【儀表網(wǎng) 發(fā)明科技控】創(chuàng)意無極限，儀表大發(fā)明。【儀表大發(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(rèn)可，在上有一定的影響。中國獎的評選為一年一屆。評獎標(biāo)準(zhǔn)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(shè)中國金獎及中國獎、中國外觀設(shè)計金獎及中國外觀設(shè)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(shè)計中國外觀設(shè)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(xué)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(biāo)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(biāo)定等設(shè)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(biāo)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(yīng)關(guān)系曲線
二、非線性負(fù)荷電能計量方法
威勝集團有限公司的發(fā)明，“非線性負(fù)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(fù)荷條件下算法準(zhǔn)確度不足。從而提出通過采用具有高階計量代數(shù)準(zhǔn)確度等級的復(fù)化Newton-Cotes積分算法，來提高電能表對現(xiàn)代非線性負(fù)荷電能計量的準(zhǔn)確度與適應(yīng)性。通過算法的理論分析，并針對當(dāng)前計量系統(tǒng)的實時運算特點，設(shè)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?zhǔn)確度方面十分有效，因此提高了電表對更廣泛的非線性負(fù)荷計量的適應(yīng)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(luò)冗余容錯系統(tǒng)
大連理工大學(xué)的發(fā)明，“工業(yè)控制網(wǎng)絡(luò)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(shè)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(luò)形成網(wǎng)絡(luò)冗余或共享同一片控制網(wǎng)絡(luò)；從設(shè)備冗余系統(tǒng)由一個主控器和一對從設(shè)備組成，主控器監(jiān)控當(dāng)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(shè)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(yīng)，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(luò)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(luò)中繼續(xù)運行。
主設(shè)備冗余系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)示意圖
冗余通信層在協(xié)議棧中的部署圖
主設(shè)備冗余系統(tǒng)狀態(tài)機轉(zhuǎn)換圖
主設(shè)備冗余系統(tǒng)活動設(shè)備與備份設(shè)備運行過程協(xié)作圖
功能塊同步運行示意圖
從設(shè)備冗余系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)示意圖
從設(shè)備冗余系統(tǒng)通訊路徑示意圖
主設(shè)備管理結(jié)構(gòu)與從設(shè)備映射部署圖
從設(shè)備冗余系統(tǒng)主控設(shè)備運行流程圖
冗余系統(tǒng)在控制網(wǎng)絡(luò)中的應(yīng)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(shè)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(yīng)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(xué)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(fù)載試驗的試驗波形示意圖
大暫態(tài)運行負(fù)載試驗的試驗波形示意圖
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