声纳斜入射水深实时监测中最短路径时延估计

以射线声学理论为基础,提出了一种以声纳斜入射方式实现港口航道水深实时监测的新方法.针对该方法中水声信道的多径传播结构,通过求解直达路径声信号和海底反射最短路径声信号的相对时延来估算港口航道的即时水深.将用于阵列信号方位估计的MODEX算法和带惩罚函数的非线性最小二乘算法结合起来,给出了一种解决单频水声信号高分辨率多径时延估计的混合算法,其中MODEX算法用于计算多径信号时延和幅度估计的初始值,然后将此初始值赋予带惩罚函数的频域非线性最小二乘算法确定时延和幅度估计的真实值.海上实测数据分析显示该混合算法具有很强的处理重叠多径信号以及抗噪声干扰的能力,时延估计精度达到μs量级.海上实验结果进一步说明声纳斜入射水深监测方法的可行性,该方法简单实用、实时性好,尤其对狭窄航道水深的实时监测具有广泛的应用前景.     

回转机械扭矩实时监测系统的研究

对回转机械设备扭矩进行动态测量,可以实现工况实时监控.通过高频无线感应电源实现扭矩传感器非接触能量供给,测量信号通过V/F变换、调频后由发射天线从回转轴发射到地面,地面接收天线接收后对信号进行调解、F/V变换,测得回转轴上的扭矩值,实现扭矩的实时监测,为转轴动力监测智能化、自动化奠定了基础.     

轧机传动轴扭矩动态监测系统的研究

对轧机传动系统扭矩进行动态测量,可以实现工况实时监控.文中通过高频无线感应电源实现扭矩传感器非接触能量供给,测量信号通过V/F变换、调频后由发射天线从回转轴发射到地面,地面接收天线接收后对信号进行解调、F/V变换,测得传动轴上的扭矩值,实现扭矩的实时监测.     

浅海航道水深实时监测方法研究

提出了一种利用航道侧面多传感器对浅海航道水深进行实时监测的方法.该方法根据发射换能器安装间距来确定测量精度,克服了传统水深测量仪器测量精度受声速变化影响较大的缺陷.并根据水声信道中多途效应时延估计模型,利用时延估计技术和互相关运算进行了计算机模拟.模拟结果表明,该方法对监测浅海航道水深是可行的.     

基于无线通信的电力线路数据采集系统的研究

本文介绍一种电力线路数据采集系统的设计方案,该方案中采用无线通信技术。系统采用模块化设计,电量采集发射单元对线路电量参数进行采集,单片机和高速射频芯片保证数据采集传输的高速、高效和高可靠性;用户界面单元通过数据接收模块与计算机之间串行通信,实现实时监测,有着广泛的应用前景。     

磨削过程计算机集成智能监控系统

利用神经网络建立了磨削过程计算机集成智能监控系统,该系统将磨削过程监测、故障诊断和反馈控制组成一个有机整体.通过在线提取磨削声发射(AE)信号RMS峰值、FFT峰值、信号标准偏差以及信号累积幅值增量,可以实现磨削烧伤、磨削颤振、砂轮钝化等故障的在线实时诊断.通过反馈控制系统实现磨削参数的实时调整,提高了磨削加工的性能、效率和磨削质量的稳定性.实测结果证明了该系统的有效性.     

水位及定比例跟踪水深的流速检测

在研究航道与港口治理方案的物理模型试验中，通常每过一定间隔时间须多点实时测量水位和0.6H处（H为测点处水深）流速。本文介绍水位和自动跟踪0.6H水深的流速检测系统。本系统采用MCS-51微处理器通过机械机构实现流速探头定比例跟踪水深，获取流速和水位值，它可与计算机组网，实现远程管理。     

高压开关柜无源无线温度监测系统的研究

根据高压开关柜的特点,本文分析了现有温度监测技术存在的缺陷,提出了以无源无线传感技术为基础的高压开关柜温度监测新方法。采用声表面波谐振器实现无源温度检测,以DSP芯片TMS320F2812为控制处理核心,控制射频信号的发射与接收,温度数据的处理与传输,实现无线温度测量。文中介绍了无源无线测温原理,给出了无源无线温度监测系统软硬件设计的优化方案。实验表明,该系统能对高压开关柜在运行过程中易发热部位的温度进行实时监测,以确保电力高压开关柜的安全可靠运行。     

基于稀疏布阵的实时三维成像声纳系统

水下实时三维成像声纳系统可以有效地提高对水下目标探测及识别的能力,本文提出基于稀疏面阵的实时三维成像声纳系统,该系统包括3个部分:窄带信号发射系统、稀疏布阵接收系统及信号处理系统。信号处理系统在远场情况下采用二维FFT波束形成获得目标三维成像,近场情况下采用自聚焦二维FFT波束形成获得三维成像结果。相比于直接相移波束形成,稀疏布阵情况下采用二维FFT波束形成算法具有更小的计算量和内存需求量的优势。基于该成像算法,设计并实现一套实时三维成像声纳系统,通过多次湖上及海上实验对该系统进行测试,实验结果表明:该系统可以获得水下近场及远场目标的三维图像并满足实时成像的要求。     

基于无线通信的高压设备温度监测系统的设计

在对现有高压设备温度监测技术进行分析研究的基础上,研制了基于无线通信的高压设备温度监测系统.该系统的高压侧单片机通过高压侧无线发射接收模块与低压侧的无线发射接收模块进行无线双向通信,实现了高压设备的温度监测信号向低压侧传送.本文针对该系统的关键问题,重点介绍了以PCB板铜箔为介质的无线通信天线设计的基本方法与计算式,设计了无线发射模块的PCB板铜箔环形天线参数;介绍了高压侧以太阳能电池为主的专用电源的设计,该电源由处于低压侧的单片机系统控制的聚光灯为高压侧的太阳能电池提供能量,通过低功耗稳压模块输出稳定电压3.3 V;介绍了综合性能较好的温度传感器及其特性处理方式.实验室运行验证了该系统通信的可靠性.     

基于超声波的窄缝深度检测系统

提出了利用超声波扩散性进行矩形窄缝深度测量的原理,并在此基础上设计了以MSP430为控制核心的窄缝深度测量系统.该系统利用超声波的发射和接收完成矩形窄缝上下表面回波的识别,实现了矩形窄缝深度的测量.实验结果表明:利用超声波声束的扩散性可以实现矩形窄缝深度的测量,设计的窄缝深度测试系统成本低廉,窄缝深度在1m内变化的测量精度可达到cm数量级,为特定环境条件下矩形窄缝深度测量提供了一种新的解决方案.     

Machining Characteristics of Micro-Flow Channels in Micro-Milling Process

□ This article presents a method for machining micro-flow channels on dies for precise and effective mass production of metallic bipolar plates of proton exchange membrane fuel cells (PEMFCs). To find an effective method for machining micro-flow channels on dies of metallic bipolar plates, machining experiments are conducted on micro-flow channels using a micro-scale milling process under various machining conditions. Machining variables are axial depth of cut, feed per tooth, supply/non-supply of cold wind, and single-tool/multi-tool cutting processes. The machining process is monitored by acquiring cutting force signals and acoustic emission signals while conducting the experiments. Surface conditions of machined micro-flow channels are analyzed. In this study, a cold-wind process is better than other processes in terms of burr generation and surface roughness. A cold-wind process with multi-tool process has a particularly better surface quality than the other processes.     

可编程的低频高能超声波收发系统设计

低频高能超声收发电路系统是为解决粗晶材料中含有空隙时,声波能量高衰减造成无法检测与达不到规定检测深度而设计的。该电路系统主要由发射电路、接收电路和发射接收转换电路三部分组成。通过可编程器件STC89C52可改变激励脉冲频率、相位和数目,以根据需要产生kHz级低频超声,结合双极性脉冲变压电路可产生高激发能量。实践表明:该电路系统可用于声衰减高的接触式无损检测场合,同时电路具有高Q值和高灵敏度,抗干扰能力强等特点。     

FMS刀具切削状态实时在线监测智能系统

论述了一个刀具切削状态实时在线监测智能识别系统的组成原理和构造,提出了一种新型流体声发射和电动机电流的综合传感新方案,建立了机床控制系统与智能监测系统的并行通信和发具切削状态识别的专家决策系统,根据不同的工况条件自动选择传感方式、监测模式和识别方法,形成了一套完整的在线监测智能识别系统。     

Grinding wheel wear monitoring based on wavelet analysis and support vector machine

A novel grinding wheel wear monitoring system based on discrete wavelet decomposition and support vector machine is proposed. The grinding signals are collected by an acoustic emission (AE) sensor. A preprocessing method is presented to identify the grinding period signals from raw AE signals. Root mean square and variance of each decomposition level are designated as the feature vector using discrete wavelet decomposition. Various grinding experiments were performed on a surface grinder to validate the proposed classification system. The results indicate that the proposed monitoring system could achieve a classification accuracy of 99.39% with a cut depth of 10?μm, and 100% with a cut depth of 20?μm. Finally, several factors that may affect the classification results were discussed as well.     

基于ADuC834单片机的高精度电压监测系统

为准确、高效、实时地对缓变电压或电流信号进行长时间监测,研制了一种基于单片机的高精度电压监测系统。利用ADuC834单片机作为数据采集电路的主要部件,并将采集的数据以串行通讯方式传输至上位机,供上位机显示和处理,从而实现对两路电压信号的高精度、实时监测。将此系统应用于某型高精度激光陀螺两臂电流波动的监测,达到了很高的精度,此系统亦可应用于其他需要实时高精度监测电压或电流的领域。     

浸入式水深监测仪器的设计

浸入式水深监测仪器,主要是利用压力传感器进行水深测量,将测出的电流信号转换成电压信号,再经过A/D转换,变成数字信号送入单片机中进行运算处理,最后通过通讯传输,U盘存储数据,液晶显示以及报警控制来完成整个仪器的设计.     

超声波远距离振动信号检测系统的设计

在机械设备状态监测与故障诊断中,振动信号是一个重要的状态参量。本文针对压电式、电涡流传感器等常规的振动测量方法和仪器在特殊环境中的局限性,提出了基于超声波的非接触式检测方法,研究并设计了系统检测装置。该检测装置主要由超声波发生模块、超声波接收模块和基于LabVIEW的数据采集/处理3个部分组成,利用该装置对振动对象进行远距离测量,并同时用传统测量仪器(电涡流位移传感器)作对照实验,得到较理想的检测结果,验证了该超声波振动检测装置的有效性和可行性。     

水下声信号的激光干涉测量

为准确测量水下目标的发声频率,在光学暗室下建立了基于激光干涉法探测水下目标的实验系统。当水下声源引起水表面波动时,用激光照射水面,携带声波信息的水面散射光与参考光干涉,利用精密光学测量装置探测光程差的改变,通过数据采集和处理系统从干涉信号的频谱分析图中解调出水下声信号的频率信息。干涉信号的频谱分析图中存在以水下声信号频率为中心的频带,频带宽度与自然水表面波引起的多普勒频移有关。实验结果表明,水下发声目标引起水表面波动的振幅在纳米级,系统可以实时探测出4～15kHz的水下声信号,且测量标准偏差7Hz。该系统可满足水下目标识别技术的实时性、准确性等要求。     

汽轮机发电机组在线监测与分析系统研究

开发了一种汽轮机发电机组状态监测与分析系统,并对系统的测点布置、系统构成、系统功能等方面进行了详细论述.实践证明该系统能对汽轮机发电机组的运行状态做出判断,实现了大型汽轮机发电机组在线监测的要求以及对大量实时数据的动态显示、预报警等功能.