火燒油層物理模擬實驗裝置感測器

Ⅰ 川大物理創新實驗，求其中的光電感測器第五個實驗——光纖感測器原理及運用的數據，急！！

光纖感測器最大的優點就是小 檢測距離可能會長一些，用於一些非常小的地方。
光纖感測器的基本工作原理是將來自光源的光經過光纖送入調制器，使待測參數與進入調制區的光相互作用後，導致光的光學性質（如光的強度、波長、頻率、相位、偏正態等）發生變化，稱為被調制的信號光，在經過光纖送入光探測器，經解調後，獲得被測參數

Ⅱ 急求物理實驗報告一份。感測器的

我也正在找呢。你和我們的要求一樣啊、

Ⅲ 急求一份大學物理實驗報告《壓力感測器和CCD的使用》的數據和處理結果

本課題研究的意義：（填寫課題在理論上和應用上的價值）

本課題研究的是壓力電纜感測器與CCD系統在防盜，監視，監測等需求中的結合運用。針對其特徵，可將其應用在監獄，勞改所，戒毒所，用於監測。也可用於博物館，家庭等，起到防盜作用。在這些應用領域中，要求感測器的隱蔽性和對現場情況的及時了解，所以將壓力電纜感測器和CCD結合一起運用，此感測器不易被發現，與CCD一起運用，可起到更好的防盜，監測作用。
隨著科技的發展，人們對於用於公共事業或者是私人需求的防盜監視產品的要求越來越高，人們要求高效率，高性能（例如能同時適應高溫和低溫等特殊環境），低成本，操作簡單等，本課題正是為適應這種社會需求而產生的。
調研（社會調查）情況：

感測器技術是現代測量和自動化系統的重要技術之一，從宇宙開發到海底探秘，從生產的過程式控制制到現代文明生活，幾乎每一項技術都離不開感測器，因此，許多國家對感測器技術的發展十分重視。如日本把感測器技術列為六大核心技術（計算機、通信、激光、半導體、超導體和感測器）之一。
在各類感測器中壓力感測器具有體積小、重量輕、靈敏度高、穩定可靠、成本低、便於集成化的優點，可廣泛用於壓力、高度、加速度、液體的流量、流速、液位、壓強的測量與控制。除此以外，還廣泛應用於水利、地質、氣象、化工、醫療衛生等方面。由於該技術是平面工藝與立體加工相結合，又便於集成化,所以可用來製成血壓計、風速計、水速計、壓力表、電子稱以及自動報警裝置等。壓力感測器已成為各類感測器中技術最成熟、性能最穩定、性價比最高的一類感測器。
CCD廣泛應用在數碼攝影、天文學，尤其是光學遙測技術、光學與頻譜望遠鏡，和高速攝影技術如Lucky imaging。CCD在攝像機、數碼相機和掃描儀中應用廣泛，只不過攝像機中使用的是點陣CCD，即包括x、y兩個方向用於攝取平面圖像，而掃描儀中使用的是線性CCD，它只有x一個方向，y方向掃描由掃描儀的機械裝置來完成。
CCD的加工工藝有兩種，一種是TTL工藝，一種是CMOS工藝，現在市場上所說的TTL和CMOS其實都是CCD，只不過是加工工藝不同，前者是毫安級的耗電量，而後者是微安級的耗電量。TTL工藝下的CCD成像質量要優於CMOS工藝下的CCD。CCD廣泛用於工業，民用產品。
擬採用研究方法：（具體寫本課題的研究方法和實施方案）
（1）根據壓力電纜感測器的特性，設計檢測前端電路，電路滿足耐高溫和耐低溫的特點，如出現越界情況時，壓力電纜感測器檢測出情況後報警，同時CCD監測到現場情況，將感測器報警信號與CCD監測信號發送到同一網關節點，然後網關節點將信號通過無線方式發送到上位機。
其中精簡 51 內核作為網關結點的微處理器。
整體結構圖如下：

（2）前端電路主要包括壓力模塊，CCD模塊。其中，壓力模塊包括壓力感測器單元和信號放大單元，其中壓力感測器模塊用於感應外部壓力，並將壓力轉換成差分電壓值，信號放大單元主要用於放大輸入的電壓信號，並由差分信號轉換為單路電壓信號。

研究計劃：（填寫課題的研究內容和時間節點）

（階段時間表：
2012年3月15日 畢業設計開題，學生交畢業設計開題報告，答辯
2012年5月9日；學院進行畢業設計中期檢查，交譯文
2012年5月30日；交畢業設計論文，學院集中審閱
2012年6月11-15學生畢業答辯)

文獻綜述（不少於1000字正文+15篇參考文獻，其中應包含英文參考文獻）
1．在電子計算機、機器人、自動控制技術等技術中應用廣泛。實際應用十分廣泛，大至數控機床 、汽車小至家用電器都有感測器。感測器的安裝、連接方式等多方面因素都能影 響感測器的測量結果。只有通過實踐，親自動手使用感測器，才能知道感測器的應該與其他電路如何連接，怎樣才能正常工作。我們通常使用 的壓力感測器主要是利用壓電效應製造而成的，這樣的感測器也稱壓電感測器
壓電感測器中主要使用的壓電材料包括有石英、酒石酸鉀鈉和磷酸二氫胺。其中石英（二氧化硅）是一種天然晶體，壓電效應就是在這種晶體中發現的，在一定的溫度范圍之內，壓電性質一直存在，但溫度超過這個范圍之後，壓電性質完全消失（這個高溫就是所謂的「居里點」）。
壓電效應是壓電感測器的主要工作原理，壓電感測器不能用於靜態測量，因為經過外力作用後的電荷，只有在迴路具有無限大的輸入阻抗時才得到保存。實際的情況不是這樣的，所以這決定了壓電感測器只能夠測量動態的應力。
壓電感測器主要應用在加速度、壓力和力等的測量中。壓電式加速度感測器是一種常用的加速度計。它具有結構簡單、體積小、重量輕、使用壽命長等優異的特點。壓電式加速度感測器在飛機、汽車、船舶、橋梁和建築的振動和沖擊測量中已經得到了廣泛的應用，特別是航空和宇航領域中更有它的特殊地位。壓電式感測器也可以用來測量發動機內部燃燒壓力的測量與真空度的測量。也可以用於軍事工業，例如用它來測量槍炮子彈在膛中擊發的一瞬間的膛壓的變化和炮口的沖擊波壓力。它既可以用來測量大的壓力，也可以用來測量微小的壓力。
2.CCD圖像感測器,也就是電荷耦合器件圖像感測器。可以將圖像資料由光信號轉換成電信號,是一種進入影像世界不可缺少的取像元件。CCD圖像感測器與傳統的攝像管比較,具有體積小、重量輕、用電省、價格低、壽命長、防震性強以及不受磁場影響等優點。
對於多監控攝像機系統，希望所有的視頻輸入信號是垂直同步的，這樣在變換攝像機輸出時，不會造成畫面失真，但是由於多攝像機系統中的各台攝像機供電可能取自三相電源中的不同相位，甚至整個系統與交流電源不同步，此時可採取的措施有：均採用同一個外同步信號發生器產生的同步信號送入各台攝像機的外同步輸入端來調節同步，從而獲得合適的垂直同步，相位調整范圍0~360度。
CCD感光元件的核心是感光二極體 (photodiode)，該二極體在接受光線照射後產生輸出電流，電流強度與光照強度相對應。
CCD感光元件除包括感光二極體之外，在其周邊還包括一個用於控制相鄰電荷的存儲單元，但感光二極體占據了絕大數面積，也就是說CCD感光元件中的有效感光面積較大，在同等條件下可接收到較強的光信號，對應的輸出電流也較強，表現在輸出結果上即捕捉的圖像內容豐富、清晰；
工作原理：在接受光照後，感光元件產生相對應的電流，電流大小與光強相對應，因此感光元件輸出的電信號是模擬的。在CCD中，每個感光元件並不對此做進一步處理，而是將電信號直接輸出到下一個感光元件的存儲單元，結合該元件生成的模擬信號後在輸出給第三個感光元件，依次類推，知道結合最後一個感光元件的信號最終形成統一的輸出。由於感光元件生成的電信號很微弱，無法直接進行模數轉換工作，因此這些輸出數據必須做統一的放大處理，這項任務由感測器中的放大器專門負責，經放大器處理之後，每個像點的電信號強度都獲的同樣幅度的增大，但由於CCD本身無法進行AD轉換，因此還需要一個專門的模數轉換晶元進行處理，最終以、二進制數字圖像矩陣的形式輸出給專門的DSP處理晶元。
3.以計算機、單片機實驗開發系統完成程序編輯、編譯、下載程序等任務。
參考文獻：
[1]張建民.感測與檢測技術.機械工業出版社
[2]劉篤仁，韓保君，劉靳.感測器原理及應用技術.西安電子科技大學出版社，
[3]孫運旺.感測器技術與應用.浙江大學出版社.2006.09
[4]馬斌.單片機原理及應用.人民郵電出版社，2009.10
[5]王建校，王建國.51 系列單片機及C51 程序設計.科學出版社， 2002.
[6]徐維祥，劉旭敏.單片機微型計算機原理及應用.大連理工大學出版社，2002.7. [1]賈石峰.感測器原理與感測器技術.機械工業出版社，2009.
[7] 張一斌，余件坤.單片機原理課程設計.中南大學出版社，2009.
[8] 戴佳，戴衛恆.51單片機C語音應用程序設計實例精講.電子工業出版社，2007.
[9] 龍威林，楊冠聲，胡山.單片機應用入門.化學工業出版社，2008.
[10] 齊向東，劉立群.單片機控制技術實踐.中國電力出版社，2009.
[11] 邊春元，李文濤，江傑.C51單片機典型模塊設計與應用.機械工業出版社，2008.
[12]CCD Image Sensors and Analog-to-Digital Conversion
[13] DENVIR D J, CONROY E. Electron Multiplying CCDs[Z]. Proc. SPIE, 2003, 4877: 55～68.
[14] JERRAM P, POOL P, BELL R, et al. The LLLCCD: Low Light Imaging without the need for an intensifier[Z]. Proc. SPIE, 2001, 4306: 178～186.
[15]Piezo Polymer Coax Cable

Ⅳ 感測器將物理量轉換為模擬量為什麼不穩定有點小波動,會不會與感測器本身特性有關

不一定，單片機穩壓，濾波處理不好，也可能會出現這樣的現象，滿意望採納

Ⅳ 天然氣水合物地球物理勘探參數的測定

———水合物層聲速的變化與水合物飽和度的關系

天然氣水合物沉積層聲學特性的研究對於水合物地球物理勘探及資源評價均有重要意義。關於沉積物中水合物飽和度對聲學性質的影響已有一些研究，但還不足以驗證前人提出的理論模型，從而修正原有模型或建立新的模型。青島海洋地質研究所於2004年建成了一套地球物理實驗裝置，專門用以研究沉積物中水合物的飽和度與聲學特性的關系。該裝置的特色是將超聲探測技術和時域反射探測技術集成於一個系統中，前者用於測量水合物形成和分解過程中沉積物的聲學參數(聲速、幅度和頻率等)，後者通過測量體系中的含水量來確定水合物的飽和度，目前已經取得了人工岩心中水合物飽和度與聲波速度的初步關系。

實驗裝置

實驗裝置主要由高壓反應釜及內筒、飽和水高壓罐、配氣系統、製冷系統和計算機測試系統組成(圖75.10)。反應釜的設計壓力為30MPa，利用飽和水高壓罐事先制定好飽和甲烷水溶液，可以縮短實驗時間。通過配氣系統加入高壓氣體，製冷系統控制溫度來實現水合物的生成和分解。反應釜內壓力由一壓力感測器測量，精度為±0.1MPa，分別用兩個不同長短的熱耦測量沉積物表面和內部的溫度，熱耦精度為±0.01℃。實驗採用縱橫波一體化超聲換能器和縱波超聲換能器各一對，發射頻率分別為500kHz和200kHz，可以同時測量體系的聲速、幅度及主頻參數。TDR探測採用購於美國Tektronix公司的1502c時域反射儀，TDR探針為自行製作的同軸型探針，可以測量體系的含水量。

圖75.10 天然氣水合物地球物理模擬實驗裝置圖

實驗技術與方法

岩心中天然氣水合物超聲探測實驗流程:

1)將人工岩心放入高壓反應釜的內筒中，插入TDR探針並接好;

2)分3次向岩心中加入純水或300×10^-6的SDS溶液，直至將岩心剛好淹沒，觀察TDR波形變化情況;

3)用導線將TDR探針與同軸電纜零線短路，記錄TDR波形的變化以確定波形的起始點;

4)安裝好反應釜，對整個系統抽真空，打開加壓閥使氣體緩慢進入反應釜，直至達到實驗壓力;

5)放置約24h，使甲烷溶入水中，同時可以試驗壓力是否泄漏;

6)開循環水製冷系統，通過控制溫度進行岩心中天然氣水合物的生成和分解實驗;

7)記錄超聲波形、TDR波形。

獲取實驗數據後，對數據進行整理和完善，根據超聲波形的文件讀出聲速、幅度和頻率，由TDR波形計算出含水量。由於是在同一個系統中進行實驗，因此可以同時得到溫壓、含水量和聲學參數隨時間的變化情況，因此不存在水合物飽和度與聲學特性關系之間的系統誤差問題。為了使實驗數據准確可靠，可對不同體系均進行多次重復實驗，取其中重復性較好的實驗結果使用。

溫壓、超聲及TDR結果分析

岩心孔隙中水合物的飽和度S_h(%)可以通過下式求得:

岩石礦物分析第四分冊資源與環境調查分析技術

式中:Φ為岩心的孔隙度，θ_V為生成水合物的體積。

在人工岩心中，縱波速度v_p和橫波速度v_s隨著岩心中水合物飽和度的增加而增加;在水合物飽和度20%至47%之間，聲波速度隨飽和度的增大相對快速增長。

圖75.11岩心中水合物生成(分解)過程的溫壓、聲速、含水量變化圖，圖中3條虛線對應的位置分別代表水合物開始生成、水合物開始分解、水合物完全分解的時刻。從圖中可以看出，隨著水合物的生成，由於放熱使岩心內部溫度(T_a)和表面溫度(T_b)升高，反應消耗氣體和水使壓力(p)和含水量下降，縱橫波速度(v_p，v_s)增大。v_p值在水合物生成前為4242m/s，完全生成後為4685m/s，增幅為443m/s。v_s值在水合物生成前為2529m/s，完全生成後為2765m/s，增幅為236m/s。水合物開始生成、開始分解和完全分解的幾個時間點上溫壓異常、超聲和含水量變化對應的比較好。

圖75.11 岩心中水合物生成(分解)過程的溫壓、聲速、含水量變化圖

Ⅵ 大學物理實驗，磁阻感測器及其應用。 在實驗中為什麼要保證感測器方向不變

因為磁場容易受到干擾,比如地磁就是一個很大的干擾源。

Ⅶ 大學物理實驗(溫度感測器的設計和試驗)思考

1.本人學識淺薄，不過我覺得電路上面應該沒有變化吧。既然是將溫度的變化量轉成電壓的變化量，一樣測就是咯，只是數據的不同吧。如果你知道，告訴我下，謝謝

2.我的感想就是:
CTR具有負溫度系數，但在某個溫度范圍內電阻值急劇下降，曲線斜率在此區段特別陡，靈敏度極高。適合用作溫度開關。
PTC熱敏電阻(正溫度系數)的阻值隨溫度升高而增大，且有斜率最大的區域，當溫度超過某一數值時，其電阻值朝正的方向快速變化。其用途主要是彩電消磁、各種電器設備的過熱保護等。

Ⅷ 火燒油層的發展

美國早在1917年J.O.李威斯就提出了採用熱力或注溶劑的方法，驅替地層中的原油以提高採收率的概念。1923年瓦爾科特(Wolcott)和霍華德 (Howard)也認識到，把空氣注入到油層，使油層在地下燃燒過程的關鍵是燃燒掉一部分原油，產生熱量以降低粘度，同時產生驅替原油的驅動力。1947年開始了實驗室試驗研究。50年代後，美國的石油資源日見枯竭，新油田勘探成功率降低，這項新技術得到廣泛的關注.從1951年開始，各個石油公司在油田展開了一系列的試驗研究，使得火燒油層技術得到了快速的發展。世界上最早的一次火燒油層現場試驗是1942年在美國俄克拉荷馬州的伯特勒斯維爾油田進行的.50年代以後，據統計，美國已經開展了70多個火燒油層項目。另外還有前蘇聯，荷蘭，羅馬尼亞，匈牙利，德國，印度等40多個國家先後開展了火燒油層採油的相關工作。
我國從1958年起，先後在新疆、玉門、勝利、吉林和遼河等油田開展了火燒油層試驗研究，因受當時條件的限制，火燒油層技術讓位於注蒸汽採油，在我國的現場應用直到目前還為數不多。但是，室內研究一直沒有停止，特別是在中國石油天然氣總公司石油勘探開發科學研究院熱力採油研究所，中科院化學所等單位，80年代以來不斷開展火燒油層的物理模擬，化學模擬和數學模擬研究，配置了一批研究設備和儀器，開展了大量的室內試驗，也進行了現場火燒可行性研究和施工設計與預測。中國石油天然氣總公司石油勘探開發科學研究院熱力採油研究所也與羅馬尼亞開展了有關現場火燒工藝的交流合作研究項目。
火燒油層採油法從本世紀20年代起，至今已經經歷了70多年。在世界上150~160多個稠油和輕質油油藏上進行了現場試驗，並取得了一定的成果。據資料統計，1998年全世界共有29個火驅項目，火驅開發日產原油4800t，單井日產油4.8t。其中，美國的8個火驅項目日產油960t；加拿大的3個項目日產油1040t，火驅產能規模占非蒸汽開採的50%以上；印度與羅馬尼亞各有5個火驅項目，羅馬尼亞原油總產量中10%以上的產量是用該方法開采出的。現今全球范圍內還有14個大規模的工業性火燒油層項目正在進行之中。
由於存在很多尚未解決的問題，人們對該方法的應用前景還一直存有爭議。該方法之所以不能得到廣泛的認同，主要有以下幾個原因：
①火燒油層本身的復雜性。因為其燃燒過程發生在油層內部，人們在進行過程量化時有很大的局限性，缺乏全面的認識。
②火燒油層對現場操作和管理要求比較苛刻。
③先導試驗的嚴格評估存在很大困難。
④工藝方法的推陳出新。例如循環注蒸汽工藝的出現。
由此可見，在提出火燒油層技術的初期因為對驅油機理認識不夠，驅油方案設計不合理(如井組面積大小與注氣速度不匹配，燃燒溫度與原油性質不匹配，濕式燃燒參數不合理等)，造成試驗失敗，所以在實際生產上該方法一直未能被廣泛應用。盡管如此，火燒油藏仍然以其獨有的優勢吸引著油田開發人員對其進行更深層次的研究。正因為火燒油藏具有這些優勢，伴隨著近年來對其燃燒驅油機理認識的不斷提高，火驅技術重新被重視。火驅技術採收率高、熱效高、適用范圍廣，只要合理地應用，就一定會取得好的效果。

Ⅸ 大學物理實驗 液體表面張力系數的測定中可以用作圖法求力敏感測器的靈敏度嗎

可以的。測量時掛不同的砝碼，其質量值為X軸，對應的數字表顯示表的值為y軸，作圖，其斜率就是靈敏度。

Ⅹ 物理模擬實驗儀器選用

根據煤粉產出物理模擬實驗的原理及目的,需要設計可以滿足該實驗要求的儀器裝置。這些要求包括:

(1)滿足模擬地層流體在煤儲層裂隙之間的流動要求;

(2)滿足模擬煤儲層經儲層改造後的裂隙展布效果要求;

(3)滿足模擬煤儲層在含煤地層中的賦存狀態要求;

(4)滿足模擬煤層氣井排水→降壓→采氣的生產模式要求。

通過一系列的摸索與嘗試,確定了該物理模擬實驗儀器裝置的主體系統結構,其中包括計算機監控系統、樣品制備系統、泵送驅替系統、物理模擬系統、煤粉儲集系統、煤粉分析系統、電力動力系統等。

(1)計算機監控系統:主要由計算機操控平台和驅替導流監測平台等組成。計算機操控平台提供半自動半人工化功能服務,通過計算機實現對驅替導流監測平台的操控,可以滿足不同條件下物理模擬實驗的要求。同時,驅替導流監測平台實現流體相態驅替模式、自動調控驅替流速及壓力、實時監測導流狀況及實時記錄排出產物狀況等。

表5-3 煤體結構差異對煤粉產出的影響研究實驗方案

(2)樣品制備系統:主要由制樣模具、升降施壓油缸、平台支架等組成。制備樣品的前期准備工作需要碎樣機、標准樣品篩、電子天平等輔助設備。首先使用碎樣機將煤岩樣品破碎,經過標准樣品篩的篩選,選用一定粒度的煤粉顆粒,依據制樣模具的尺寸形狀,在升降施壓油缸的擠壓作用下,製作煤磚樣,用於煤粉產出物理模擬實驗。該系統需要通過計算機監控系統控制升降施壓油缸,為制樣提供穩定的壓力。

(3)泵送驅替系統:主要由平流泵、儲液容器、驅替液、導流室、無縫鋼導管、法蘭等組成。該系統的工作原理是通過調整平流泵的泵送功率,使其提供一定流速的穩定流體,該流體將儲液容器內的驅替液以同等速率注入導流室內,對導流室中的煤磚進行驅替作用,同時,需要導流室的左右兩側分別安裝進出液孔道,並在進出口端部安裝測壓孔道及相應法蘭。在此過程中,通過驅替導流監測平台調控平流泵的泵送功率、設置驅替作用的周期及數據記錄頻率等參數。

(4)物理模擬系統:主要由煤磚樣、石英砂、導流室、金屬墊片、塑料密封圈、差壓感測器、升降施壓油缸、平台支架等組成。該系統的工作原理是通過在兩塊煤磚中夾持石英砂顆粒進行人工造縫,模擬煤儲層經過儲層改造後的裂隙延展狀態;由泵送驅替系統向導流室內提供一定流速的驅替液,模擬地層流體在煤儲層裂隙之間的流動過程;由計算機監控系統調控升降施壓油缸,使其對導流室內的煤磚產生穩定圍壓,模擬煤儲層在含煤地層中的賦存狀態。該系統是在計算機監控系統、泵送驅替系統及物理模擬系統的相互配合下進行的,由平流泵提供驅替流體,由升降施壓油缸提供擠壓力,由驅替導流監測平台調控記錄驅替液流速、油缸壓力等參數,由金屬墊片和塑料密封圈來保證導流室中煤磚處於密封狀態。

(5)煤粉儲集系統:主要由電子天平、無縫鋼導管、燒杯等組成。該系統的工作原理是收集由物理模擬系統排出的液體及其中煤粉,同時通過驅替導流監測平台對排出液進行實時稱重並儲存數據結果。

(6)煤粉分析系統:主要由激光粒度儀、濾紙、過濾器、恆溫烘乾機、電子天平、顯微鏡、掃描電鏡、X射線衍射儀等組成。該系統的工作原理是採用激光粒度儀對不同實驗條件中產出的煤粉進行粒度分布測試;採用過濾器及恆溫烘乾機將排出液中的煤粉進行過濾烘乾;採用電子天平對乾燥的煤粉顆粒進行精密稱重;採用顯微鏡、掃描電鏡、X射線衍射儀分析煤粉的顯微形態及物質成分。從煤粉的粒度、質量、顯微狀態和物質成分等角度研究煤粉的產出物性特徵。

(7)電力動力系統:主要由配電箱和電動機等組成。該系統為物理模擬實驗設備裝置的其他系統提供電力及動力保障。

圖5-1 煤粉產出物理模擬實驗儀器設計示意圖

根據上述物理模擬實驗儀器裝置功能要求,實驗儀器設計如圖5-1所示。通過調研,在綜合考慮物理模擬實驗的可行性情況下,採用HXDL-Ⅱ型酸蝕裂隙導流儀作為測試儀器。該儀器可以在標准實驗條件下模擬地層壓力及溫度狀態,可以實現氣、液兩相驅替過程,並能評價裂縫的導流能力。其裝置流程如圖5-2所示。根據上述物理模擬實驗裝置的說明,選用的酸蝕裂隙導流儀的主體系統均達到開展實驗的要求,各個裝置部件可以滿足實驗的需求。該儀器的各項參數是參照《SY-T 6302—1997 壓裂支撐劑充填層短期導流能力評價推薦方法》標准而設定的。

圖5-2 酸蝕裂縫導流儀流程示意圖