基于光电传感器的液位检测方法与装置2
0 引言
液位检测在许多控制领域已经较为常见, 按原理分为浮子式[ 1 ] 、压力式[ 2] 、电容式[ 3 ] 、光纤式[ 4 ] 等。这些检测方法和装置均有各自的原理、特殊结构、适用场合。在一些测量中, 需避免测量仪器与被测液体直接接触, 此时这些方法便不适用。基于光电传感器的液位检测方法[ 5~ 7] , 是将液位的变化转换为光信号的变化, 无需与被测液体直接接触, 可以满足上述场合。但如果待测液体的液面有气泡, 光线在实际传播过程中会由于液面气泡的干扰而偏离其理论上的传播路径, 导致结果不准确。本文提出一种基于双光电传感器和动态阈值的液位检测方法与装置, 可以很好地克服测量中由于气泡引起的干扰, 得到较好的液位控制精度。
1 原理
本检测装置的光电传感器位置如图1 所示, 包括设置于透明玻璃管一侧的上下2 个特性一致的L E D 光源, 对应的水平放置的2 个特性一致的光电管, 两对传感器相应设有高度比液面厚度稍大的通光孔。
假设待测液体成分以水为主, 折射率n 约为1 . 33 3, 弯曲液面的边缘与玻璃管的接触角约为38 . 5[ 8] 。光由光密媒质进入光疏媒质时, 当入射角大于某一临界角就会发生全反射现象。由折射率公式n = 1 / s in C , 可求得临界角C 为4 8. 6。
图1 光电传感器位置
Fig 1 Position of optoele c t r o n i c se n so r
测量过程中, 入射光线的入射角随着待测液体液面的上升逐渐增大, 当入射角大于48 . 6时发生全反射现象; 而通光孔处入射光发生全反射区域的面积达到最大时, 光电管所能接收到的光线光强达到最小, 因此, 待测液体的液面一次通过光电管对应一个最小光强值。由于液面在上升过程中, 形态基本保持不变, 故两对光电管在一次测量中测得
收稿日期: 2009 03 19
的最小值理论上相等。以低液位测得的最小值为阈值, 对比阈值和目标控制液位的值即可以控制目标液位。图 2 为弯曲液面经过传感器所采集的电压波形图。
图2 弯曲液面的电压曲线
Fig 2 Vol tage c u rv e of c u r v ed li qu i d s u r f a ce
2 硬件设计
装置的总体电路框图主要部分如图3 所示, 包括光源1, 光源2 , 光电管1 , 光电管2 , A/ D 转换模块、单片机模块。其中, 发光器件为L E D, 光电管为光敏二极管, A / D 转换采用M A XIM 公司的12 位A / D 芯片M A X12 46 , 单片机为S i l i c o n L ab s的C80 51 F3 40 。
图3 总体电路框图
Fi g 3 Block dia gram of total ci r c u i t
光源部分采用特性一致的两光电对管, 用精密电压调节器T L 43 1组成恒流电路驱动两L E D产生相同的光强。恒流电路图如图4 所示, T L 43 1的RE F端恒定为2 . 5 V , 经R4 转换为恒定电流1 m A, 2 个L E D通过单片机的端口L1 ,L 2 被单片机控制分时点亮。
图5 检测程序流程图
Fig 5 Fl ow chart of de t e c ti ve p r og r a m
粘度等方面因素。
4 实验
4. 1 测试条件
玻璃管内径为10 m m ; 弯曲液面厚度为2 m m ; 光敏管与L E D 均为 5 m m 器件, 水平相对并分别位于玻璃管横切面轴线两侧, 光敏管与L E D 放置在遮光部件上并固定在铁架台上, 对应的通光孔宽为 2. 0 m m, 高为2. 8 mm ; 玻璃管与游标卡尺( 精度为0. 05 m m) 的活动端相连, 游标卡尺的另一端固定于铁架台上; 待测液体为V eidu o 全血质控液。
4. 2 测试方法
使用本装置进行自动液位检测, 完成检测后移动游标卡尺活动端使液面到达预先设置的目标液位位置, 则游标卡尺读数为实际检测的液位与目标液位之间的高度偏差。
4. 3 实验结果
分别用双光电传感器、动态阈值的方法和单光电传感器、固定阈值的方法重复测试 1 0 次待测液体液面有大量气泡情况下实测液位与目标的液位之间的偏差h1 与h2 , 测试结果见表1。
表1 液位检测的偏差数据
Tab 1 E r r o r of l iquid level dete c t i n g
图4 恒流源电路图
Fi g 4 C i r c uit d i a g r a m of constant current so u r ce
3 软件设计
检测方法的单片机控制程序流程图如图 5 所示。首
先, 用液面先到达的光电管 1 测得一最小值, 并作为
阈值存储起来, 然后, 用待控制液面处的光电管2 测得的值与该阈值比较, 当二者相差最小时的液面位置为所要控制的液面位置。此最小值为预设程序中的预设值, 设置该值时, 应考虑所需控制的液体注入速度、液面上升速度、液体
实测液位与目标的液位的偏差( mm )
h1 0. 05 0. 30 0. 05 0.150.300.400.000.250.350.30
h2 2. 45 0. 95 3. 75 5.051.902.753.954.853.254.30经计算双光电传感、动态阈值方法测试结果平均误差为0 . 22 mm , 标准差为0. 14 mm ; 而普通的单传感器、固定阈值方法[5 ]的测试结果, 平均误差为3 . 32 m m,标准差为1. 32 mm 。其他的一些透射式或者反射式光电液面检测装置由于所用方法的局限性也无法在有气泡干扰的情况下保持良好的准确性。由测试结果可见, 一般的方法在多气泡干扰情况下结果不稳定, 精度不高; 而本文提出的液位检测方法与装置性能稳定, 检测精度在多气泡干扰情况下仍可达0 . 2 mm。
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实时的连续定位。
图 3 系统软件流程图
Fig 3 Flowc h art of sy stem sof t w a r e
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图 4 定位结果
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本文设计了一 种基 于 S O C 的 组合 定位 终端 器。该 系 统具有体积小、重量 轻、功 耗 低、无 盲 区等 特 点, 通过 采用 GPS 和数字指南针组合定位, 系统消除了单一 GPS 定位存 在 的定位盲区等缺点, 而且, 系统的定位精度也得到了提高。
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作者简介:
龚 敏( 1985- ) , 男, 湖 南益阳人, 研究 生, 研究方向为 控制理 论与控制工程。
( 上接第 7 4 页) 5 结 论
本文的创新之处在于提出一种基于双光电传感器和动 态阈值的液位检测方法 与装置, 可以 很好地 克服测量 中气 泡引起的干扰。由测试结 果可见, 本液 位检测 装置性 能稳 定, 检测精度在多气泡干扰情况下仍可达 0. 2 m m 。对于本 设计尚可在做以下改进: 采用 规格更 小的传 感器提高 系统 的分辨率; 提高装置配 套的器 材的精 度进一 步减少系 统固 有误差; 优化单片机程序等。 参考文献:
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作者简介:
田学隆( 1957- ) , 男, 重庆人, 教授, 主要研究方 向为生物 医学 检测与仪器、生物芯片与检测、生物物理技术等。
龙源期刊网 https://www.doczj.com/doc/107106838.html, PLC在连铸机结晶器液位控制中的应用 作者：魏哲明陈洁 来源：《数字化用户》2013年第04期 【摘要】介绍了唐钢方坯连铸机结晶器液位控制系统的组成、功能特点以及应用情况， 以及基于西门子S7系列PLC的液位闭环过程控制的功能图软件设计方法。由于不同的连铸机结晶器液位控制的思路是类似的，因此不同的系统控制程序修改后是可以移植的。采用功能阁的方法编制PLC的程序具有思路清晰，逻辑严谨，可移植性高等特点。采用PID串级控制器井按照功能图方法编写的程序经过工程实践，结晶器液位在稳定工作时其控制精度在左3mm 以内，系统响应速度快，运行自定可靠，同时减少了编程开发调试时间。 【关键词】连铸结晶器液位控制 PLC 自动控制 一、引言 在我国的钢铁连铸领域，特别是方坯连铸机领域中，自动化水平是相对较低的，在科技快速发展的今天，技术水平落后已经尤为突出。连铸自动化水平的提高，直接关系到对保证铸坯质量、提高连铸机的劳动生产率、增加连铸机的金属收得率起着非常重要的作用。为了提高产品的市场竞争力以及与世界接轨，是世界冶金生产的发展方向。因此，实现PLC自动控制系统在连铸生产过程中非常重要。结晶器液位控制是连铸生产中的重要环节。稳定的液位有利于使铸坯初期坯壳生成，提高凝固坯壳生长的均匀性，有助于液相穴内的杂物上浮，降低铸坯纵裂纹指数，减少表面夹渣，提高铸坯质量，同时大大减少连铸机生产中的拉漏、溢钢事故。 二、自动控制系统设计 结晶器内的液位控制采用流量控制，通过调节中间包裹棒与水口之间的缝隙控制钢水流量，以达到控制结晶器内液位目的。控制器设计为串级控制，共有两个控制器，包括塞棒开度控制和液位控制两个控制环，其中开度环采用P控制器，塞棒位置传感器检测塞棒的实际位置，通过控制器控制液压缸的伺服阀从而控制塞棒位置。液位控制采用PID控制器，将液位检测信号反馈到液位控制器，经调节算法进行运算，得到塞棒调节的位移量，再将位置量传送到开度P控制器。P控制器最终输出信号控制比例阀。开度按制作为内环，液位作为主控制器，这种控制器结构能够改善系统的动态特性，提高系统的工作频率。 三、自动控制系统构成 连铸机的自动控制系统由公用PLC、流用PLC、液位PLC、火切机PLC、电磁搅拌PLC 组成。液位PLC的控制是在正常浇钢条件的情况下，为每个流的液位和拉速控制。
天津冶金职业技术学院 毕业课题 结晶器液位控制系统探析 系别机械工程 专业机电一体化 班级 09机械 学生姓名徐冀峰 指导教师张秋菊 2011年9月27日
摘要 连铸是炼钢生产的核心设备。当代高端大型连铸机大多采用多流园弧形连铸机，连铸控制采用二级自动控制系统，即PLC控制和过程控制。在整个系统中，结晶器液位控制是关键技术。液位控制有很多方式，普遍采用的是钴-６０液位控制。本文将对钴-６０液位控制系统进行探析。 关键词：结晶器，液位控制，过程控制系统
目录 摘要-------------------------------------------------------Ⅰ 1.概述---------------------------------------------1 2.结晶器液位控制原理---------------------------------1 2.1.基础自动化部分---------------------------------------------1 2.2.检测部分--------------------------------------------1 2. 3.结晶器液位控制器------------------------------------1 2. 4.伺服执行机构-------------------------------------2 2.5.液位显示部分-----------------------------------------2 3.系统的组成---------------------------------------2 3.1.基础自动化-P L C系统-----------------------------------2 3.2.液面位置检测部分---------------------------------------3 3.3.结晶器液位控制器-----------------------------------------4 3.4.伺服执行机构---------------------------------5 4.自动浇铸-------------------------------7 4.1.前馈控制-------------------------------8 4.2.比例参数重新调正----------------------------------------8 5.结束语-----------------------------9 6.参考文献：-----------------------------9
光电传感器在生活中的应用 ——CCD图像传感器 摘要： 在科学技术高速发展的现代社会中，人类已经入瞬息万变的信息时代，人们在日常生活，生产过程中，主要依靠检测技术对信息经获取、筛选和传输，来实现制动控制，自动调节，目前我国已将检测技术列入优先发展的科学技术之一。由于微电子技术，光电半导体技术，光导纤维技术以及光栅技术的发展，使得光电传感器的应用与日俱增。这种传感器具有结构简单、非接触、高可靠性、高精度、可测参数多、反应快以及结构简单,形式灵活多样等优点，在自动检测技术中得到了广泛应用，它一种是以光电效应为理论基础，由光电材料构成的器件。 光电传感器由于反应速度快，能实现非接触测量，而且精度高、分辨力高、可靠性好，加之半导体光敏器件具有体积小、重量轻、功耗低、便于集成等优点，因而广泛应用于军事、宇航、通信、检测与工业自动化控制等多种领域中。当前，世界上光电传感领域的发展可分为两大方向：原理性研究与应用开发。随着光电技术的日趋成熟，对光电传感器实用化的开发成为整个领域发展的热点和关键。 关键字：光电传感器；CCD图像传感器 正文 一、CCD的工作方式 ?CCD和传统底片相比，CCD 更接近于人眼对视觉的工作方式。只不过，人眼 的视网膜是由负责光强度感应的杆细胞和色彩感应的锥细胞，分工合作组成视觉感应。 CCD经过长达35年的发展，大致的形状和运作方式都已经定型。 CCD 的组成主要是由一个类似马赛克的网格、聚光镜片以及垫于最底下的电子线路矩阵所组成。 ?CCD(Charge Coupled Devices，CCD)由大量独立光敏元件组成，每个光敏元 件也叫—个像素。这些光敏元件通常是按矩阵排列的，光线透过镜头照射到光电二极管上，并被转换成电荷。每个元件上的电荷量取决于它所受到的光照强度，图像光信号转换为电信号。当CCD工作时，CCD将各个像素的信息经过模傲转换器处理后变成数字信号，数字信号以一一定格式压缩后存入缓存内，然后图像数据根据不间的需要以数字信号和视频信号的方式输出。
结晶器液位检测系统的设计与应用 摘要：在现代冶金行业中，结晶器液位控制在连铸系统中已经显得越来越重要，它对优质钢种的质量品质、浇铸的安全平稳、操作人员的人力资源的合理优化都有着重要的意义。但由于在结晶器液位控制的过程中存在许多不确定扰动因素，其扰动可能随时不断变化，并且绝大多数的扰动因素都是非线性的，因此无法建立准确的模型，很难使用常规的控制方法，本文介绍的是马钢新区连铸机的结晶器液位自动控制系统。 关键词：结晶器液位检测自动控制系统结晶器液位控制 一、结晶器液位控制系统 在连铸的生产过程中，通常使用塞棒来控制进结晶器的液位，但是塞棒经过钢水的腐蚀和冲刷，头部逐渐变形，因此塞棒位置与钢水流量的特性也在这个过程中产生不断的变化，这种变化通常是非线性的，因此无法用常规PID控制的方法来进行有效调节。针对以上情况，SMS-DEMAG公司运用现代智能控制技术模糊控制和运动控制的思想，通过控制软件控制塞棒开度达到控制液位的目的。 图1塞棒位置与钢水流量的特性关系 通过结晶器液位控制系统，在自动开浇和在浇铸时可以保持铸机结晶器内的钢水液面在一个预定的恒定液位值。如果反馈值与设定液面值有偏差，通过调节中包塞棒位置来改变从中包进入结晶器的钢水流量来补偿这个偏差使液位保持平稳。 结晶器液位控制系统包括： -Measurement(levelgauge)测量单元（VUHZ液位计）
-Controlsystem控制系统 -Stopperrodactuatingsystem塞棒执行系统 图2VUHZ液位控制系统示意图 1.1VUHZ液位计 VUHZ检测单元实际上是电磁式的传感器，它通过测量钢水通过磁场时产生的电流来确定钢液面的高度，测量范围为0～300mm。该测量系统集成于结晶器的设计中。安装于结晶器内弧侧的顶部。用于结晶器液位控制系统冷却系统采用直接用铸机的一次冷却水闭环冷却，安装简便快捷。 工作原理：VUHZ系统用于检测实际的结晶器液面，由电磁线圈在通电后产生一个静态的电磁场，电磁场分布取决于传感器的安装位置，当不同液面高度的钢水进入磁场时，会在传感器的二次线圈中感应出不同大小的电压，感应电压由经过放大器进行放大，通过计算单元的处理器进行处理。计算单元系将原来的电压信号转变成4-20mA的模拟量信号，结晶器液位控制采用闭环控制，系统的逻辑控制功能在运动控制器（motioncontroller）内完成。 图3传感器内部基本结构原理 该传感器由励磁线圈S和检测线圈L和检测线圈R组成。励磁采用峰值15V频率800HZ的信号。励磁产生的电磁信号可以穿透非金属的保护渣层，但不能穿透铜板，因此在传感器的其使用
光电传感器的应用与新技术49303
光电传感器的应用与新技术 --浅谈光电池与CCD 摘要：光电传感器是利用光电效应制成的一类传感器的总称，它能将光学量转变为电学量，广泛应用于检测和自动化系统。光电传感器包括光电池和光电阻传感器。本文将以下几个方面：1. 什么是光电池和光电阻传感器；2.光电池和光电阻传感器的比较；3.光电传感器的实际应用；4.光电传感器在未来的发展方向，详细地介绍光电传感器，并提出本人对光电传感器在未来的预测。 一光电池和光电阻 在介绍光电传感器之前，我们有必要先了解一下光电效应。光电效应是光照射到某些物质上，使该物质的电特性发生变化的一种物理现象，可分为光电子发射、光电导效应和光生伏特效应三种。前一种现象发生在物体表面，又称外光电效应[1]。它是指，在光线作用下物体内的电子逸出物体表面向外发射的物理现象。后两种现象发生在物体内部，称为内光电效应。光电导效应是指当入射光射到半导体表面时，半导体吸收入射光子产生电子空穴对，使其自生电导增大。光生伏特效应是指当一定波长的光照射非均匀半导体（如PN结），在自建场的作用下，半导体内部产生光电压的效应[2]。光电传感器都是利用光电效应制成的。 1.光电池 光电池是一种能在光的照射下，不加偏置，产生电动势半导体器件，也属于电能量型传感器。光电池的种类很多，有硒，氧化亚铜，硫化铊，硫化镉，锗，硅，砷化镓光电池等。其中最受重视的是硅光电池，因为它有一系列优
点：性能稳定，光谱范围宽，频率特性好，传递效率高（接近理论极限17%），能耐高温辐射等[3]。 1.1光电池的工作原理 光电池的工作原理是光生伏特效应。当光子的能量hγ大于半导体材料的禁带宽度时，半导体材料吸收光而产生电子空穴对，这样在半导体材料内部形成载流子的浓度梯度，进而在受照表面和暗面产生一个开路的光电压。 1.2光电池的特性 光电池的特性主要有光谱特性，光照特性等。 如 图为硒光电池和硅光电池的光谱特性曲 线，即相对灵敏度与入射光的波长的关系曲 线。从图上可知，不同材料的光谱峰值位置 是不同的[4]。硅光电池的峰值在800微米左 右，而锗光电池的峰值在450微米左右。实际使用时，应根据光源性质来选择光电池，而且要注意的是，光电池的光谱特性还与温度有关。 如图为硅光电池的光照特性。光生 电动势与光照间的特性曲线称为开路电 压曲线，光电流密度与光照强度的特性 曲线称为短路电流曲线。由图可知，当 光照足够大时，开路电压趋于饱和，因此，可以将光电池当做电流源使用，这是光电池的主要优点之一[5]。 光电池的特性还有频率特性，温度特性，在这儿就不详细叙述了。
课程设计报告 题目：光电传感器的转速测量系统设计姓名： 学号： 专业班级： 指导老师：
目录 1引言 (1) 2系统组成及工作原理 (1) 2.1转速测量原理 (1) 2.2转速测量的一般方法 (3) 2.3转速测量系统组成框图 (3) 3系统硬件电路的设计 (3) 3.1脉冲产生电路设计 (3) 3.2光电转换及信号调理电路设计 (4) 3.2.1光电传感器简介 (4) 3.2.2光电转换及信号调理电路设计 (5) 3.3测量系统主机部分设计 (7) 3.3.1单片机 (7) 3.3.2键盘显示模块设计 (9) 3.3.3串行通信模块设计 (11) 3.3.4电源模块设计 (12) 4系统软件设计 (13) 4.1程序模块设计 (13) 4.2数据处理过程 (15) 4.3浮点数学运算程序 (16) 5制作调试 (16) 6结果分析 (18) 7参考文献 (18)
1、引言 随着社会经济的快速发展，转速测量成为了社会生产和日常生活中重要的测量和控制对象。测速是工农业生产中经常遇到的问题，人们经常需要精确测量每秒钟转轴的转速，学会对电机转速的测量和显示具有重要的意义。近年来，由于世界范围内对转速测量合理利用的日益重视，促使转速测量技术的迅速发展，各种新型的测量仪表相继问世并越来越多地得到应用。由于技术保密，厂家不会提供详细电路图和源代码，用户很难自行进行二次开发和改进。针对这种现状，使用光电传感器结合STC公司的STC 89C51型单片机设计的一种转速测量与控制系统。STC 89C51单片机采用了CMOS工艺和高密度非易失性存储器技术，而且其输入/输出引脚和指令系统都与MCS-51兼容，是开发该系统的适合芯片。 2 、系统组成及工作原理 2.1 转速测量原理 在此采用频率测量法，其测量原理为，在固定的测量时间内，计取转速传感器产生的脉冲个数，从而算出实际转速。设固定的测量时间为Tc（min），计数器计取的脉冲个数m，假定脉冲发生器每转输出p个脉冲，对应被测转速为N（r/min），则f=pN/60Hz；另在测量时间Tc内，计取转速传感器输出的脉冲个数m应为 m=Tcf ，所以，当测得m值时，就可算出实际转速值[1]： N=60m/pTc (r/min) （1） 2.2 转速测量的一般方法 一般转速测量系统有以下几个部分构成，转速测量框图如图2-1所示。 图2-1 转速测量框图 1．转速信号拾取 转速信号拾取是整个系统的前端通道，目的是将外界的非电参量，通过一定方式转换
传感器技术的研究应用现状与发展前景 传感器技术作为信息技术的三大基础之一，是当前各发达国家竞相发展的高技术是进入21 世纪以来优先发展的十大顶尖技术之一。传感器在科学技术领域、工农业生产以及日常生活中发挥着越来越重要的作用。人类社会对传感器提出的越来越高的要求是传感器技术发展的强大动力，而现代科学技术突飞猛进则提供了坚强的后盾。传感器是信息系统的源头, 在某种程度上是决定系统特性和性能指标的关键部件。本文回顾了传感器技术的发展历史，综述了近几年高端前沿的光电传感器技术和生物传感器技术的主要研究应用状况，并通过简述当前的应用实例，展望了现代传感器技术的发展和应用前景。 1.引言 传感器是将物理、化学、生物等自然科学和机械、土木、化工等工程技术中的非电信号转换成电信号的换能器。当今社会的发展是信息化社会的发展，在信息时代人们的社会活动将主要依靠对信息资源的开发及获取、传输与处理，而传感器是获取自然领域中信息的主要途径与手段，是现代科学的中枢神经系统，它是指那些对被测对象的某一确定的信息具有感受(或响应)与检出功能，并使之按照一定规律转换成与之对应的可输出信号的元器件或装置的总称。传感器处于研究对象与测控系统的接口位置一切科学研究和生产过程所要获取的信息都要通过它转换为容易传输和处理的电信号。如果把计算机比喻为处理和识别信息的大脑，把通信系统比喻为传递信息的神经系统，那么传感器就是感知和获取信息的感觉器官。传感器技术是现代科技的前沿技术，发展迅猛，同计算机技术与通信技术一起被称为信息技术的三大支柱，许多国家已将传感器技术列为与通信技术和计算机技术同等重要的位置现代传感器技术具有巨大的应用潜力拥有广泛的开发空间，发展前景十分广阔。 2.传感器的发展历史及分类 2.1传感器技术的发展历史 传感器技术是20世纪的中期才刚刚问世的，在那时与计算机技术和数字控制技术相比，传感技术的发展都落后于它们，不少先进的成果仍停留在实验研究阶段并没有投入到实际生产与广泛应用转化率比较低。在国外，传感器技术主要是在各国不断发展与提高的工业化浪潮下诞生的，并在早期多用于国家级项目
江西农业大学学报2012，34（4）：781－785http：//xuebao．jxau．edu．cn Acta Agriculturae Universitatis Jiangxiensis E－mail：ndxb7775@sina．com 猪痘病毒PCR检测方法的建立及应用 张文波，蒋新华，冷闯，邓舜洲* （江西农业大学动物科学技术学院，江西南昌330045） 摘要：建立猪痘病毒（swinepox virus，SWPV）的PCR检测方法，为SWPV的流行病学调查和临床诊断提供可靠技术支撑。参考GenBank登录的SWPV（AF410153．1）基因组序列，设计合成1对引物，扩增目的片段为975bp。以SWPV江西分离株SWPV－JX01为模板，对反应条件进行优化，建立了SWPV的PCR诊断方法。特异性、敏感性和重复性试验表明，该方法对临床上常见的其它猪病毒检测结果均为阴性；对模板的最低检测量为2．7pg；具有良好的重复性。用此方法检测50份疑似猪痘的临床样品，其中阳性率为80．2%。该方法敏感度高，重复性和特异性良好，可用于猪痘病毒的分子流行病学调查和临床病例的诊断。 关键词：猪痘病毒；PCR；猪痘 中图分类号：S852．65+9．1文献标志码：A文章编号：1000－2286（2012）04－0781－05 Development and Application of a PCR Assay for Detection of Swinepox Virus ZHANG Wen-bo，JIANG Xin-hua，LENG Chuang，DENG Shun-zhou （College of Animal Science and Technology，JAU，Nanchang330045，China） Abstract：A detection method for Swinepox Virus（SWPV）with PCR technique was established as a relia-ble technological means for epidemiological investigation and clinical diagnosis of SWPV．A pair of primers were designed according to the genome of SWPV to develop a PCR assay for detection of SWPV，the length of the product was975bp．The SWPV strain isolated from Jiangxi Province（SWPV－JX01）was taken as tem-plates．The PCR detection method for SWPV was finally established under optimal reaction conditions．The tests for the specificity，sensitivity and repeatability of the PCR assay were conducted，the results indicated that all were negative to the optimal examination method on other pig viruses and the necessary dose of tem-plates of the assay was2．7pg．50clinical samples，which were suspected SWPV syndrome from Jiangxi Prov-ince，were analysed by the method，the result showed that80．2﹪samples（41/50）were SWPV positive．The PCR detection method established in this study has the characteristics of sensitivity，high specificity and good repeatability，may be used in molecular epidemiological investigation and rapid clinical diagnosis of SWPV．Key words：swinepox virus；PCR；swinepox 猪痘病毒（swinepox virus，SWPV）在分类上属于脊椎动物痘病毒亚科猪痘病毒属唯一成员。是引起猪痘（swinepox，SWP）的主要病原，以引起猪的发热、外表皮肤起水泡、形成痘疹和结痂为特征，对3月 收稿日期：2012－05－01修回日期：2012－06－04 基金项目：国家自然科学基金项目（31160498/C1803） 作者简介：张文波（1972—），男，讲师，博士，主要从事动物传染病与免疫学研究，E－mail：hnzwb22@163．com；*通讯作者：邓舜洲，副教授，博士，E－mail：shzhdeng@163．com。
收稿日期: 2010-04-22;修订日期:2010-04-29作者简介:胡贤军(1981-,男,上海亚新连铸工程技术公司 工程师。 结晶器冷却水量控制 胡贤军,朱学斌,唐杰民 (上海亚新连铸工程技术公司,上海 200042 摘要:连铸机高端用户的产品种类繁多,铸坯断面和钢水成分变化也随之多样,为达到工艺要求的结晶器冷却效果,铜管冷却水流量需根据铸坯的规格、钢种以及拉速来进行相应的调整并控制水缝流速。气动薄膜阀自动控制模式的应用可以达到精确的水量控制的要求。 关键词:结晶器;冷却水;流量;传热 中图分类号:T F341 6 文献标识码:A 文章编号: 1001-196X (2010S1-0305-03 Control over a m ount of m ould cooling water HU X ian jun ,Z HU Xue bin ,TANG Jie m in (Y ax i n Conti nuous Caster Eng i nee ri ng &T echno l ogy Co .,L td ., Shangha i 200042,Ch i na Ab strac t :T he re is a w i de range o f h i gh end products , and casti ng frac t ure and mo lten stee l co m pos ition var if y
accordi ng l y .T o ach ieve the c rysta llize r coo ling e ffect requ ired by t he process ,coolant flo w i n t he copper t ub i ng needs to be ad j usted accordi ng to casting specificati ons ,g rade o f stee l and casti ng speed .A s w el,l the fl ow rate from w ate r slot shoul d be contro lled .The plan t data sho w s tha t the system can ach i eve accurate wa ter vo l u m e contro.l K ey words :m ou l d ; coo li ng wa ter ;w ater flow ; heat transfer 1 前言 一冷过程是指钢水进入到结晶器内,与铜管壁接触后,产生初生坯壳和钢水温度降低的过程。钢水温度和铜管壁温形成了约1300 以上的温差,横向传热的驱动力巨大,钢水温度降低的热量必须由铜管冷却水带走,才能保持铜管厚度上的温度差稳定在一定的水平,且使得铜管具有足够的刚度,从而构成稳定一冷传热过程。由一冷带走的热量作用较多。形成初生的坯壳并随着铸坯的下行不断增加其厚度。液态钢水转变为固态坯壳不仅带走显热能量,还要带走相变潜热能量,结晶器铜管冷却水带走的绝大部分就是这个热量。降低包围在坯壳内钢水温度。冷却保护 渣。结晶器内钢水循环到钢渣界面,不断熔化保护渣产生一定厚度的液态渣层,当结晶器上下振动时,液渣下行到铜管壁与初生坯壳之间,起到润滑和传热的作用,这是保护浇铸传热的基本模式。一冷水冷却液态保护渣,使其生成非金属保护渣坯壳,这个传热过程间接起到降低钢水温度的作用。 2 控制一冷水量的意义 配置高的连铸机,可以高拉速生产普碳钢 和建筑用材铸坯。在生产品质钢时,采用合理的拉速来协调质量和产量关系,不同断面和钢种对应不同的水量。如生产150方坯普碳钢时拉速可以达到3m /m in ;生产20钢需控制拉速低于2 3m /m i n ,这样才能保证其内在质量,但对于含锰量较
一．网络 1.以太网 液面自控PLC主要和铸流PLC及二级进行数据通讯。分别通讯块如下： ①液面自控与铸流PLC之间的数据传输在DB128数据。通过看看门狗的变化了解 通讯是否正常。 ②液面自控与二级之间的数据通讯主要是液面自控发送信号给二级。DB126为1# 中包车数据。DB226为2#中包车数据。 2.PROFIBUS网络 通讯主要注意的是通过硬件在线方式监控远程站是否连接正常。 二．控制功能 1．液面自控PLC的主要控制功能。 ①液面自控PLC通过通讯方式读取液面自控仪表的相应数据，主要实际液面。 ②操作共通过OS1悬挂操作箱上面选择开关设定一个实际的液位。 ③CPU运算设定的液位和实际的液位的偏差调整塞棒的高度来控制中包车流入结 晶器的钢水量的大小最终保持设定液位和实际液位一致。例如当设定液位高于 实际液位则塞棒上升。 ④PLC输出一个4-20MA的信号控制一个比例阀的开度。当4MA则比例阀是反向 100开度。20MA是正向100开度。当阀开度是正向100的时候塞棒会以最大速 度升到最高位置。当阀开度是负向100的时候塞棒会最大速度降到最低位置。 ⑤塞棒的液压缸安装有一个位置传感器传输4-20MA的信号给PLC告诉PLC塞棒 的实际位置。 ⑥CPU通过检测第3步运算出塞棒的设定位置和实际位置进行比较来调整比例阀 的开度。例如当设定塞棒位置高于实际塞棒位置则比例阀开度增加。 2.相关模式功能 当中包车液面达到一定重量操作工按点动盒自动按钮这时模式开始自动。开始3模式，当达到开始拉矫机液面时成4，过3秒后回到3模式，然后当达到设定液面时，几秒后回到2模式。 0 LEVEL 1 MANU 2 AUTO
光电传感器创新应用 [摘要]光电传感器是采用光电元件作为检测元件的传感器,具有反应快、精度高、非接触等优点,而且可测参数多,传感器的结构简单,形式灵活多样,因此,光电式传感器在检测和控制领域中应用非常广泛。 [关键词]光电式传感器创新应用 一、光电传感器基本知识 光电传感器最根本的原理是光电效应,光电效应又分为外光电效应和内光电效应外光电效应:在光线作用下,物体内的电子逸出物体表面向外发射的现象称为外光电效应。在光线作用下,物体的导电性能发生变化或产生光生电动势的效应称为内光电效应。内光电效应又可分为以下两类:(1)光电导效应。在光线作用下,对于半导体材料吸收了入射光子能量,若光子能量大于或等于半导体材料的禁带宽度,就激发出电子-空穴对,使载流子浓度增加,半导体的导电性增加,阻值减低,这种现象称为光电导效应。光敏电阻就是基于这种效应的光电器件。(2)光生伏特效应。在光线的作用下能够使物体产生一定方向的电动势的现象称为光生伏特效应。基于该效应的光电器件有光电池。 常用的光电传感器有光敏电阻、光电池、光敏二极管、光敏三极管等。利用这些传感器各自的特点加上巧妙的设计,光电传感器几乎被应用于生活的各个方面。光电传感器特点有:(1)检测距离长。如果在对射型中保留10m以上的检测距离等,便能实现其他检测手段(磁性、超声波等)无法离检测。(2)对检测物体的限制很少。由于以检测物体引起的遮光和反射为检测原理,所以不象接近传感器等将检测物体限定在金属,它可对玻璃.塑料.木材.液体等几乎所有物体进行检测。(3)响应时间短。光本身为高速,并且传感器的电路都由电子零件构成,所以不包含机械性工作时间,响应时间非常短。(4)分辨率高。能通过高级设计技术使投光光束集中在小光点,或通过构成特殊的受光光学系统,来实现高分辨率。也可进行微小物体的检测和高精度的位置检测。(5)可实现非接触的检测。可以无须机械性地接触检测物体实现检测,因此不会对检测物体和传感器造成损伤。因此,传感器能长期使用。(6)可实现颜色判别。通过检测物体形成的光的反射率和吸收率根据被投光的光线波长和检测物体的颜色组合而有所差异。利用这种性质,可对检测物体的颜色进行检测。(7)便于调整。在投射可视光的类
连铸结晶器液面自动加渣控制系统简介
连铸结晶器液面自动加渣控制系统简介 一、概述 连铸机浇筑时结晶器加保护渣是连铸生产中最重要的工作，保护渣在连铸生产中起着极为重要的作用，如防止二次氧化、润滑及吸附杂质等。连铸工艺要求保护渣在浇铸过程中形成熔融层、烧结层及粉渣层等三层结构，以便更好的发挥作用。少加勤加是添加保护渣的一条重要原则。 二、现场现状 目前连铸机上采用的加渣方式大都还是人工方式，每个工人管理着一流或两流，需时刻观察着结晶口的状态，需要加时就用随便的推上一堆，心情好或领导在时加的还均匀些，领导不在那就看自己的心情了，心情好负责些，心情不好那就随便了。况且连铸机旁的环境比较恶劣，工人的劳动强度很大，要求工人长时间的高质量的完成加渣工作也有难度。因此人工添加保护渣受操作者因素的影响较大，很难保证添加的稳定性，容易产生卷渣和液面波动，从而产生夹杂、振痕加深等缺陷。针对这种情况，我公司最新研发了一套连铸结晶器液面自动加渣控制系统，可以代替工人进行自动加渣而基本无需工人干预。 三、系统简介 我公司新研发的连铸结晶器液面自动加渣控制系统，包括工控机、控制执行单元、现场控制报警单元、加料仓、气动单元、结晶器渣液面温度检测装置、渣料喷头、料位计、专用软件组成。
连铸结晶器液面自动加渣控制系统是一套闭环自动控制系统，它以工控机为核心，通过专用软件来自动控制各个组成部分自动工作，在基本参数设置完成后，由工控机来根据连铸机结晶器内渣液面的实际情况进行参数调整，无需再人工干预调整而能保证结晶器内渣液面的均匀和稳定。 系统的工作过程由工控机实时不停的读取结晶器内渣液面的表面温度，如果渣液面的表面温度超过设定的加料温度，则工控机控制执行单元让加料仓下料，同时打开气动单元，保护渣在下料管内被送料气体经渣料喷头均匀吹送到结晶器内，然后再测结晶器内渣液面的表面温度，如果渣液面的表面温度仍然超过设定的加料温度，则工控机重复上面的加料过程，如果测量到结晶器内渣液面的表面温度低于设定的加料温度则停止加料和关闭气动单元。 在现场设有工人控制箱，可以控制任意一流加料系统的启动和停止。当出现故障时控制箱会发出声光报警，并指示灯提示哪一流出现问题。 系统实现框图如下： 图1系统框图 加 料 下料控制单 渣料 工控 干燥 渣层 料显示 报
光电式传感器在汽车上的应用及发展趋势 摘要:传感器是新技术革命和信息社会的重要技术基础,传感器技术是实现测 试与自动控制的重要环节, 而测试技术与自动控制水平的高低, 是衡量一个国家科学技术现代化程度的重要标志。本文介绍了光电传感器的原理, 列举了光电传感器在汽车一些方面的应用。 关键词:光电传感器;汽车传感器;应用;发展趋势 The Adhibition and Development Tendency of Photo-sensor of the Motor Vehicle Abstract:Sensor is the important technological foundation of the new technology revolution and the information society.The sensor techniques is a important part to realize the test and automatic control.The level of the testing technology ang automatic control is th e important symbol to measure the modernization of a country’ s science and technology.This paper introduces the principle of photo-sensor and enumerates some photo-sensors applied on the motor vehicles. Keywords:photo-sensor;automotive sensors;adhibition;development tendency 0 引言 随着汽车电子技术的迅速发展及电控单元运用的普及, 新型汽车为了提高动力性、经济性、安全性、舒适性以及减少排气污染,已广泛应用电子控制技术。从发动机的燃油喷射系统、点火装置、进气装置、废气排放、故障自诊断到底盘的传动系统、行驶系统、转向制动系统以及车身和辅助设备等普遍采用了电子控制技术。在汽车电子控制系统中, 传感器担负着采集和传输功能, 它是电子控制中非常重要的部件,其技术性能的好坏,直接影响汽车电子控制系统的工作情况。汽车传感器主要有温度传感器、压力传感器、空气流量传感器、位置与角度传感器、气体浓度传感器、速度与加速度传感器、爆燃与碰撞传感器等几十种。光电传感器是采用光电元件作为检测元件的传感器, 通常由光源、光学通路和光电元件三部分组成。光电检测方法具有精度高、反应快、非接触等优点,而且可测参数多,传感器的
专业课程设计 题目 光电传感器的转速测量设计 院系：自动化学院 专业班级： 小组成员： 指导教师： 日期：2012年10月8---2012年10月19
一．课程设计描述 采用单片机、uln2003为主要器件，设计步进电机调速系统，实现电机速度开环可调。 二．课程设计具体要求 1、通过按键选择速度； 2、转速测量显示范围为0~9999转/秒。 3、检测并显示各档速度。 三．主要元器件 实验板（中号） 1个步进电机 1个 STC89C52 1个电容（30pF、10uF）各1个 数码管（共阳、四位一体）1个晶振（12MHz） 1个 小按键 4个 ULN2003 1个 电阻若干发光二极管 1个 三极管（NPN） 4个排阻 1个 四．原理阐述 4.1系统简述 按照题给要求，我们最终设计了如下的解决方案： 用户通过键盘键入控制指令（开关），微控制器在收到指令后改变输出的PWM 波，最终在ULN2003的驱动下电机转速发生改变。通过ST151传感器测量电机扇叶的旋转情况，将转速显示在数码管上。 在程序主循环中实现按键扫描与转速显示，将定时器0作为计数器，计数ST151产生的下降沿，可算出转速，并送至数码管显示。 设计思路： （1）利用光电开关管做电机转速的信号拾取元件，在电机的转轴上安装一个圆盘，在圆盘上挖1小洞，小洞上下分别对应着光发射和光接受开关，圆盘转动一圈即光电管导通1次，利用此信号做为脉冲计数所需。 （2）对光电开关信号整流放大。 （3）脉冲经过单片机内部的计数器和定时器进行计数和定时。 （4）显示电路采用单片机动态显示。
4.2转速测量原理 在此采用频率测量法，其测量原理为，在固定的测量时间内，计取转速传感器产生的脉冲个数，从而算出实际转速。设固定的测量时间为Tc（min），计数器计取的脉冲个数m，假定脉冲发生器每转输出p个脉冲，对应被测转速为N （r/min），则f=pN/60Hz；另在测量时间Tc内，计取转速传感器输出的脉冲个数m应为 m=Tcf ，所以，当测得m值时，就可算出实际转速值[1]： N=60m/pTc (r/min) （1） 4.3转速测量系统组成框图 系统由信号预处理电路、单片机STC 89C51、系统化LED显示模块、串口数据存储电路和系统软件组成。其中信号预处理电路包含信号放大、波形变换和波形整形。对待测信号进行放大的目的是降低对待测信号的幅度要求；波形变换和波形整形电路则用来将放大的信号转换成可与单片机匹配的TTL信号；通过对单片机的编程设置可使内部定时器T0对输入脉冲进行计数，这样就能精确地算出加到T0引脚的单位时间内检测到的脉冲数；设计中转速显示部分采用价格低廉且使用方便的LED模块，通过相关计算方法计算得到的转速通过I2C总线放到E2PROM存储，既节省了所需单片机的口线和外围器件，同时也简化了显示部分的软件编程。系统的原理框图如图2.1所示。 图2.1 系统的原理框图 五．系统硬件电路的设计 系统硬件部分包含输入模块、显示模块、控制模块、测速模块等。在硬件搭建前，先通过Proteus Pro 7.5进行硬件仿真实现。 5.1脉冲产生电路设计
传感器原理与应用》及《传感器与测量技术》习题集与部分参考答案 教材：传感器技术（第 3 版）贾伯年主编，及其他参考书 第8 章光电式传感器 8-1 简述光电式传感器的特点和应用场合，用方框图表示光电式传感器的组成。 8-2 何谓外光电效应、光电导效应和光生伏特效应？ 答：外光电效应：在光线的作用下，物体内的电子逸出物体表面向外发射的现象。 光电导效应：在光线作用下，电子吸收光子能量从键合状态过渡到自由状态，而引起材料电导率的变化的现象。 光生伏特效应：在光线作用下能够使物体产生一定方向的电动势的现象。 8-3 试比较光电池、光敏晶体管、光敏电阻及光电倍增管在使用性能上的差别。答：光电池：光电池是利用光生伏特效应把光直接转变成电能的器件。它有较大面积的PN 结，当光照射在PN 结上时，在结的两端出现电动势。当光照到PN 结区时，如果光子能量足够大，将在结区附近激发出电子-空穴对，在N 区聚积负电荷，P 区聚积正电荷，这样N 区和P 区之间出现电位差。 8-4 通常用哪些主要特性来表征光电器件的性能？它们对正确选用器件有什么作用？ 8-5 怎样根据光照特性和光谱特性来选择光敏元件？试举例说明。 答：不同类型光敏电阻光照特性不同，但光照特性曲线均呈非线性。因此它不宜作定量检测元件，一般在自动控制系统中用作光电开关。 光谱特性与光敏电阻的材料有关，在选用光敏电阻时，应把光敏电阻的材料和光源的种类结合起来考虑，才能获得满意的效果。 8-6 简述CCD 图像传感器的工作原理及应用。 8-7 何谓PSD ？简述其工作原理及应用。 8-8 说明半导体色敏传感器的工作原理及其待深入研究的问题。 8-9 试指出光电转换电路中减小温度、光源亮度及背景光等因素变动引起输出信号漂移应采取的措施。 8-10 简述光电传感器的主要形式及其应用。 答：模拟式（透射式、反射式、遮光式、辐射式）、开关式。 应用：光电式数字转速表、光电式物位传感器、视觉传感器、细丝类物件的在线检测。 8-11 举出你熟悉的光电传感器应用实例，画出原理结构图并简单说明原理。 8-12 试说明图8-33（b）所示光电式数字测速仪的工作原理。（1 ）若采用红外发光器件为光源，虽看不见灯亮，电路却能正常工作，为什么？（ 2 ）当改用小白炽灯作光源后，却不能正常工作，试分析原因。
传感器与检测技术论文 题目：光电传感器在汽车上的应用班级：2013级电子信息工程1班学号： ：俊旭 指导老师：江华 2016.5.2
摘要 光电传感器是把被测量的变化转换成光信号的变化，然后，借助光电元件把光信号转换成电信号来实现控制。如光电开关、光感电阻、光感二极管、光电池、光纤等。光电式传感器在检测和控制领域中应用非常广泛，它是采用光电元件作为检测元件的传感器，具有反应快、精度高、非接触等优点，而且可测参数多，结构简单，形式灵活多样。本文列举了光电传感器技术在一些领域里的应用。并阐述了当前传感器技术的发展现状以及发展趋势。 关键词：光电传感器；汽车；应用；
目录 一、引言 二、光电传感器 2.1 光电传感器的概念 2.2 光电传感器的工作原理 2.3 光电传感器的分类 三、光电式传感器在汽车上的应用 3.1 光电式车高传感器 3.2 光电式转向传感器 3.3光电式光量传感器 3.4 光电式车速传感器 四、参考文献
一、引言 随着汽车电子技术的迅速发展及电控单元运用的普及，新型汽车为了提高动力性、经济性、安全性、舒适性以及减少排气污染，已广泛应用电子控制技术。从发动机的燃油喷射系统、点火装置、进气装置、废气排放、故障自诊断到底盘的传动系统、行驶系统、转向制动系统以及车身和辅助设备等普遍采用了电子控制技术。在汽车电子控制系统中，传感器担负着采集和传输功能，它是电子控制中非常重要的部件，其技术性能的好坏，直接影响汽车电子控制系统的工作情况。汽车传感器主要有温度传感器、压力传感器、空气流量传感器、位置与角度传感器、气体浓度传感器、速度与加速度传感器、爆燃与碰撞传感器等几十种。 本文主要讲述了传感器在汽车技术中的应用以及各种汽车传感器的工作原理和在汽车技术中的作用。其中转速传感器是检测发动机的转速、空气流量传感器检测发动机的进气量以更好的控制空燃比、节气门位置传感器是将节气门开度转换为电信号，通过ECU控制喷油量、进气温度传感器是检测发动机的进气温度，将进气温度转变为电压信号输入ECU作为喷油修正信号、氧传感器是根据化学平衡原理计算出对应的氧浓度，达到监测和控制炉燃烧空然比，保证产品质量及尾气排放达标的测量元件。