刘宏
- 作品数：19 被引量：37H指数：3
- 供职机构：中北大学更多>>
- 发文基金：国家自然科学基金国家高技术研究发展计划山西省青年科技研究基金更多>>
- 相关领域：一般工业技术理学石油与天然气工程交通运输工程更多>>
- MEMS矢量传感器在油气管道检测系统中的优化设计
- 随着世界各国对石油和天然气的需求与日俱增,管道检测技术也随之迅速发展,运用声学原理对管道内检测器进行地面标记有着广阔的发展前景。目前运用典型的声传感器进行地面标记时存在随机性大,偶然性大等问题,且不成体系。而MEMS仿生...
- 刘宏
- 关键词：油气管道优化设计
- 文献传递
- 一种用于管道内检测器声定位的单片集成敏感阵列
- 本发明涉及管道内检测器的定位技术，具体是一种用于管道内检测器声定位的单片集成敏感阵列。本发明解决了现有管道内检测器的定位技术定位精确性低的问题。一种用于管道内检测器声定位的单片集成敏感阵列包括两个四梁臂硅微结构、两个微型...
- 张国军宋小鹏简泽明刘宏刘梦然张文栋薛晨阳
- 文献传递
- 管道地面标定的影响因素研究
- 2013年
- 为实现对管道内检测器的准确定位,尽量克服由于天气原因对地面标定带来的测量角度误差,探究不同季节和土壤湿润度对地面标定的影响。提出采用MEMS声矢量传感器进行土壤地面标记研究。选取一年之中6个偶数月作对比实验,并对采集到的信号进行分析处理。绘制出测量角度——真实角度曲线与测量角度值表,其次,选取定向最为准确的时间段,研究干燥土壤与潮湿土壤的影响。结果表明:12月上旬的定向结果最为精确,其测量点角度与真实角度相差能精确到1.051度;在2月、4月时,相对误差较大,定向角度最不精确;土壤干燥时比土壤潮湿时定位更准确。研究对运用声传感器进行管道内检测器地面标记具有深远的意义。
- 刘宏张国军葛晓洋简泽明张文栋
- 关键词：石油管道
- MEMS矢量传感器用于管道地面标记的一种新方案研究
- 2013年
- 基于声检测原理的地面标记已成为当今管道技术的发展趋势,针对目前管道地面标记难和精度低的问题,提出了一种高灵敏度、具有良好的低频性能和较低功耗的MEMS矢量传感器。针对该矢量传感器在地面标记时存在的左右弦模糊的问题,提出了一种新的研究方案,通过理论分析和实验验证得出该方案的正确性。通过实验得出:定向角度平均误差在5°以内,满足工程需要。
- 刘宏刘梦然张国军简泽明宋小鹏张文栋
- 一种用于管道内检测器声定位的单片集成敏感阵列
- 本发明涉及管道内检测器的定位技术，具体是一种用于管道内检测器声定位的单片集成敏感阵列。本发明解决了现有管道内检测器的定位技术定位精确性低的问题。一种用于管道内检测器声定位的单片集成敏感阵列包括两个四梁臂硅微结构、两个微型...
- 张国军宋小鹏简泽明刘宏刘梦然张文栋薛晨阳
- 文献传递
- 一种用于管道地面标记的阵列式MEMS矢量声传感器仿真研究被引量：1
- 2014年
- 针对目前对管道内检测器标记难和测量精度差的现状,提出了一种新型单片集成阵列式矢量声传感器。克服了现有矢量声传感器在油气管道内检测器方位估计中判断信号方位的不足,消除了左右舷模糊的问题。通过用ANSYS软件对阵列式矢量声传感器结构进行仿真,得出该阵列式矢量声传感器的灵敏度为2.05 mV/Pa,一阶模态为438 Hz,固有频率为438 Hz。最后根据分析得出阵列式矢量声传感器在管道内检测器方位估计中的定位角度公式。
- 刘梦然张国军简泽明刘宏宋小鹏张文栋
- 关键词：ANSYS仿真
- MEMS矢量传感器方位估计误差分析
- 2014年
- 为提高MEMS仿生矢量传感器的定位精度,对其误差来源进行分析。对于单个矢量传感器,误差来源于其自身灵敏度不一致及流噪声的影响。提出通过分段插值来绘制线性曲线、选用差分测量结构和调整两路输出信号的大小使灵敏度一致;对于流噪声产生的误差,提出一种加聚氨酯导流罩的新结构,可以使水听器抑制流噪声的能力较之前提高20 dB。对阵列而言,选取不同阵元数进行仿真对比分析,得出随着阵元数的增加,水声传感器阵列DOA估计的准确度会随之增高,分辨力也随之增强。通过对影响MEMS矢量传感器方位估计的误差来源进行分析,进一步提出解决方案,为提高其定位精度提供了有力的科学支撑,从而为MEMS矢量传感器的工程化应用奠定了坚实的基础。
- 刘宏刘慧敏张国军宋小鹏张文栋
- 关键词：矢量传感器噪声分析误差分析
- 微声矢量传感器在管道巡检装置定位中的应用
- 2013年
- 地面标记器是管道内在线检测系统的重要组成部分,应用该系统可以实现对管道缺陷的精确定位。当管道内检测装置运行过程中被卡堵后对其准确定位是管道内检测的重要保证。基于此,创新性地将微声矢量传感器应用于地面标记系统。首先,针对应用的土壤环境进行分析,结合声波在土壤中衰减快的传播特性,对微声矢量传感器的结构进行了优化设计,提出了橘瓣式封装结构,传感器的灵敏度达到60 mV/gn。由于管线走向由管道桩可以事先确定,因此,实现对声源目标的定向结合管线走向便可对卡堵后发声的内检测装置进行定位。模拟实验表明:微矢量声传感器对声源目标定向平均误差小于5°。
- 宋小鹏刘宏张国军薛晨阳
- 关键词：声学原理
- 基于丁腈橡胶帽封装的高灵敏度宽量程仿生水听器
- 本发明为一种基于丁腈橡胶帽封装的高灵敏度宽量程仿生水听器，解决了现有封装结构对水听器灵敏度损失严重的问题。本发明包括内置信号处理电路板金属管壳，金属管壳顶部延设有缩径管壳，缩径管壳顶部接待注油孔的支撑圆盘，支撑圆盘上安装...
- 张国军何常德刘梦然简泽明赵鹏申辉刘宏陈桂英薛南刘林仙薛晨阳张文栋
- MEMS矢量水听器阵列方位估计的对比研究
- 2013年
- 基于新型微机电系统(MEMS)仿生矢量水听器,首先利用计算机仿真对比分析了阵列空间谱估计4种相关算法(包括MUSIC算法、Capon最小方差法、空间平滑算法和MMUSIC算法)的优劣性。其次在对比分析的基础上,考虑实际操作的可行性和信号处理的准确性,选取定向精度较高,分辨能力较强的MUSIC算法处理不相干信号源,选取MMUSIC算法处理相干信号源。通过仿真验证和实验分析,结果表明,该MEMS矢量水听器阵列定向精度均在5°以内,具有较好的定向能力。
- 刘宏张国军葛晓洋李振宋小鹏
- 关键词：信号处理空间谱估计
