海洋探测机器人蓄电池状态监测系统设计与研究

针对海洋探测机器人锂离子蓄电池的安全性和可控性较差等问题,提出一种基于STM32单片机控制的充放电状态监测系统。对蓄电池状态监测系统的主控模块、单电池电压监测模块和均衡模块的硬件及相关电路进行了设计。系统采用主从式拓扑结构,通过硬件调试和优化,有效地减小了电路板的占空面积,提升了系统的散热性能。测试结果表明,电压、电流和温度等数据显示正确,单电池电压的最大检测偏差为0.96%,最大单电池电压超出电池组平均电压6 mV,均衡效果良好。     

基于光纤传感技术的电力机车受电弓状态监测系统

基于光纤光栅传感技术,设计了一种电力机车受电弓状态在线监测系统,能够实时监测电力机车弓网之间的动态压力?受电弓振动状态以及受电弓滑板应力温度等?系统通过仿真?标定及测试,得出弓网动态压力监测范围在0~500N,应变监测范围在-0.2%~0.2%?     

变压器绕组光纤光栅温度传感器的优化设计

基于光纤光栅原理,研制了直接测量变压器绕组内部温度的光纤传感器,对传感器的封装工艺、材料进行了优化设计,解决了热力场和应力影响问题。经过温度标定实验,对光纤温度传感器进行了温度校准。现场实验表明,光纤温度传感器与电子传感器的测量温度能够保持较好的一致性和重复性,测量灵敏度小于0.1℃,测量精度可达到±0.5℃,满足变压器绕组内部温度的实时在线检测要求。     

高响应速度光纤光栅海洋温度传感器设计与仿真研究

设计了一种适合海洋抛弃式测量的高速响应光纤光栅温度传感器。通过对传感器的温度灵敏度的理论分析,采用有限元方法对不同结构参数传感器的响应时间进行了仿真和对比分析,设计了一种响应时间为17 ms的传感器,其灵敏度理论值可以达到30.7 pm/℃,适用于海洋温度快速测量。     

基于PLC的起重机主梁加工设备控制系统设计

针对起重机主梁的生产特点与加工方式,开发了一套基于可编程逻辑控制器(programmable logic controller,PLC)的起重机主梁加工设备控制系统。重点介绍了起重机主梁加工设备控制系统的硬件组成和控制系统软件设计以及加工流程,并根据工作流程进行各控制部分PLC程序编写。设计的起重机主梁加工系统实现了自动化生产,且可一次加工长度为6 m的单段起重机主梁,工作效率大为提高。验证结果表明,该系统性能稳定,可靠性高,具有工程实用价值。     

分布式光纤声波地震波勘探技术

随着常规和易采油气资源日渐减少,勘探开发复杂地质油气资源,对降低我国油气对外依存度,保障国家能源安全发挥着越来越重要的作用。复杂地质油气藏具有储层更薄、更深,非均质性更强等特性,现有地震波检测技术难以实现有效勘探。设计了一种用于油气地震波勘探开发的分布式光纤声波监测系统,使用光缆作为传感器来检测声音信号,采用基于背向瑞利散射的相位调制解调技术,实现了10 m的空间分辨率、-145.35 dB的声压灵敏度的测试,并进行了地震弹炮实地勘探,完成了地震波信号采集处理,获得了清晰的地层反演信息。     

原位营养盐传感器在线自动过滤系统设计

针对小流量营养盐分析传感器运行中过滤器件污染堵塞的问题,设计了一种反冲式营养盐在线过滤系统。过滤元件应用微孔陶瓷滤芯,系统采用二级进样、二级过滤、滤液定期反冲的总体方案,并确定了过滤参数。实验结果表明,过滤系统出水浊度稳定,在0.2~0.3 NTU之间,适用范围在150 NTU以下,过滤后5项营养盐回收率基本都在90%~110%之间。     

光纤布拉格光栅渗压传感器设计

为实现对尾矿库的安全渗压实时监测,设计了一种波纹膜片结构封装的光纤布拉格光栅渗压传感器,通过材料及温度光栅双温度补偿,剔除了环境温度的影响。实测结果表明,该光纤光栅传感器量程为0~20 k Pa,压力灵敏度为27.8 pm/k Pa,线性拟合度达到0.999 99,适用于液位小范围变化的高精度检测。在尾矿库浸润线检测中的应用表明,传感器精度高,重复性好。     

基于云平台的智慧健康养老服务系统设计与实现

为了满足老年人智慧健康养老的需求,利用互联网、物联网、云计算等技术手段,构建了基于云平台的智慧健康养老服务系统。设计并研制了适用于家庭环境下的健康一体机、智能床垫等智能终端,实现生理参数采集和生命体征监测;开发了智慧健康养老服务网站和移动客户端软件;建立了老年健康动态监测机制,实现了信息共享,能够为老年人提供健康指导、慢病管理、远程问诊、安全监护等服务。该系统推动了健康养老服务的智慧化升级,提升了健康养老服务质量效率水平。     

分布式光纤传感数据采集系统设计

基于拉曼散射温度效应和光时域反射技术,设计了100 MHz高速数据采集系统SDLaser_DAQ600,实现对空间环境温度场测量。在数据采集系统中利用现场可编程逻辑门阵列(FPGA),采用实时累加平均算法对原始光纤传感信号进行累加平均,支持10 km光纤实时采样,空间分辨率达到1 m。实验结果表明,65 536次数据累加平均可以得到平滑的斯托克斯和反斯托克斯曲线,使光纤传感信号的信噪比提高到90 d B以上,能够为分布式温度测量提供良好的数据支持。