共振型磁弹性传感器检测系统的便携式设计

来源 :重庆大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:zqfc2058
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
磁弹性传感器是利用铁基非晶合金材料制作而成的新型传感器。在外加交变磁场下,由于磁致伸缩效应使传感器发生振动,当传感器的固有频率和交变磁场频率一致时产生共振,此时振幅达到最大值。该共振频率点会随周围的环境变化而发生偏移,如质量负载、应力、粘度等,通过测量检测线圈上感生电动势的变化实现对传感器共振特性检测。在检测过程中,传感器与检测装置之间无电气连接,因而是一种无线无源的传感器,同时传感器还具有耗能低、成本低、高灵敏度等特点。正由于这些优点使磁弹性传感器在物理、生化、生物医学等领域得到了广泛研究。然而目前磁弹性传感器检测系统存在价格昂贵、体积庞大、便携性差、功耗高以及无法长期检测等缺陷,限制了磁弹性传感器的应用前景。针对上述问题,本文提出了一套便携式磁弹性共振型传感器检测系统的设计;首先通过对磁弹性传感器共振模型和检测原理分析,确立了以扫频检测法为检测基础的设计思路,确定了包含电源管理单元、微控制器单元、交流激励单元、数据采集单元、数据存储和传输单元的便携式设计方案,并提出检测系统的具体设计指标。然后根据设计指标完成低功耗硬件功能电路设计和基于μC/OS-II操作系统的控制软件设计。最后结合上位机软件完成整个检测系统的实现。系统设计完成后,利用铁基非晶合金带材1k101制作磁弹性传感器对检测系统进行功能、性能、实用性的实验测试。主要包括空气中传感器响应测试实验,传感器重复测试实验,不同介质测试实验,系统功耗对比测试实验以及检测系统长期监测实用性测试,即完成质量负载测试实验和自来水腐蚀传感器的长时间监测测试实验。实验结果表明,检测系统可以实现对磁弹性传感器共振特性的精确检测,且具有良好的可重复性和可靠性;同时,系统能满足不同环境下的测试实验;与传统的磁弹性传感器检测系统相比,该系统功耗更低、体积更小,为磁弹性传感器检测的研究者提供了一套便携式低功耗磁弹性传感器检测系统设计方案。
其他文献
磁共振成像(Magnetic Resonance Imaging)是一种基于核磁共振现象的断层及立体成像技术,相对于其他的成像技术如x线,CT(Computed Tomography)和超声等具有无可替代的优点,在
荧光技术在生物分子识别、免疫检测、细胞成像、DNA测序、临床诊断等众多领域中有着广泛的应用。发展新的性能优良,生物相容性好的荧光探针是荧光技术发展的重要方面。传统荧
人类视觉系统认知过程及规律的研究,在机器视觉和认知科学等方面具有重要意义,特别是在目前初期特征分析理论与初期整体知觉理论之间冲突仍然很激烈的背景下。本文将研究的焦
随着工业化时代进程的加快,能源开采向高含H2S、CO2等强腐蚀介质环境的油气田发展。集输管线的安全、长周期运行成为制约开发高腐蚀性气田的关键问题。本文在爆炸复合耐蚀合
习近平同志在福建工作期间,非常关心长汀老区的发展和群众生活,他多次深情表示:“忘记老区,就是忘本,忘记历史,就意味着背叛.”从1996年5月至2002年间,他曾先后5次来到长汀调
期刊
天然气水合物资源对全球能源发展具有重要的后续支撑作用,对中国的能源后续储备具有重要的意义,因此对天然气水合物资源的开采和综合利用是全球能源发展的重大战略目标。自然界
蒸汽动力系统的主要特点是系统产生的功率大,运行寿命长。这些特性使得蒸汽动力成为大型船舶运行主要动力系统。同时蒸汽动力系统的结构复杂、参数耦合关系复杂。动态运行的稳
长汀地处福建西部,是闽粤赣三省边陲要冲.全县辖18个乡(镇)300个村(居),总人口55万,土地面积3099平方公里,是典型的“八山一水一分田”山区县.rn长汀具有悠久的历史文化、独
期刊
碟式分离机是一种结构复杂的高速旋转机械,在工业生产上应用非常方法.实际使用中,由于在高速回转同时需要不停地输料、排料和间歇性排渣,因此,长时间高负荷运行若干年后,会出
从长汀到瑞金,有一条跨越千年、连接闽赣两省的古驿道,用鹅卵石砌成,至今完好无损.rn这是当年中央苏区瑞金与长汀党组织联系,包括文书、人员、物资等所有交接的重要通道,也是
期刊