煤矿漏泄通信系统中漏泄电缆的选择与配置

分析了影响煤矿井下漏泄通信系统的信号传输的主要性能指标,提出了漏泄同轴电缆的选用依据,建立了煤矿井下漏泄电缆的连接方式的数学模型.通过建模分析得出了在井下选用耦合损耗依次减小的漏泄电缆不仅可以延长传输距离, 而且能够保证移动台获得稳定的接收电平.     

皮带巷电机暂态过程对电磁环境的影响

利用ATP软件仿真皮带电机暂态过程,并运用传输线模型分析瞬态脉冲沿巷道和电缆的衰减特性. 结果表明,理论上电机起动、制动及负载突变时产生的瞬态脉冲电压峰值最大为额定电压的6倍,电流峰值最高可达额定电流的11倍;瞬态辐射发射对皮带巷电磁环境的影响较小,而瞬态脉冲沿长电缆传播会产生较大衰减. 确定煤矿井下现场测量工具及测点布置方法,分析比较实测数据与理论值,结果说明皮带电机起动和制动过程产生的瞬态辐射骚扰可以忽略,瞬态传导骚扰较大,但脉冲峰值最大不会超过额定值的4倍. 提出的井下现场测量方法、获得的实测数据和理论值为矿井电磁兼容性研究提供了参考依据.      

矿井电快速瞬变脉冲群电磁骚扰的研究

分析了矿井电快速瞬变脉冲群骚扰的产生机理和幅频特性,确定了其主瓣频率在100 MHz以内,并结合巷道中电磁波的传输特性,计算出辐射骚扰的衰减率,认为辐射骚扰不是电快速瞬变脉冲群在矿井中的主要传播方式.利用传输线理论建立了矿用电缆的集中参数电路模型,得到电快速瞬变脉冲群传导骚扰的衰减特性,结果说明,电快速瞬变脉冲群骚扰能量主要是以传导方式传播的.在此基础上,探讨了矿用电子设备抑制电快速瞬变脉冲群骚扰的抗干扰措施,确定了井下电子设备的抗扰度试验等级为3级.     

多参数水质传感器设计

为简化水质传感器传输线路,提高传感器电导率参数和pH值参数的测量精度,分别采用单芯电缆结构、六层板堆叠方式和单端输入模式优化设计。研究结果表明:单芯电缆结构可以在为传感器直流供电的同时,通过电源线传输数据。六层板堆叠方式具有更加优异和稳定的噪声抑制能力。采用单端输入模式时,pH传感器工作电极需接高阻抗输入端,其校准方法应采用等电位点校准法。     

水平排管敷设的多回电缆线路布置方式优化研究

为有效降低高压单芯电缆金属护套的感应电压,从而增大传输效率、减小工程的造价,本文对水平排管敷设的多回电缆线路相序排列组合进行研究.首先通过计算分析多回路电缆中任意相邻3根电缆之间的影响规律,发现相序组合方式对电缆金属护套感应电压影响显著,直角三角形排布感应电压较小.然后运用电磁暂态仿真软件ATP-EMTP对多种双回路相序组合方式进行仿真对比与分析,其结果表明:电流幅值相同的多回电缆线路最优布置中,均存在直角三角形相序组合;在电流幅值不同的多回电缆线路中,直角三角形布置方式优势明显.因此,建议在多回路电缆设计中考虑直角三角形布置方式.     

井下电视图像压缩技术

测井电缆的数据传输带宽非常有限,图像压缩是井下电视研制的关键技术.基于小波变换的井下电视图像压缩系统通过小波变换、子带编码、自适应量化和熵编码进行图像压缩,采用质量盒控制、背景对比度控制和场频控制技术,实现了较高的压缩比.该系统采用DSP控制技术和图像压缩专用芯片,使图像压缩比和数据流量易于控制,适用于单芯电缆、多芯电缆和光电测井电缆的图像传输.图像解压缩回放过程中采用了插场技术,实现了PAL制式视频50场/秒的实时运动图像播放速度.     

应用于光子调制的Pockels Cell前馈驱动源驱动脉冲传输时延的研究

研制了一种基于直流调制技术应用于光子调制的Pockels Cell前馈驱动源,针对线路中分布参数对行波传播的散射作用,建立了驱动脉冲信号在电路中传输的等值电路模型,分析了分布参数散射作用对功率开关器件触发导通延时的影响.分析得出因电路分布参数对开关驱动信号的散射,造成驱动脉冲信号前沿变缓,进而导致功率开关器件触发导通延时以及功率脉冲波前沿上升时间增加,从而在一定程度上增加了脉冲传输的时延的结论.通过改进驱动电路、优化电路布线、添加LC网络匹配电路等措施,改善了驱动脉冲传输时延的问题.实验结果表明,经综合改进后电路的驱动脉冲传输时延下降至100ns,相比未改进前300ns左右时延改进效果显著.     

被动式伪造IP数据流地理信息获取技术研究

伪造IP是当前互联网中攻击数据流普遍采用的身份隐藏手段,TCP/IP协议栈下难以获取伪造IP数据流的真实地理信息.针对不同路径传输数据流在跳数、往返时延和传输噪声3种重要测量参数的特点和规律,提出通过比较测量参数完成对不同路径的识别,在此基础上,基于模式匹配的方式找到与伪造IP数据流具有相同地理位置的非伪造数据流,通过查询非伪造IP数据流的源IP地址的地理位置即可获取伪造IP数据流的真实地理位置.利用分布于全球的不同被动测量点进行了测试,结果表明,该种方法可以有效地定位伪造IP数据流.     

一种输电线路多参数可视化物联监测系统

为降低覆冰和舞动等灾害对输电线路造成的破坏,并实时监测电网的运行状态,设计并研制了一种高压输电线路多参数可视化物联监测系统,能够以2M/s速率高速监测输电线路电流,同时监测线路舞动、环境温湿度等参数.物联监测系统中的各个监测模块内置于导线综合状态监测球,对输电线路进行2M/s高速录波的同时,通过归一化电流差值识别算法进行电流故障识别,将故障前后的10个周期的录波数据传出.利用全球定位系统(global position system,GPS)秒脉冲(pulse per second,PPS)信号实现全电网不同终端的高速采样信号严格对齐,时间分辨率达到了100 ns,确保了高速录波数据的时间一致性.高压线路试验结果表明:该装置可实时高速录波和进行电流故障诊断,利用多参数综合监测输电线路的运行状态.     

用于多导体传输参数提取的等效电流密度法

针对电信号的有效传输受外界环境引起自身参数变化的问题,提出了一种基于有限元方法求取传输参数的等效电流密度法.通过对实验中电路参数法的研究,建立了传输电缆中的多根铜芯相互作用模型.分析了导体间涡流作用的形式,求取此作用产生的感应电压和电流密度重新分布参数,由此推导出电阻和电感传榆参数求解公式,由有限元方法实现了参数提取.仿真结果表明:这种方法能够实现多导体模型电阻和电感参数的有效提取;当信号频率升高时,交流电阻及功耗有所增加;电阻和电感参数均有相应的频变特性,即在特定频段内呈线性变化.     

一种基于双传输线的纳秒脉冲源的研制

采用双传输线发生纳秒级方波脉冲,设计了一种用来模拟核电磁脉冲在电路中激励的干扰信号的纳秒脉冲信号源,进行抗EMP试验。脉冲源由直流高压源、触发控制电路和脉冲形成电路三部分组成。试验中脉冲测量系统设计应注意阻抗匹配,电缆影响,抗干扰等问题。在负载不匹配情况下工作时信号具有较大波动且传送效率降低;负载匹配时,优化后的系统所获得的方波信号前沿1.4ns,脉冲宽度为50.6ns。     

中低速磁浮列车悬浮传感器信号传输

分析了中低速磁浮列车悬浮传感器信号传输的衰减、延时以及易受干扰等问题,并提出了解决方案。建立了信号传输系统的简化模型,并按照阻抗匹配原则确定了主要器件参数,防止信号长线缆传输时出现衰减畸变;分析了悬浮系统动态响应允许的传感器信号最大延时,设计并实施了基于振动台的对比测试;针对信号传输电磁环境特点,设计了滤波电路以及屏蔽和接地方案,通过了射频辐射感应抗扰度和脉冲群抗扰度测试。结果表明,悬浮系统动态特性不受信号串行通信延时的影响,所提出的解决方案能实现准确、及时、可靠的信号传输。     

基于高重频固体激光信号的快速采集系统

采用积分电路的方法对高重频固体激光的窄脉冲信号进行捕捉,对积分电路的原理构成、周期窄脉冲信号采集放大电路的设计、测量误差来源及处理做了分析和讨论。以W77E58为采集电路的CPU,以FT245BM为核心构成USB接口电路,实现了窄脉冲信号的快速采集与传输,较好地解决了对多路探测器实时快速采集和向上位机传送的问题,达到了比较满意的效果。     

电缆遥测系统中双相位编码解码电路设计方案

介绍一种适用于测井电缆传输数据的信号编码解码设计方案.采用双相位信号编码和全双工串行同步传输方式,在使用3.5 km电缆时传输速率可达100 kb/s.解码电路对信号进行全面恢复处理,具有自动相位锁定功能.本方案具有信息量大、实时性和通用性等特点,采用大规模集成电路接收信号,以DMA方式读取数据.全双工性能由频分方式获得,上下行数据格式由软件编程确定,极为灵活.由于设计合理及采用高性能接收集成芯片,系统传输非常可靠,并具有良好检错能力.现场应用结果表明,其性能远优于斯仑贝谢公司的CTS和CCS遥测系统.     

高频信号在动力电缆中的传输

本文在对称等效的基础上,建立了动力电缆的高频等效电路及动力电缆的高频传输方程。通过对传输方程求解以及对稳态解的分析,从理论上说明了高频信号在动力电缆中的传播情况。     

基于光纤传输技术的高压纳秒脉冲测量系统的研究

测量高压纳秒脉冲时,采用同轴电缆传输受电磁干扰严重,测量精度不高,光纤传输可有效克服此缺陷。叙述了光电转换、光纤传输测量系统的原理,给出了光发射模块及接收模块的电路结构,并用电路仿真软件Multisim进行了仿真。对所设计的光纤传输测量系统与同轴电缆传输测量系统进行了对比试验,光纤传输测量系统具有抗干扰能力强、测量精度高、长距离传输不失真等优点。     

基于FPGA的脉冲参数测量系统

该系统是基于FPGA和单片机AT89S52的脉冲参数测试系统,能够测量脉冲信号的周期、频率、占空比、脉宽等参数。首 先由FPGA提供一个频率为50 MHz的信号源作为标准信号源,并在FPGA中构造2个32位的计数器,用来测量被测信号的各 个参数,最后将测量结果送入单片机中处理并显示。整个系统主要由按键电路、门控电路、2个32位计数器和显示电路等模块 组成。通过测试该系统抗干扰能力强,测量数据稳定可靠,测量精度高。     

基于蓝牙传输的脉搏信号检测系统的设计与实现

设计基于无线蓝牙传输的脉搏信号检测系统,系统包括PVDF脉搏传感器、信号调理电路、数据采集电路、蓝牙无线传输模块和上位机数据接收显示模块.实验结果表明,该系统能够对人体的脉搏信号进行实时采集,将数据通过蓝牙无线发送到由J2ME语言编程的手机中,接收到的脉搏信号可在手机上显示波形,并可进一步对信号进行处理,进而实现远程监护.     

基于电缆频率特性及信号脉冲宽度的电缆局部放电在线定位方法

为减小电力电缆局部放电定位过程中噪声及反射脉冲的干扰,实现局放源的在线定位,提出了基于频率特性及信号脉冲宽度的电缆局部放电定位方法。该方法通过模拟局放脉冲信号在电缆中的传播,分析了局部放电脉冲信号在电缆中的传播特性,推导出考虑频率特性的脉宽变化函数关系式,最后结合实测的脉宽与传输距离的拟合曲线,通过迭代计算获取准确的故障位置。利用PSCAD/EMTDC搭建电缆模型,在不同故障距离下的对该方法进行仿真验证,并与小波变换的定位结果进行比较,结果表明其定位误差低于0.6%,说明该方法具有较高的准确性与实用性。     

滤波器寄生参数消除技术的应用

现代煤矿中的高次谐波和电磁脉冲,会干扰监控系统对瓦斯信号的检测.电磁干扰滤波器能有效地抑制干扰,但无源元件的高频寄生参数严重影响了其抑制干扰的能力,需予以消除.分析电缆对瓦斯信号的干扰、寄生参数变化对滤波器性能的影响以及滤波器寄生参数的抑制措施;通过对电磁耦合的分析、电路的仿真与计算,验证滤波器对干扰的实际抑制效果.实现矿井滤波设备的集成、成本的降低,有效减小电磁干扰对瓦斯信号的影响.避免因干扰产生的高值断电、信号误动作、通讯中断等造成的矿井安全隐患.