上海交通大学学报 ›› 2021, Vol. 55 ›› Issue (11): 1401-1407.doi: 10.16183/j.cnki.jsjtu.2020.102
所属专题: 《上海交通大学学报》2021年12期专题汇总专辑; 《上海交通大学学报》2021年“水利工程”专题
收稿日期:2020-04-08
出版日期:2021-11-28
发布日期:2021-12-03
通讯作者:
段力
E-mail:franklinduan@sjtu.edu.cn
作者简介:谢子仪(1997-),女,江苏省无锡市人,硕士生,现主要从事MEMS技术制造方面的研究工作.
XIE Ziyi, DUAN Li(
), WENG Haotian
Received:2020-04-08
Online:2021-11-28
Published:2021-12-03
Contact:
DUAN Li
E-mail:franklinduan@sjtu.edu.cn
摘要:
底枢轴承作为重要水利结构的支撑与转动构件,其在转合操作中造成的磨损直接影响闸门的正常运作和可靠性.在恶劣的深水工作条件下,为了更好地监测轴承磨损量,利用微机电系统,设计一种新型的薄膜电阻型磨损量传感器;进行磨损量测量表征实验,并利用计算机仿真建模进行磨损量实验模拟;具体分析不同工况下的测量电阻与磨损参数之间的关系.结果表明:该传感器的制作和安装过程具有一定的可行性;实验与仿真结果基本吻合;在工况允许范围内,电阻越大,磨损量的测量精度越高.该传感器有望应用于大藤峡人字闸门底轴枢纽的智能监控,实现21世纪水利枢纽工程的物联网与智慧管理.
中图分类号:
谢子仪, 段力, 翁昊天. 大藤峡人字闸门智能监控微机电系统传感器[J]. 上海交通大学学报, 2021, 55(11): 1401-1407.
XIE Ziyi, DUAN Li, WENG Haotian. Intelligent Monitoring Micro-Electro-Mechanical-System Sensor of Herringbone Gate of Dateng Gorge[J]. Journal of Shanghai Jiao Tong University, 2021, 55(11): 1401-1407.
表1
不同样品的薄膜实测电阻与相对误差
| 镀铜 圆片 | r/cm | R/Ω | ΔR/R | ||||||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 测点1 | 测点2 | 测点3 | 测点4 | 测点5 | 测点6 | 测点1 | 测点2 | 测点3 | 测点4 | 测点5 | 测点6 | ||||
| 1 | 0.6 | 2.4 | 2.4 | 2.3 | 2.3 | 2.4 | 2.4 | 1.4 | 1.4 | -2.8 | -2.8 | 1.4 | 1.4 | ||
| 1.25 | 4.0 | 3.9 | 3.9 | 4.1 | 4.0 | 4.1 | -0.8 | -3.3 | -3.3 | 1.7 | -0.8 | 1.7 | |||
| 2 | 0.7 | 12.6 | 12.6 | 12.5 | 12.6 | 12.5 | 12.7 | 0.1 | 0.1 | -0.7 | 0.1 | -0.7 | 0.9 | ||
| 1.2 | 17.1 | 16.9 | 16.9 | 17.1 | 16.9 | 17.0 | 0.7 | -0.5 | -0.5 | 0.7 | -0.5 | 0.1 | |||
| [1] | 翁长溥. 红水河水电基地开发历程的回顾[J]. 红水河, 2001, 20(2):74-79. |
| WENG Changpu. Review of the development process of the Red River hydropower base[J]. Red River, 2001, 20(2):74-79. | |
| [2] | 刘浩, 袁伟, 师小小, 等. 大藤峡船闸人字闸门疲劳分析[J]. 东北水利水电, 2018, 36(7):21-23. |
| LIU Hao, YUAN Wei, SHI Xiaoxiao, et al. Fatigue analysis of the miter gate of Dateng Gorge shiplock[J]. Northeast Water Resources and Hydropower, 2018, 36(7):21-23. | |
| [3] | CANTER N. Writing a wear sensor into a machine[J]. Tribology & Lubrication Technology, 2018, 74(11):12-13. |
| [4] | 袁园. 基于NB-IOT技术的智慧水利系统[J]. 电子技术与软件工程, 2019, 147(1):252. |
| YUAN Yuan. Smart water conservancy system based on NB-IOT technology[J]. Electronic Technology & Software Engineering, 2019, 147(1):252. | |
| [5] | 杨帆. 一种基于光电位移传感器位移实时监测系统[J]. 中国科技信息, 2019, 602(7):81-82. |
| YANG Fan. A photoelectric displacement sensor displacement-based real-time monitoring system[J]. China Science and Technology Information, 2019, 602(7):81-82. | |
| [6] | 俞伟. 物联网技术在水利信息化中的应用[J]. 计算机产品与流通, 2018(12):99. |
| YU Wei. Application of internet of Things techno-logy in water conservancy informationization[J]. Computer Products and Circulation, 2018(12):99. | |
| [7] | DARDONA S, SCHMIDT W R, CULP S R. Me-thod for fabricating printed electronics: US 20160007473 A1[P]. 2016-07-01[2020-04-08]. |
| [8] |
DARDONA S, SHEN A, TOKG Z. Direct write fabrication of a wear sensor[J]. IEEE Sensors Journal, 2018, 18(8):3461-3466.
doi: 10.1109/JSEN.2018.2810839 URL |
| [9] | XIAO X, TANG B P, DENG L. High accuracy synchronous acquisition algorithm of multi-hop sensor networks for machine vibration monitoring[J]. Mea-surement, 2017, 102:10-19. |
| [10] |
BHUIYAN M S H, CHOUDHURY I A, DAHARI M, et al. Application of acoustic emission sensor to investigate the frequency of tool wear and plastic deformation in tool condition monitoring[J]. Measurement, 2016, 92:208-217.
doi: 10.1016/j.measurement.2016.06.006 URL |
| [11] |
CHEN Y X, JIN Y, JIRI G. Predicting tool wear with multi-sensor data using deep belief networks[J]. The International Journal of Advanced Manufacturing Technology, 2018, 99(5/6/7/8):1917-1926.
doi: 10.1007/s00170-018-2571-z URL |
| [12] |
ZHU X L, DU L, ZHE J. A 3×3 wear debris sensor array for real time lubricant oil conditioning monitoring using synchronized sampling[J]. Mechanical Systems and Signal Processing, 2017, 83:296-304.
doi: 10.1016/j.ymssp.2016.06.014 URL |
| [13] | 董光能, 景敏卿, 谢友柏, 等. 双位移传感器测磨损量[J]. 润滑与密封, 2000, 25(1):45-47. |
| DONG Guangneng, JING Minqing, XIE Youbai, et al. Dual displacement sensors to measure wear[J]. Lubrication Engineering, 2000, 25(1):45-47. | |
| [14] | 华亮, 堵俊, 吴晓. 新型高精度一体反射型超声波传感器测距系统研制[J]. 仪表技术与传感器, 2008(4):80-83. |
| HUA Liang, DU Jun, WU Xiao. Novel high precision controller design for integrative ultrasonic sensor[J]. Instrument Technique and Sensor, 2008(4):80-83. | |
| [15] | 董光能, 谢友柏, 虞烈. 磨损量的传感器测量[J]. 润滑与密封, 1998, 23(2):38-41. |
| DONG Guangneng, XIE Youbai, YU Lie. Wear measurement by transducer[J]. Lubrication Engineering, 1998, 23(2):38-41. | |
| [16] | 卓兴建, 路亚缇. 刮刀及撕裂刀磨损实时监测系统[J]. 隧道建设, 2018, 38(6):1060-1065. |
| ZHUO Xingjian, LU Yati. Real-time wear monitor-ing system for scrape cutters and tearing cutters[J]. Tunnel Construction, 2018, 38(6):1060-1065. | |
| [17] | 陈平, 刘胜平, 王德中. 环氧树脂及其应用[M]. 北京: 化学工业出版社, 2014. |
| CHEN Ping, LIU Shengping, WANG Dezhong. Epoxy resin and its application[M]. Beijing: Chemical Industry Press, 2014. |
| [1] | . 基于融合粒子群优化改进人工兔优化算法的无线传感器网络覆盖优化[J]. J Shanghai Jiaotong Univ Sci, 2026, 31(2): 375-389. |
| [2] | . 触觉辅助导航车辆:增强盲区和透明物体场景中的障碍物检测[J]. J Shanghai Jiaotong Univ Sci, 2026, 31(1): 167-175. |
| [3] | . 可抑制激光抖动与目标倾斜的双聚焦型激光位移传感器[J]. J Shanghai Jiaotong Univ Sci, 2025, 30(6): 1171-1178. |
| [4] | 那鹏越, 毋振, 刘奇, 霍军周. 掘进机主轴承疲劳磨损竞争失效机制的寿命分析[J]. 上海交通大学学报, 2025, 59(5): 675-683. |
| [5] | . 具有自动测量磁矩功能的磁跟踪系统[J]. J Shanghai Jiaotong Univ Sci, 2025, 30(4): 646-657. |
| [6] | . 基于基尼不纯度结构优化物理引导神经网络的薄膜型声学超材料传声损失预测[J]. J Shanghai Jiaotong Univ Sci, 2025, 30(3): 613-624. |
| [7] | . 基于AgNWs/PDMS的单向敏感柔性应变电阻传感器[J]. J Shanghai Jiaotong Univ Sci, 2025, 30(2): 209-219. |
| [8] | 陈俊伶1, 2, 3, 高飞扬1, 3, 张黎明1, 3, 郑雄飞1, 3. 基于导电石墨烯/PDMS墨水的分形可穿戴柔性传感器的直接墨水书写方法[J]. J Shanghai Jiaotong Univ Sci, 2025, 30(1): 18-26. |
| [9] | 韩青原. 港口自动货运环境感知技术现状综述[J]. 海洋工程装备与技术, 2025, 12(1): 79-86. |
| [10] | 肖金涛, 李洁琼, 王姝书, 沈曌隽, 周天导, 鞠鹏飞. 不同结构酚醛改性环氧树脂的力学性能及其对涂层摩擦磨损性能的影响[J]. 空天防御, 2024, 7(6): 128-134. |
| [11] | 黄涛, 何泽青, 宋林. 圆柱薄膜振动特性[J]. 上海交通大学学报, 2024, 58(4): 428-437. |
| [12] | 李吉昊1, 林冠英2, 王暖升3, 李 洋3, 李俊漾1. 柔性海洋CTD传感器发展概述[J]. 海洋工程装备与技术, 2024, 11(3): 69-77. |
| [13] | 刘玉亮, 朱 迪, 朱永凯, 欧阳丽虎. 一种船用吸附式系泊装置的液压位移补偿系统[J]. 海洋工程装备与技术, 2024, 11(2): 59-62. |
| [14] | 贺文选, 叶茂盛, 张雨, 张雅泰, 代晓辉, 张崎. 悬挂链在磨损条件下的极限强度评估[J]. 海洋工程装备与技术, 2024, 11(1): 23-29. |
| [15] | 郑思敏, 滕黎明, 赵文静, 江锦波, 王梦娇, 彭旭东. 交变工况下深海装备机械密封端面温升和磨损特性[J]. 上海交通大学学报, 2023, 57(8): 948-962. |
| 阅读次数 | ||||||
|
全文 |
|
|||||
|
摘要 |
|
|||||