浸入式自动声学样机,该样机主要包括运动模块、检测模块及回收模块,具有自动全域检测、采集信号、定位腐蚀源及自行回收等功能;最后将该定位算法用于模拟储罐声源定位试验。结果表明:使用平面小基阵算法对模拟储罐声源定位的精度误差在0.2%以内,且定位精度不受声源角度的影响。 展开更多

关键词 大型储罐 浸入式声学检测 腐蚀声源 声发射传感器 全域检测

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高灵敏度小型化红外光声气体传感系统 被引量：1

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作者 李俊 纪新明 +2 位作者 周嘉 包宗明 黄宜平 《传感器与微系统》 CSCD 北大核心 2011年第2期84-87,共4页

研制了一种高灵敏度小型化红外光声气体传感系统。该系统检测灵敏度高,对乙烯气体体积分数的检测限达到20×10-9以下。对光声信号和检测相位之间的关系进行了详细的研究,分析了光声信号中峰值相位变化的因素。结果表明:在固定相位... 研制了一种高灵敏度小型化红外光声气体传感系统。该系统检测灵敏度高,对乙烯气体体积分数的检测限达到20×10-9以下。对光声信号和检测相位之间的关系进行了详细的研究,分析了光声信号中峰值相位变化的因素。结果表明:在固定相位延迟下利用锁相放大器检测光声信号可以获得比较高的灵敏度。同时根据对光声信号和相位延迟关系的研究,提出了小型化光声腔设计思路。 展开更多

关键词 光声传感器 小型化 谐振式 相位

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