分布式光纤温度监测技术与应用

分析了光纤拉曼散射测温基本原理、基于光时域反射(OTDR)的定位原理和分布式光纤温度监测原理,研究开发了煤矿采空区温度分布式在线监测及发火预警系统与装备,实现了对煤矿采空区进行温度实时在线定位监测,对停采缓采存在煤炭自燃危险性的工作面,实现了采空区发火的连续、实时监测和准确定位、动态预报。介绍了分布式光纤温度监测系统及应用前景。     

基于nRF24L01的无线温度报警系统设计

【目的】随着社会经济发展，温度检测系统在日常生产和生活中变得越来越重要。为准确检测温度及实现快速报警功能，本研究设计一种基于nRF24L01无线传输模块的温度检测报警系统。【方法】系统通过无线传输方式来实现温度检测和报警功能，整个测温报警系统由主机和从机两部分组成。主机和从机均采用STC89C52RC单片机，从机将DS18B20温度传感器检测到的温度数据通过无线传输方式发送给主机。当检测到的温度超过设定值时，主机部分的单片机就会及时报警。【结果】在单片机电路板上连接好各个模块的接线，烧录完程序后对系统进行测试。系统能快速准确地检测温度，当检测到的温度超过设定值时可迅速报警。【结论】系统具有硬件结构简单、功耗较低、成本低廉等优点，在家居、农业、工业等领域有很好的应用价值。     

电力隧道监测及巡检监控技术应用

【目的】通过设计一种电力隧道监测及巡检监控系统，来解决对城市电力隧道和综合管廊中的电缆输送通道及载体运维状态进行检修时存在的智能化水平低、运维效率低、危险度高等问题。【方法】该系统通过对隧道内电缆本体进行环流和光纤测温在线监测，完成对电缆数据的实时收集、分析和预警，增强电力电缆运行的可靠性。通过对隧道内的视频监控、环境温湿度、有毒有害气体、门禁、排水、风机、照明等配套设备进行状态感知和控制，提高隧道环境和辅助设备的智能化水平。移动巡检设备可对电缆进行红外测温，并根据巡检任务进行自行巡检，增强智能巡检和快速响应的能力。【结果】该系统软件基于B/S架构进行设计，具有分布性强、维护简便的特点，可实现多点、多账户共同操作，用户访问更加便利。【结论】电力隧道监测及巡检监控能有效提高电力隧道辅助设备和电缆运维检修能力，实现电力隧道的智能化与高效化运维检修。     

无人机航迹规划系统的设计与实现

【目的】航迹规划程序UFP(UAV飞行规划)是无人机任务规划系统的核心，也是目前科研人员研究的重点。为了确保无人机能顺利完成各种作战计划任务，任务规划系统必须对各种战场因素进行综合分析。【方法】通过人工设计和操作，可直接将任务指令传输给无人机，基于.NET的无人机航线规划系统，使用数字高程模型图，并采用Dijkstra算法来寻找最优的飞行航迹。【结果】选择适合战场因素和自身性能指标的最优航迹，从而确保无人机能安全、按时抵达任务区域，并按任务规划来完成既定任务。【结论】无人机航迹规划系统作为当今战争的重要支撑，运用该系统能大大提高作战效能，进而巩固国防。     

碳纤维成型设备联锁控制系统设计

【目的】为了解决碳纤维增强复合材料在模压固化过程中存在的温度与压力控制不能同步、自动化程度低等问题。【方法】本研究对传统模压设备及系统进行改造,增加模具内测温电阻,并通过I/O通信模块来实现模温机PLC控制器与液压机PLC控制器间的通信,使PLC程序根据模温机温度变化来控制液压机压力的大小。【结果】该设计可将物料温度实时反馈给模温机PID温度调节系统,解决固化过程中温度测量不准确、调节不及时的问题,实现温度与压力间的联锁,使固化过程中温度与压力实现同步。【结论】联锁控制系统使碳纤维增强复合材料模压成型工艺的自动化程度和生产效率得到提高,更具市场性和适用性。     

分布式光伏发电控制系统设计

【目的】分布式光伏发电控制系统是一种新兴的电力能源传输形式，系统可根据用户的电力使用情况，并结合电力传输的实际情况来配置合适的系统，以此来满足不同用户的电力要求。【方法】为了保证我国电力网络正常运转，本研究通过对实际案例进行详细分析，同时结合系统的运转原理、系统内部结构，总结出系统的设计方案。【结果】经过硬件完善与软件优化的分布式光伏发电控制系统，能有效提高系统的基础运行效率，减少故障发生的概率。【结论】现阶段，分布式光伏发电控制系统虽是电能传输的基础系统之一，但因该系统是一种新兴技术，电能传输可能会出现问题，所以应从硬件、软件等方面进行综合探索和研究。     

一种测温电路的快速调试方法

惯导系统是精确制导武器中不可或缺的重要组成部分。在战术级或小型化产品上通常要对每个产品进行单独温度误差补偿,以抑制环境温度的影响。因此,在生产线上,需要对光纤陀螺惯导系统的测温部件进行专门标定,通过调整使其与基准温度源的误差保持在一定范围内。本文主要针对一种测温电路提出快速调试的方法,以提高生产现场的调试效率。     

一种测温电路的快速调试方法

惯导系统是精确制导武器中不可或缺的重要组成部分。在战术级或小型化产品上通常要对每个产品进行单独温度误差补偿,以抑制环境温度的影响。因此,在生产线上,需要对光纤陀螺惯导系统的测温部件进行专门标定,通过调整使其与基准温度源的误差保持在一定范围内。本文主要针对一种测温电路提出快速调试的方法,以提高生产现场的调试效率。     

基于OneNET平台的农业大棚环境监测系统

【目的】在种植聊河“特早熟”黄花菜过程中，因对生长环境参数的把控不精确，导致作物产量低等问题，提出解决该问题的技术方案。【方法】搭建基于Arduino的、以中国移动OneNET物联网云平台为终端调配中心、通过WiFi模块进行通信连接的农业大棚环境监测系统。【结果】该系统已成功应用于聊河黄花菜植基地，结果表明，该系统可对农业大棚中的温湿度、光照强度、二氧化碳浓度等环境参数进行实时监测和上传，并对异常数据进行报警，提醒农户及时对生长环境进行调控。【结论】该系统操作简单，运行稳定，开放式云平台的应用能减少服务器架设，降低开发成本，有效满足农户需求，具有良好的应用前景。     

电力系统测温中光纤光栅的应用研究

电力系统发生的火灾大部分是温度过高造成的,当前的火灾探测器只能实现已发火灾的探测,如果有一种装置能够对电气设备的温度变化进行实时跟踪,并给出必要的报警信号,将能实现电力系统火灾的有效预防,光纤光栅传感器的出现为这一设想的实现提供了依据.相对于传统的测温系统,光纤光栅测温系统具有故障检测与维护方便、受光源功率波动的影响较小,使用寿命长、信息共享等优点,其应用领域主要集中在电力电缆表面温度的测量、汽轮机内部湿蒸汽测量、高压开关柜隔离触头温度检测等.对光纤光栅测温系统进行深入研究,有助于提高火灾探测器性能,从而达到有效预防电力系统火灾的目的.     

智慧校园出入管控系统的设计与实现

【目的】为提高高校出入管理工作效率，保障师生安全，构建安全校园管理模式。【方法】从系统需求分析、方案设计、系统实现、应用效果等方面出发，阐述智慧校园出入管控信息系统的构建过程。【结果】通过性能检验，基于智慧校园的出入管控系统的运行稳定性较高，该系统的应用为高校出入管理工作提供便利，能有效提高高校出入管理工作的效率，从而减轻安保人员的工作量，解决传统校园出入管理中存在的弊端。【结论】智慧校园出入管控系统是智慧校园建设的重要组成部分，智慧校园出入管控系统的应用能有效改善校园管理流程，从而实现校园网络化管理，为师生提供便捷的后勤保障。     

一种香料成品移动罐自动清洗装置的设计与应用

【目的】为了实现自动清洗香料成品移动罐,采用自动控制技术,设计了一种运用纯净水自动清洗香料成品移动罐装置。【方法】该装置由执行系统和控制系统组成。执行系统由定位机构、支架、滑轨式升降机构、调压系统、双介质旋转喷头等组成。控制系统由PLC控制器、变频器、电动机等组成。通过定位机构快速把待清洗的香料成品移动罐放置在指定的位置;利用滑轨式升降机构拖动旋转喷头在香料成品移动罐内部上下往复移动;运用PLC控制技术,实现自动清洗香料成品移动罐内壁。【结果】经过在生产现场实际应用,结果表明,该装置能够实现无死角自动清洗,清洗效率高,耗用时间短,运行稳定可靠,操作简便,维护方便。【结论】该装置解决了依靠人工清洗香料成品移动罐时存在的操作不便、效率低、耗用时间不可控、劳动强度高等问题,实现了清洗过程的自动化、标准化、高效化。该装置在香料移动罐清洗领域具有很好的应用前景。     

一种具有定位功能的速充式溺水应急臂盒设计

【目的】改善现有水中救生设备体积庞大、携（配）带不便、无法进行有效定位的问题。【方法】在传统救生手表的基础上进行改进,通过弹性臂带设计来代替绑缚式腕带,使用内部封装有LED照明装置的模块来代替分立照明模块,采用拉环式自充气系统来代替顶针充气系统,增设国产纳米级北斗定位系统模块,从而设计出一种具有定位功能的速充式溺水应急臂盒。【结果】采用臂带设计能改善救生水表因仅能绑缚于手腕而导致的不适感和不便性,内部封装照明模块和拉环式自充气系统使该救生装置的体积进一步缩小,北斗定位系统模块使水中搜救更加精确。【结论】由于该应急臂盒水中佩戴更舒适、携带更方便、定位更精确、抗干扰性更强,因此具有更强的实用性和适用性。     

基于AB PLC的新型槽温控制策略在水电解制氢设备中的应用

【目的】水电解制氢设备在运行时，电解槽出口温度是决定电解槽能耗的重要参数。当前槽温控制法是通过设定槽入口温度值来控制冷却水流量的，无法适应风电、光电制氢过程中宽功率波动的工况，有必要对其进行改进。【方法】提出一种基于AB PLC的新型槽温控制方法，该方法能将复杂的控制过程转换成温度控制功能块，用户无须知道底层逻辑，可根据设计的引脚功能关联相应变量，从而完成对槽温的控制。【结果】该方法能满足制氢设备的正常工作需求，且具有可移植性高、应用方便、集成性高等优点。【结论】测试结果表明，应用该策略的水电解制氢设备使用性能良好，在宽功率波动的工况下能实现对槽温的稳定控制，在风电和光电制氢行业中具有良好的应用前景。     

燃天然气非冷凝锅炉排烟热损失简化及应用

【目的】简化燃天然气非冷凝锅炉排烟热损失的测试。【方法】以使用西气东输天然气燃料的非冷凝锅炉为研究对象，进行技术资料搜集，并结合目前非冷凝天然气锅炉能效测试报告计算方法。【结果】总结出一种适合河南省区域内非冷凝天然气锅炉排烟热损失测试方法，并结合实际测试过程对该方法进行验证。【结论】采用简化后的测试方法得出的数据与详细测试的原始数据进行对比，两者排烟热损失之差为+0.04%，只需测量排烟温度、入炉冷空气温度、烟气中的氧含量，测量项目少，降低测试成本，提高测试准确度，便于在实际工作中的应用。     

分布式光纤传感技术在煤矿地质监测中的应用

煤炭一直是中国的主体能源，煤矿地质监测是煤矿安全生产的重要保障.分布式光纤传感技术具有感测点连续、高精度、抗电磁干扰、耐腐蚀等优点，在煤矿地质监测中有重要的应用.该文介绍了布里渊光时域反射（Brillouin optical time domain reflectometry，BOTDR）技术在煤矿地质监测中的应用.重点介绍了采用分布式光纤传感技术进行采空区地层变形监测的方法和结果.结果表明，分布式光纤监测技术能够满足煤矿地质监测需求，具有良好的应用前景.     

小型强冲击试验机气动弹射装置动态特性研究

【目的】由于舰载设备所受高脉冲威胁越来越强，为了提高其抗冲击上限，针对小型设备，提出一种小型强冲击试验机系统方案。【方法】根据系统工作流程，阐述小型强冲击试验机工作原理，基于气缸弹射原理来建立数学模型，使用AMESIM对气缸弹射装置进行仿真分析，对试验台与波形发生器进行动态特性研究。【结果】该气动弹射装置通过调节储气罐压力来改变试验台的碰撞速度，与波形发生器相撞时，可获得较为理想可控的加速度脉冲，并通过气缸工作原理，控制气体压力防止二次碰撞。【结论】试验结果表明，该冲击试验机气动装置满足设计要求。     

一种面向老年人的膏药敷贴装置设计

【目的】解决老年人因关节不灵活导致无法自行敷贴膏药的问题。设计出一种面向老年人的膏药敷贴装置。【方法】该装置以STM32F103C8T6为主控芯片，可对红外传感器与压力传感器反馈的数据使用算法进行处理，得到背部位置与疼痛点位置，再根据程序指令来控制电机控制器、舵机、气泵等的运行，完成膏药敷贴。同时，其还包含膏药加热和语音播报功能。【结果】该装置操作简单，具有较高的精准度，可高效地定位到老年人痛点处，且老年人背部受力较合理，避免因受力过重导致其他问题出现或因受力过轻导致膏药粘贴不牢固，可很好地满足老年人的日常生活需要。【结论】该装置为老年人的生活带来较大便利，从而让科技造福老年人的生活，应用前景广阔。     

基于B/S的远程物联网实验系统设计与实现

【目的】为了能提高疫情期间高校物联网专业线上实训的教学效果，【方法】本研究采用B/S架构、Java编程语言、React技术栈、MySQL数据库，设计并实现一种远程物联网实验系统。【结果】该系统由系统管理、实验平台、模块数据和试验数据模块组成，实现了导入学生和教师信息、学生在线选择实验设备、配置试验参数、验证试验效果、查看试验数据、教师管理实验等功能。【结论】测试结果表明，该系统运行稳定、操作简单，能有效满足物联网专业进行远程试验的需求，具有一定的实际价值。     

一种灵活可代步的电动行李箱设计

【目的】由于人们旅游出行所携带的东西过重，遇到坑洼地面时行李箱振动会过大，容易损坏箱内易碎物品，且大多数车站和机场较为空旷，拖拽行李箱不方便出行。为解决上述问题，设计一款灵活可代步的电动行李箱。【方法】该行李箱的运动系统采用麦克纳姆轮，能提高行李箱的灵活性，减震系统采用弹簧减震和气缸减震的双重减震方法。【结果】该设计能使行李箱实现平动，无须转弯半径，并能成为一种短途代步工具，方便人们出行。【结论】应用Solidworks技术对灵活可代步的电动行李箱进行整体设计，通过Ansys对其主要受力部位进行有限元分析，结果表明，灵活可代步的行李箱设计合理。