【儀表網(wǎng) 發(fā)明科技控】創(chuàng)意無極限，儀表大發(fā)明?！緝x表大發(fā)明】2014年度特刊之第十六屆中國獎，為你揭曉獲得獎的儀表發(fā)明。
【背景介紹】
“中國獎”是我國的專門對授予權(quán)的發(fā)明創(chuàng)造給予獎勵的政府部門獎，得到聯(lián)合國世界知識產(chǎn)權(quán)組織(WIPO)的認可，在上有一定的影響。中國獎的評選為一年一屆。評獎標準不僅強調(diào)項目的技術(shù)水平和創(chuàng)新高度，也注重其在市場轉(zhuǎn)化過程中的運用情況，同時還對其保護狀況和管理情況提出要求。
中國獎設中國金獎及中國獎、中國外觀設計金獎及中國外觀設計獎。中國金獎及中國獎，從發(fā)明和實用新型中評選產(chǎn)生。
第十六屆中國獎共評出20項發(fā)明、實用新型中國金獎，408項發(fā)明、實用新型中國獎，64項外觀設計中國外觀設計獎，8家單位中國獎佳組織獎。
【發(fā)明推薦】
一、用于氣體測量的高靈敏渦流動量計
天津大學的發(fā)明，“用于氣體測量的高靈敏渦流動量計”獲第十六屆中國獎。
此流量計具體結(jié)構(gòu)為蜂窩體、外罩與扭矩傳遞軸連接為一整體置于動量計殼體內(nèi)，殼體上端有凹槽，槽內(nèi)為硅油。浮子環(huán)置于硅油中。定位盤與動量計殼體緊固，定位盤的上下端分別裝有軸承。標定連桿套裝在定位盤下端的扭矩傳遞軸上。連桿一端與扭矩傳遞軸緊固，另一端穿過動量計殼體并接有兩個砝碼。扭矩傳感器與扭矩傳遞軸以“十字交叉軸”方式連接，扭矩傳感器固定盤固定在動量計殼體下端。扭矩傳遞軸轉(zhuǎn)動使傳感器產(chǎn)生信號，用來模擬氣流進入蜂窩體所產(chǎn)生的扭矩。更換砝碼可得到不同的扭矩。本發(fā)明通過重力抵消、扭矩傳遞和靜態(tài)標定等設置，對內(nèi)燃機缸蓋氣道流動特性的檢測具有更高的靈敏性和性。
發(fā)明結(jié)構(gòu)原理示意圖
扭矩傳遞裝置拆解示意圖
靜態(tài)標定裝置外部示意圖
動量計輸出AD量化值與動量計扭矩對應關(guān)系曲線
二、非線性負荷電能計量方法
威勝集團有限公司的發(fā)明，“非線性負荷電能計量方法”獲第十六屆中國獎。
發(fā)明針對傳統(tǒng)點積計量算法，在分析其算法特性的基礎(chǔ)上，指出其在計算非線性負荷條件下算法準確度不足。從而提出通過采用具有高階計量代數(shù)準確度等級的復化Newton-Cotes積分算法，來提高電能表對現(xiàn)代非線性負荷電能計量的準確度與適應性。通過算法的理論分析，并針對當前計量系統(tǒng)的實時運算特點，設計并給出了算法實時運算方法。仿真與實驗結(jié)果驗證表明，本發(fā)明在電能計量領(lǐng)域?qū)μ岣唠姕蚀_度方面十分有效，因此提高了電表對更廣泛的非線性負荷計量的適應性。
現(xiàn)有技術(shù)計量的示意圖
本發(fā)明方法一種實施方式的流程圖
本發(fā)明方法另一種實施方式的流程圖
本發(fā)明方法進行實驗的結(jié)果圖
三、工業(yè)控制網(wǎng)絡冗余容錯系統(tǒng)
大連理工大學的發(fā)明，“工業(yè)控制網(wǎng)絡冗余容錯系統(tǒng)”獲第十六屆中國獎。
本發(fā)明所述的系統(tǒng)包含主控器冗余系統(tǒng)、從設備冗余系統(tǒng)、故障日志系統(tǒng)和上位機監(jiān)控接口四個部分；主控器冗余系統(tǒng)由兩個互為冗余的主控器組成，兩個主控器各自攜帶一片控制網(wǎng)絡形成網(wǎng)絡冗余或共享同一片控制網(wǎng)絡；從設備冗余系統(tǒng)由一個主控器和一對從設備組成，主控器監(jiān)控當前線路通信情況并實時地選擇優(yōu)的通訊路徑；故障日志系統(tǒng)記錄設備發(fā)生的故障信息；上位機監(jiān)控接口為監(jiān)控計算機提供通信響應，并通過處理輸入操作控制冗余系統(tǒng)的運行。本發(fā)明所述的系統(tǒng)可自動同步兩個冗余的控制網(wǎng)絡中的資源；自動判斷是否發(fā)生故障；故障時可以在三百毫秒內(nèi)切換到備份的控制網(wǎng)絡中繼續(xù)運行。
主設備冗余系統(tǒng)網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)示意圖
冗余通信層在協(xié)議棧中的部署圖
主設備冗余系統(tǒng)狀態(tài)機轉(zhuǎn)換圖
主設備冗余系統(tǒng)活動設備與備份設備運行過程協(xié)作圖
功能塊同步運行示意圖
從設備冗余系統(tǒng)網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)示意圖
從設備冗余系統(tǒng)通訊路徑示意圖
主設備管理結(jié)構(gòu)與從設備映射部署圖
從設備冗余系統(tǒng)主控設備運行流程圖
冗余系統(tǒng)在控制網(wǎng)絡中的應用效果圖
四、壓阻式高頻高溫動態(tài)壓力傳感器
昆山雙橋傳感器測控技術(shù)有限公司的發(fā)明，“壓阻式高頻高溫動態(tài)壓力傳感器”獲第十六屆中國獎。
發(fā)明由壓阻敏感組件、傳感器金屬殼體和高頻寬帶放大器組成，壓阻敏感組件由硅壓阻敏感元件和玻璃環(huán)片組成，硅壓阻敏感元件由圓平硅膜片形成，圓平硅膜片正面依次覆蓋SiO2層和Si3N4層，硅壓阻敏感元件正面中部設有惠斯頓電橋而周部裸露出硅膜片后焊固于玻璃環(huán)片的一面，硅壓阻敏感元件反面形成金屬反光膜，惠斯頓電橋上應變電阻用絲內(nèi)引線引出，璃環(huán)片另一面固定于陶瓷隔離基座上環(huán)形凹坑面，陶瓷隔離基座又燒結(jié)固定于傳感器金屬殼體的進壓端口，壓阻敏感組件上金絲內(nèi)引線引入到傳感器內(nèi)腔室中的轉(zhuǎn)接板后，經(jīng)過高頻寬帶放大器信號放大，由傳感器尾部輸出電纜引出，本發(fā)明能在承受超高溫和超高頻沖擊下仍然具有良好特性。
硅壓阻敏感元件的剖面結(jié)構(gòu)示意圖
壓阻敏感組件的剖面結(jié)構(gòu)示意圖
傳感器齊平封裝的結(jié)構(gòu)示意圖(沒有自帶高頻寬帶放大器)
高頻寬帶放大器的傳感器結(jié)構(gòu)示意圖
高頻寬帶放大器的電路原理圖
五、一種換流閥運行試驗裝置的控制保護系統(tǒng)
中國電力科學研究院的發(fā)明，“一種換流閥運行試驗裝置的控制保護系統(tǒng)”獲第十六屆中國獎。
該系統(tǒng)包括人機接口單元、同步單元、信號采集單元、數(shù)據(jù)匯總單元、調(diào)節(jié)單元、保護單元、波形記錄單元、波形監(jiān)視單元、開關(guān)量輸入(DI)單元、開關(guān)量輸出(DO)單元閥基電子(VBE)單元、直流大電流供電系統(tǒng)控制器、高電壓供電系統(tǒng)控制器、涌流電路控制器、沖擊電路控制器、試品閥水系統(tǒng)控制器及試驗裝置水系統(tǒng)控制器。該控制保護系統(tǒng)可按照規(guī)定的觸發(fā)時序來控制試品閥和輔助閥，從而在試品閥上產(chǎn)生各項運行試驗所要求的電壓、電流及熱強度，完成換流閥的運行試驗；還能夠使該系統(tǒng)實時監(jiān)視主電路的開關(guān)狀態(tài)和重要模擬量參數(shù)，在出現(xiàn)異常時，及時采取保護措施。
合成形式換流閥運行試驗裝置的原理框圖
控制保護系統(tǒng)原理圖
大穩(wěn)態(tài)運行負載試驗的試驗波形示意圖
大暫態(tài)運行負載試驗的試驗波形示意圖
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