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并联接入式气体泄漏量的测量方法

北京航空航天大学学报 2012年第6期38卷 799-803页

作者：黄亮蔡茂林北京航空航天大学自动化科学与电气工程学院北京100191

并联接入式流量测量方法与串联式测量方法相比,接入简单,装卸不需要破坏管道.引入基准流量,根据基准流量发生前后压缩气体的压力变化率可以求解泄漏流量;采用基于非线性微分跟踪器的滤波方法对压力信号滤波,有效消除了噪声的影响.实验... 详细信息

并联接入式流量测量方法与串联式测量方法相比,接入简单,装卸不需要破坏管道.引入基准流量,根据基准流量发生前后压缩气体的压力变化率可以求解泄漏流量;采用基于非线性微分跟踪器的滤波方法对压力信号滤波,有效消除了噪声的影响.实验结果表明:并连接入式的测量方法测量精度可达到满量程3%,重复精度可达满量程3%,适用于气动节能工业.

关键词：气体流量跟踪泄漏量流量测量

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气动系统的能量消耗评价体系及能量损失分析

机械工程学报 2007年第9期43卷 69-74页

作者：蔡茂林香川利春北京航空航天大学自动化科学与电气工程学院北京100083 东京工业大学精密工学研究所

在分析基于空气消耗量的现有能量消耗评价体系的基础上,阐述一种新的能量消耗评价量——气动功率。气动功率定义为单位时间内流过指定截面的压缩空气所含有的有效能,而有效能是以大气温度和压力状态为外界基准,流动压缩空气具有的对外... 详细信息

在分析基于空气消耗量的现有能量消耗评价体系的基础上,阐述一种新的能量消耗评价量——气动功率。气动功率定义为单位时间内流过指定截面的压缩空气所含有的有效能,而有效能是以大气温度和压力状态为外界基准,流动压缩空气具有的对外做功能力。该有效能是一个相对于大气状态基准的相对量,建立在气动系统都工作在大气环境下这样一个事实基础上。基于气动功率概念,侧重分析导致气动功率损失的因素,讨论气动系统能量损失机理及各个构成环节的损失情况,为明确节能目标奠定理论基础。

关键词：气动功率有效能压缩空气气动系统节能能量损失

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氨气制冷系统能效状态评价方法

北京航空航天大学学报 2013年第10期39卷 1331-1336页

作者：刘冲蔡茂林北京航空航天大学自动化科学与电气工程学院北京100191

针对氨气制冷系统当前的系统能效评价研究现状,提出了一种二维能效评价矩阵模型,在此基础上,结合当前常用的层次-模糊评价和信息熵评价方法的优缺点,提出了组合权重的评价方法.该方法运用最小二乘法确定联合使用层次分析和信息熵后的组... 详细信息

针对氨气制冷系统当前的系统能效评价研究现状,提出了一种二维能效评价矩阵模型,在此基础上,结合当前常用的层次-模糊评价和信息熵评价方法的优缺点,提出了组合权重的评价方法.该方法运用最小二乘法确定联合使用层次分析和信息熵后的组合权重.通过实例对比验证,该方法具有更高的准确性,与系统的实际能效比变化趋势更一致,线性度高.该方法可实现系统的能效状态及时判断,通过调整参数可实现系统的运行更优化,减少无谓能耗.

关键词：层次-模糊评价信息熵能效评价最小二乘法

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气动自振荡机构的研究

机械工程学报 2011年第18期47卷 195-198页

作者：许未晴蔡茂林北京航空航天大学自动化科学与电气工程学院北京100191

将电学中的脉宽调制的方法引入到气动系统的流量控制,作为降低能耗的手段,并已由试验验证将间歇供气方式应用于气动喷嘴吹除杂质颗粒较连续供气方式更节能。提出一种为气动喷嘴提供间歇气流的自振荡机构。该机构采用阀式结构并以弹簧振... 详细信息

将电学中的脉宽调制的方法引入到气动系统的流量控制,作为降低能耗的手段,并已由试验验证将间歇供气方式应用于气动喷嘴吹除杂质颗粒较连续供气方式更节能。提出一种为气动喷嘴提供间歇气流的自振荡机构。该机构采用阀式结构并以弹簧振子机构为基础,为使阀芯在弹簧力的作用下做周期振动,用压缩气体作用在阀芯上产生推力克服摩擦力,并从理论上分析稳定的周期振动产生的机理,振幅大小受到阀腔充放气基准时间的影响,当基准时间短时,振幅变小甚至不能稳定振动。通过设计弹簧的弹性系数和阀开口的位置,产生不同频率和占空比的间歇气流。通过仿真对振荡产生的机理做出研究,通过试验验证仿真结果,试验结果与仿真结果吻合。分析阀口打开过程中以及全开时,气体压力损失的机理,并结合试验数据计算本机构的效率为9%。

关键词：节能自振荡脉冲发生器间歇喷吹

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气动执行器的全生命周期成本分析

北京航空航天大学学报 2011年第8期37卷 1006-1010页

作者：张业明蔡茂林北京航空航天大学自动化科学与电气工程学院北京100191

分析了气动执行器的能耗特点,结合空气消耗量和比能量概念,提出了一种气动执行器的能耗计算方法.为解决公用气动设备的购置成本划分问题,提出了一种用气设备成本均分法.结合生命周期成本的概念,建立了气动执行器基于用户的全生命周期成... 详细信息

分析了气动执行器的能耗特点,结合空气消耗量和比能量概念,提出了一种气动执行器的能耗计算方法.为解决公用气动设备的购置成本划分问题,提出了一种用气设备成本均分法.结合生命周期成本的概念,建立了气动执行器基于用户的全生命周期成本模型(LCCBOU,Life-Cycle Costing Based On Users),进行了实例验证.该模型不仅适用于气动执行器的全生命周期成本分析,也适用于其它用气设备的成本分析.结果表明:用气设备成本均分法实现了气动系统成本的合理划分;气动执行器的LCCBOU模型通过了实例验证,并发现通过空压机的实时监控和气动系统的泄漏测量,LCCBOU模型结果能够做到更精确.

关键词：气动执行器生命周期成本基于用户的全生命周期成本比能量

基于Simapro的气动与电动执行器生命周期评价

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北京航空航天大学学报 2014年第12期40卷 1685-1690页

作者：张业明蔡茂林河南理工大学机械与动力工程学院焦作454000 北京航空航天大学自动化科学与电气工程学院北京100191

在机械性能和工况相近的情况下,对3组气动执行器和电动执行器进行生命周期评价(LCA,Life Cycle Assessment),分析了气动和电动执行器的环境影响评价主要因素,确定了两种执行器的LCA研究范围、系统边界和时间边界,归纳了两种执行器制造... 详细信息

在机械性能和工况相近的情况下,对3组气动执行器和电动执行器进行生命周期评价(LCA,Life Cycle Assessment),分析了气动和电动执行器的环境影响评价主要因素,确定了两种执行器的LCA研究范围、系统边界和时间边界,归纳了两种执行器制造过程的主要工艺和零部件的工艺特征,最后在Simapro 7.1中进行了两种执行器的评价框架建立和数据录入,根据Eco-indicator 99进行了两种执行器LCA对比分析.结果表明,执行器对资源的环境影响约占环境影响综合值的50%;机械性能和工况相近的气动和电动执行器,电动执行器的环境影响比气动执行器大.

关键词：气动执行器电动执行器制造工艺环境影响评价生命周期评价

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基于最小二乘法的执行器系统机械属性评价

北京航空航天大学学报 2014年第7期40卷 881-886页

作者：张业明蔡茂林河南理工大学机械与动力工程学院焦作454000 北京航空航天大学自动化科学与电气工程学院北京100191

分析了机械属性评价方法的优缺点,给出了气动执行器和电动执行器系统机械属性的主要评价因素,并列出了执行器系统评价因素数据获取的3个途径,提出了一种基于最小二乘法的执行器系统组合权重机械属性评价方法.首先运用信息熵理论和层次... 详细信息

分析了机械属性评价方法的优缺点,给出了气动执行器和电动执行器系统机械属性的主要评价因素,并列出了执行器系统评价因素数据获取的3个途径,提出了一种基于最小二乘法的执行器系统组合权重机械属性评价方法.首先运用信息熵理论和层次分析法(AHP,Analytic Hierarchy Process)理论,分别得到两种执行器系统的机械属性权重,然后运用最小二乘法求得执行器系统的组合权重,计算出执行器系统综合评价值,选出最优方案,最后运用具体实例进行了评价方法验证.结果表明,以特定工况下的气动和电动执行器系统为例,运用组合权重机械属性评价方法,得出气动执行器系统比电动执行器系统机械属性更好,符合现场工况;执行器系统的组合权重机械属性评价结果的标准偏差比信息熵和层次分析-模糊综合评价(AHP-FCE,AHP-Fuzzy Comprehensive Evaluation)的都小.

关键词：执行器机械属性最小二乘法信息熵组合权重

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基于时延的高精度泄漏点超声定向检测方法

北京航空航天大学学报 2013年第3期39卷 391-395页

作者：廖平平蔡茂林北京航空航天大学自动化科学与电气工程学院北京100191

针对当前气体泄漏点检测定向精度低的情况,提出一种基于时延的高精度超声检测方法.该方法利用3个呈等边三角形分布的超声传感器接收由泄漏点产生的超声波,根据3路信号的相对时延值确定泄漏点的方向.为克服采样间隔对时延估计精度的限制... 详细信息

针对当前气体泄漏点检测定向精度低的情况,提出一种基于时延的高精度超声检测方法.该方法利用3个呈等边三角形分布的超声传感器接收由泄漏点产生的超声波,根据3路信号的相对时延值确定泄漏点的方向.为克服采样间隔对时延估计精度的限制,采用基于三次样条插值的时延估计算法估计信号时延值,并对不同核窗长度下的各100组实验数据的时延值进行误差统计,得到其均方差并与其Cramér-Rao下界比较,发现二者的变化趋势具有良好的一致性.在此基础上研究了时延值均方差,超声传感器间距和泄漏点距离对定向精度的影响.结果表明:定向误差随时延值均方差增大而增大,随超声传感器间距增大而减小,随泄漏点距离增大而增大;定向精度比单超声传感器检测方法提高7～10倍.

关键词：泄漏检测超声时延三次样条插值定向精度

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气动执行器与电动执行器的运行能耗分析

北京航空航天大学学报 2010年第5期36卷 560-563,569页

作者：张业明蔡茂林北京航空航天大学自动化科学与电气工程学院北京100191

分析了气动执行器和电动执行器能量消耗过程,建立了气动执行器运行能耗计算模型,搭建了气动执行器和电动执行器的运行能耗实验系统.通过实验数据分析,得出两种执行器运行能耗的结论:①在长时间保持负载或作动不频繁的工况下,气动执行器... 详细信息

分析了气动执行器和电动执行器能量消耗过程,建立了气动执行器运行能耗计算模型,搭建了气动执行器和电动执行器的运行能耗实验系统.通过实验数据分析,得出两种执行器运行能耗的结论:①在长时间保持负载或作动不频繁的工况下,气动执行器比电动执行器更节能,在频繁作动的工况下,电动执行器比气动执行器更节能;②在各种工况下,气动执行器的运行功率波动不大,电动执行器的运行功率波动较大.

关键词：气动执行器电动执行器运行能耗比能量