水下目标多元声传感阵列网络定位方法

针对由于环境干扰因素等影响水下目标精确定位的问题,提出了采用以声传感器为核心的多五元声传感阵列网络定位方法。根据水下空间环境,建立了多五元声传感阵列网络定位空间数学模型,研究与分析网络结构的多五元声传感阵列定位算法,给出了水下目标多五元声传感阵列网络定位参数的计算式及误差分析。分析表明:多五元声传感阵列网络定位参数的精度与声传感器阵列的布阵方式和声传感器之间的时延密切相关,随着时延的增大,水下目标方位角、俯仰角及距离误差也增大;通过采用单五元声传感阵列定位算法和多五元声传感阵列网络定位模拟对比实验,在同一区域下,多五元声传感阵列网络定位算法测量误差小于单五元声传感阵列定位算法测量误差,验证了水下目标多五元声传感阵列网络定位具有测试精度高的优点,为水下目标的精确定位及精确制导研制提供了技术方法,为开拓水下目标检测奠定了基础,具有很高的应用价值。     

基于生产者-消费者程序结构的振动传感系统

低频振动常伴随自然灾害的发生,低频振动信号的实时准确检测对海底地震监测及海啸预警等领域的灾害探测具有重大意义,光纤振动传感器是实现低频信号检测的有效方式.设计了一类光纤振动信号传感系统的传感光路及相位解调单元,采用基于迈克尔逊干涉仪结构的顺变柱体传感检波器实现对传感系统中振动信号的转换和探测.针对光纤式低频振动信号传感...     

水下无线传感网络仿真工具研究

水下无线传感网络不同于在陆地上基于电磁波的无线传感网络,尤其是对水下无线传感网络的仿真;如何模拟水下或海洋的复杂环境,建立高效逼真的仿真环境尤为重要,该文主要针对现有的水下无线传感网络模拟器进行介绍,讨论各种仿真器的特点。     

海洋石油平台导管架安全监测系统

基于光纤光栅传感原理研发了应变、倾角和加速度传感器,应变测试精度达到5 με,倾角测试精度达到0.02°,加速度测试在40 Hz以下灵敏度达到800 pm/g。应用传感器建立了一套海洋平台导管架安全监测系统,实现了对腿桩支撑力、平台倾斜和摆幅的在线监测;通过建立导管架力学模型计算其应力状况,分析导管架的安全性并进行预警。系统成功应用于南海石油平台监测,为海洋平台的结构安全提供了保障。     

基于海洋动物载体的传感器监测技术现状及发展方向

海洋水下监测技术是建立海洋环境立体实时监测系统的重要组成部分,是各国海洋科学和海洋军事领域的研究热点。本文综述了海洋动物作为海洋传感器载体在海洋监测中的应用,以及海洋生物标签技术与海洋监测传感器技术的发展过程,对基于海洋动物的水下移动监测平台及其未来在海洋环境、海洋资源和海洋军事领域的潜在应用价值进行了展望,指出构建我国海洋动物传感器技术体系的关键问题在于新型传感器的研制及其在海洋动物中的应用研究。     

电光调制式瞬态电场传感器研究综述

电光调制式电场传感器具有体积小、频带宽、抗干扰能力强、对被测电场扰动小等优点,可用于复杂电磁环境下尤其是小空间内的瞬态电场测试。分类介绍了现有电光调制式瞬态电场传感器的传感机理和发展情况,有助于今后开展相关研究工作。     

水下无线传感网络路由性能参数研究

水下无线传感网络通信不同与基于电磁波通信的无线传感网络;文章分析了水下通信信号的特征,并与陆地无线传感网络进行比较,并详细描述在水下无线传感网络路由传输中,评价路由通信性能的参数,并对这些参数进行了详细的解释。     

基于光导毛细管器件的SPR生物传感器及IgG检测

光纤表面等离子体共振(surface plasmon resonance,SPR)传感技术具有免标记、灵敏度高、体积小、成本低等优点.在传统的光纤SPR传感器件基础上设计制造了光导毛细管SPR传感器件,利用自行研制的波长调制式SPR传感装置,对器件灵敏度、分辨率和检测精密度等方面的性能进行了评价.相比光纤SPR传感器件,光导毛细管SPR传感器件产生更显著的SPR效应,提高系统分辨率达9.6×10-6 RIU(折射率单位).应用光导毛细管SPR传感器件可进行IgG快速、定量检测,检测线性范围受传感区固定的蛋白A疏密程度影响,其中0.01mg/mL蛋白A修饰条件下检测线性范围是0.33~1.53μmol/L,0.10mg/mL蛋白A修饰条件下检测线性范围是0.20~3.67μmol/L;并进行了蛋白A-IgG的解离常数测定,Kd=1.4×10-7 mol/L.相对于现有商业SPR仪器,基于光导毛细管器件的SPR生物传感器使用成本低、便携性好,具有良好的应用前景.     

新一代光纤智能传感网与关键器件基础研究进展

天津大学在973计划项目的资助下,开展了光纤传感技术相关研究.其主要内容包括设计了基于光子晶体光纤的填充银线的PCF-SPR传感器,最佳灵敏度为2 400 nm/RIU;设计了一种基于液芯光子晶体光纤的PBG-PCF温度传感器,传感器的最高分辨率为4×10³ nm/RIU;设计了基于甲苯-氯仿混合溶液填充的光子晶体光纤可调谐热敏光开关,通过改变溶液配比实现不同温度跃变点;构建了基于光微流体理论的3种结构模型,并针对模式场分布及磁场探测展开了研究;构建了基于L波断掺饵光纤放大器的光纤内腔气体传感系统,其绝对误差小于0.04%;针对传感器结构、解调光路、解调算法,设计并优化了F-P传感系统;提出了针对光纤传感网的评估鲁棒性模型,开展了梳状暗调谐光源技术和OFDR技术在光纤传感网检测方面的研究.     

电压互感器传感头电场仿真与优化设计

在电压互感器中,传感头电场分布对互感器绝缘性能具有重要影响。通过设计不同形状尺寸的传感头电极,包括方块电极、半圆边电极、纺锤形电极、三角形边电极和内斜边电极,分别仿真其电场分布。结果表明,采用内斜边电极时,传感头周围的电场均匀性最好。同时压电陶瓷相对介电常数较大损耗角正切较小时,电压互感器具有更好的绝缘性能,其电场均匀性也更好。     

海洋平台振动采集的超低频无线传感器设计

海洋平台结构体积庞大、构造复杂、造价昂贵,所处的服役环境恶劣,对海洋平台振动响应进行快速检测、分析、诊断和维护,已成为平台安全运营的必要措施和手段.本文结合无线传感器网络和数据挖掘技术,进行了平台快速检测超低频无线传感器的设计:首先,分析了平台振动测试超低频、快速性的要求;其次,采用模块化方法,完成了超低频传感器机理分析、微处理系统、无线系统、电源管理系统的设计,并集成为无线加速度传感器节点;最后,分析了节点软件功能,采用数据挖掘分类和预测方法来加以实现.所设计无线加速度传感器节点,具有超低频、高分辨率的特性,能够满足海洋平台结构振动响应数据的精确和快速测量与诊断需求,具有很好的应用前景.     

分布式传感网络前沿技术及实时应用

<正>传感网络是由大量传感节点通过无线通信、以自组织方式构成的网络,目的是协同地感知、采集和处理网络覆盖区域中感知对象的信息,最终传输到观察者。传感网络综合了传感器技术、嵌入式计算技术和无线网络通信技术,在军事监控、工业过程控制、环境检测、医疗监控和智能家居等方面具有广阔     

水下机器人在深水海底电缆维修中的应用

随着海洋石油开发向深水区域的发展,对于包括海底电缆、海底油气输送管线、水下井口等在内的水下设施的维修工作日益增多。本文通过实例,介绍了水下机器人作为一种实用的水下作业工具,能够在深水海底电缆维修项目中代替饱和潜水作业,并具有突出的经济性,其在海洋石油工程项目中的作用将越发重要。     

电容-电阻双模式材质识别传感器设计与实验

提出一种由同面双电极接近感知单元和炭黑填充硅橡胶力敏传感单元构成的电容-电阻双模式材质识别传感器.研究电极尺寸、屏蔽距离对电容模式材质识别性能的影响,通过COMSOL Multiphysics仿真软件优化电容模式材质识别传感单元结构设计;探究炭黑含量、制备工艺及力敏材料尺寸等对电阻模式材质识别性能的影响机制.构建材质识别电容、电阻信息采集与实验平台,将待识别目标物属性信息与电容-电阻双模式材质识别数据库进行匹配以完成复合式材质识别.实验结果表明:提出的双模式材质识别传感器具有结构紧凑、检测范围广、操作便捷等优点,同时克服了单模式材质识别单元检测性低、检测目标物受限等弊端.     

光纤传感技术在油田开发中的应用进展

相对于传统电学传感器,光纤传感器具有体积小、灵敏度高、耐酸碱腐蚀、抗电磁干扰能力强、不产生电火花以及可实现分布式、实时在线、永久性监测等特点,得到了众多科研工作者的广泛关注,并在油田开发中获得了广泛应用。对应用于油田开发中的光纤传感技术的原理和发展现状进行了介绍,主要包括用于温度、压力、流场、声波、应力等方面检测的光纤传感技术。阐述了各种光纤传感技术在油田开发中的具体应用,通过对各传感技术的优缺点进行分析,并与现有的传统传感技术比较,指出了光纤传感技术在油田开发应用中的巨大优势和广阔前景,并对光纤传感技术在油田勘探和开发中的进一步的应用和发展进行了展望。     

新一代光纤智能传感网技术进展

新一代光纤智能传感网是一项涵盖领域较为广泛的综合性技术,主要包括微结构光纤传感、基于非线性光学散射的光纤传感、基于光纤扰动的光纤传感、传感网的优化及应用技术四个方面。燕山大学、天津大学研制了不同类型的光子晶体光纤传感器,可用于生物化学方面检测。中国计量学院、南京大学开展了基于非线性光学散射的光纤系统研究,并在实际工程中得到应用。复旦大学、天津大学、上海理工大学针对光纤扰动的理论、算法等方面进行了研究。天津大学开展了光纤传感网优化及应用的研究,并在实际中得到应用。该文简要介绍了上述科研机构在光纤智能传感网技术方面取得的进展,为广大科研工作者进行相关研究提供参考。     

光纤传感技术在烃类检测中的实验研究

本研究在调研了大量光纤传感技术文献的基础上,对用于烃类组分进行直接检测的气态烃光纤传感器进行理论研究,完成了技术方案路线的选择和初步设计,探索性进行光纤传感在流体检测方面的实验,为后续该技术开发打下良好的基础。     

室温全固态氢传感器研究

以Sb₂O₅-H₂O-H₃PO₄ 复合氧化物为固态电解质 ,利用混合压膜和蒸发的方法制作传感催化电极和参考电极 ,研制了室温全固态电解质氢气传感器。传感器的组成为:空气 ,Pd(或Ag) |Sb₂O₅-H₂O-H₃PO₄ |Pd ,H₂ (在N₂ 或空气中) ,考察了传感器的电位响应值与氢气体积分数之间的关系 ,以及温度对氢气传感性能的影响;通过测绘极化曲线来研究其应答机理,从而分析传感器电位响应值不同于能斯特值的原因——敏感电极上混合电势的形成。     

无线传感器网络声震节点目标分类综述

综述了无线传感网络中声音和震动节点目标分类问题.声震目标探测和分类的性能受到复杂外界环境的影响,对特征量提取和分类算法提出较高的要求,同时考虑到传感器网络功耗、带宽等方面的限制,又需要较低复杂度的算法.从地面目标产生声震信号的机理出发,讨论了传感器节点内各种不同的特征量提取和目标分类算法,并予以比较、评价,为实际应用提供指导,最后给出了简要的评述和展望.     

无人机航拍在青藏高原高寒草地生态系统研究中的初步应用

海底钻机以其钻探成本低、效率高,样品扰动小、易保压,设备体积小、易操作和船舶适应性强等优点,已经成为海底资源勘探、海洋地质调查和海洋科学考察不可或缺的重要技术装备,得到了世界各海洋强国的重视和应用.本文结合海底钻机的发展历程和应用现状,对以适水深度、钻探深度、取样方式、多功能化、智能化为评价标准的前后四代海底钻机进行了综述分析,并对部分代表性机型进行了详细描述,之后从钻探深度与取芯直径、多模式钻进与取芯方式、设备状态的智能化监控、多功能井下与井口监测技术、甲板支持系统与船舶适应性等5个方面提出了海底钻机的发展趋势.