基于霍尔效应的土沉降监测方法及装置

针对我国目前土沉降监测的自动化程度及仪器可靠性低、监测数据不及时、测量精度不高等问题,提出了一种新型基于霍尔效应的科学监测方法;这种方法采用多个霍尔器件组成阵列,将沉降磁环分布在土中,土的沉降会带动沉降磁环的跟随沉降,于是便会引起霍尔器件周围磁场强度发生相应的变化;利用霍尔效应监测霍尔器件周围磁场强弱并转化为相应的电信号,采用RS485总线通讯方式将采集到的数据实时上传至实验主机,主机对实验数据进行科学建模处理找到沉降磁环沉降位移与电信号的关系,并设计监测管理平台以实现对土沉降实时在线监测;通过实验验证这种监测方法监测精度高最大误差在0.4 mm、稳定性好,可以对多点实时在线监测,从而实现对土沉降的智能化高精度监测;在设计中可结合当前远程传输控制技术实现数据远程共享,具有更加广泛的应用前景。     

变压器油温在线监测系统

为保证变电器的连续安全供电,变压器油必须保证在一定温度下进行运行.本研究通过对变压器油温的在线监测,依据国家推荐的计算公式,实时监测变压器油的温度,并结合上位机软件对这些数据的处理,得出变压器的可带载能力,让用户能从总体上把握变压器的工作情况.监测结果表明,该监测系统的稳定性好、精度高,符合现场测试要求.     

基于ZYNQ飞艇囊体应变在线监测系统设计

针对当前高空飞艇囊体的应变实时测量装置无法同时具备体积小和实时测量的工作属性,创新性地用光学器件和感光元件配合,对工作中飞艇囊体两个固定点的相对位移量进行测量,提出了一种能够在线监测飞艇囊体应变的测量装置,能够实现应变在线测量且测量精度高;采用TCD1500C电荷耦合器件作为数据来源;主芯片采用ZYNQ处理器,ZYNQ能够具备FPGA的并行处理能力和Cortex的数据调度能力,能够处理CCD高速数据;通过自定义IP核,使用PS端与PL端互联AXI协议,实现了高速、大量数据传输;为了得到应变信号,采用了将应变信号转化为位移信号进行采集的方法,之后将位移信号采集存储至SD卡中并周期性显示到上位机上,实现地面对飞艇囊体应变的实时监控;实现了飞艇囊体应变的实时测量并把测量精度提高至0.1％.     

新型拐档差传感器的设计与应用

设计了一种利用霍尔效应实现拐档差测量的新型传感器,通过有限元分析方法计算了圆柱永磁体周围磁场的空间分布,研究了两永磁体同极对称布置的位置和霍尔元件与永磁体的相对安装位置对传感器微位移测量精度的影响,得到了合理的选型方案.实验研究表明：在0～2mm测量范围内检测系统的输出与位移呈线性关系,测量精度达到0.001 mm,适于拐档差微位移的测量.     

机车热抱弛缓在线监测系统的设计

利用霍尔传感器技术和红外测温技术,设计了机车轮箍弛缓在线监测系统。介绍了系统的构成方案、霍尔传感器和温度测弛缓的原理。利用单片机技术设计了电路系统,利用汇编语言进行了软件设计。在实验室进行了霍尔传感器测弛缓位移的模拟实验,并对实验情况进行了分析,实验结果表明:测量精度可以达到0.5mm,能满足系统对精度提出的要求。     

有毒气体无线监测网络设计

设计了一个基于传感器阵列的有毒气体监测网络,采用多类电化学气体传感器采集信号及无线传感器网络进行数据收发和处理,能够在线检测环境中的气体浓度.整个系统功能更加集成化、体积小、很容易与后续处理设备(如空气净化设备)集成并能智能控制后续处理设备.介绍了系统的整体构成、工作原理、无线传感器网络的构建,并进行了信号调理模块线性度测试实验和系统气体浓度检测对比试验.实验表明所研制系统的输出信号能实时测量环境的气体浓度,已经达到了市场上单一气体检测设备的精度.     

虹吸排水自补偿降雨量测量装置

针对传统虹吸式雨量计虹吸时产生计量误差,在野外环境难以实现自动化测量的问题,本文设计了一种基于称重传感器的虹吸排水自补偿降雨量测量装置。通过称重传感器将降雨重量转变为电信号输出,经数据采集处理系统完成电信号的差分放大、模数转换和数据处理,得到降雨量。为了提高降雨测量精度,通过对虹吸过程实验数据的分析,建立了一种高精度虹吸补偿数学模型,消除了降雨随虹吸排水造成的计量误差。该装置通过太阳能供电和完善的电源控制方案实现了能量自给,可以在野外环境长期稳定工作。实验结果表明：虹吸补偿算法提高了降雨测量精度,该装置的降雨测量误差范围在1%以内,并实现了在线实时监测,具有供电方便、通信稳定、测量精度高等优势。     

基于霍尔效应的扭矩测量系统开发

扭矩是机械设备运行状态的重要监测信息.设计了一种基于霍尔效应的扭矩测量系统.首先利用弹性轴拾取扭矩信号,再通过霍尔效应电磁感应原理将负载扭矩转换成输出电压信号,最后利用ADC采样读取这一输出电压信号,并经过高精度扭力扳手对读取的数据信号进行标定.测试结果表明,系统灵敏度约为0.91mV/Nm,线性度约为4.6％,重复性误差约为2.2％,迟滞误差约为2.1％.     

基于RS-485总线的土工膜水力性能测试系统

介绍了一种土工膜水力性能测试系统的设计原理和方法。该系统通过RS-485总线连接上位机与89C52单片机(下位机),实现了土工膜水力性能测试系统。下位机可完成自动加压和对压力、水量、时间的自动测定;上位机与多个下位机通讯,对其采集的数据进行整理、制表打印、显示存储,提高了测量精度,减少了测试时间。     

基于RS-485总线的多点温度监控系统设计

针对温室温度多点监测需要,设计了下位机＋上位机温度多点监测系统,下位机以STC 12C5A60S2为监测节点核心,节点采集的温度数据通过RS-485总线传输到上位机（PC机）,用户可通过个人PC机实时查看温室内各节点数据.重点介绍系统的软硬件设计过程,上位机软件采用C#设计,上位机终端实现了温度数据的查询、保存、输出及报警功能.该系统已投入运用,实践表明该系统运行可靠,具有一定的实用性.     

基于LabVIEW的变压器在线状态监测系统

变压器的在线状态监测对于变压器的故障诊断以及电网的正常运行具有重要的意义。对以机械参数为主、电气参数为辅的变压器振动分析法进行了研究,建立了一套在线状态监测系统。系统通过工作现场的数据采集终端检测变压器的振动、电压、电流和油温信号,使用串口和以太网实现数据采集终端和上位机之间的数据通信;上位机采用LabVIEW软件对这些信号进行分析,从而判断变压器的工作状态。试验表明,系统具有良好的在线监测效果。     

基于ENC28J60以太网接口的矿用监控分站设计

针对目前我国监控分站普遍使用现场总线与以太环网相结合方式实时性差的缺点,基于TCP/IP制定了完善的通信控制协议,采用ENC28J60网络接口芯片设计了分站接口控制电路,实现了监控主机与监控分站之间的数据收发控制.该分站采用定时计数、LCD液晶显示、ENC28J60网络接口和远程控制技术,实现了数据采集、液晶显示、数据处理、控制输出、声光报警和远程控制的功能.经过实验表明,上位机收到数据信息与监控分站采集信息一致,实现了网络的可靠通信.     

基于UcosII系统的电气火灾远程监控系统

针对市场上已有的火灾报警系统存在的缺陷与不足,提出了一种基于UcosII实时操作系统的电气火灾远程监控系统的解决方案。给出了系统的整体框架及其组成,重点阐述了火灾终端监控设备的硬件及软件设计思路。火灾终端监控设备实现了对电气火灾的检测与监控的功能,并通过CAN总线与上位机系统进行实时通信。测试结果表明,系统采用UcosII实时操作系统编程思想弥补了传统顺序结构编程思想的不足,并通过软件校正的方法提高了系统对漏电电流的检测精度,测试数据说明系统满足GB 4287.1－2014标准。     

基于MEMS加速度传感器的线阵式长跨度连续位移测量系统设计与实现

随着MEMS加速度传感器技术的发展与大规模应用,为多维度位移测量提供了技术手段.根据MEMS加速度传感器所具有的高精度、高可靠性等技术特点,设计了一种空间结构呈线阵分布规律的、由多个MEMS加速度传感器组成的长跨度位移传感器,为大坝、边坡等大型结构体的水平位移或沉降位移监测提供了一种全新的自动化测量系统.     

基于CAN总线的电气火灾远程监控系统

为了解决传统电气火灾监控系统在远距离数据通信时误码率高、总线上可连接的终端节点数量少、传输速率低等问题,设计了一种基于CAN总线及STM32F103单片机的电气火灾远程监控系统。给出了系统的整体框架及其组成,重点阐述了火灾终端监控设备的硬件及软件设计思路,制订了火灾监控设备与上位机的通信协议。系统实现了消防联动设备的工作状态、被监控设备的供电电压、电流,被保护用电设备的剩余电流值,以及用电设备工作的环境温度的实时监测,并通过CAN总线将监测状态实时传输到远端计算机。在实现火灾监控的基础功能上,增加了通过现场总线与现场其它监控设备通信的主机功能。测试结果表明,系统在远距离数据通信时传输速率提高、增加监控节点的情况下,系统间的数据通信误码率非常低。     

基于光纤光谱仪的六价Cr在线监测仪设计

设计了一种基于光纤光谱仪六价Cr水质在线监测仪,详细阐述了监测仪光学检测模块、顺序注射模块与电气控制模块的硬件构成.实现了测量范围0~1 mg/L的在线监测仪,并根据环境行业标准对监测仪进行了性能实验.结果表明:在线监测仪线性度可达0.3%,重复性可达1%,示值误差小于3%,具有测量精度高、稳定性好的显著优点,完全满足六价Cr在线监测仪的相关要求.     

基于相关性原理起重机负载电机监测系统设计

对起重机负载电机进行了研究,采用西门子公司的S7-200 SMART PLC采集负载电机的机械振动信号,通过工业Wi-Fi无线模块以无线数据包的形式将采集的数据汇总到上位机LabVIEW监测平台;上位机的LabVIEW监测平台对电动机振动信号进行相关性和频谱分析,将实时振动数据频谱信号和已知常见负载电机的轴承外圈故障、轴承内环故障和滚子故障3种典型的故障状态频谱信号进行相关性运算,得到实时信号与已知状态的相关系数;提出了以相关系数作为故障诊断判定阈值的方法进行故障诊断,实现了对起重机状态进行监测以及监控信息发布。     

基于虚拟仪器技术的城市地下综合管廊施工监测系统设计

针对传统施工监测系统在大型施工现场中无法达到整合各监测参数的效果,导致管廊施工变形的监测精度较低,因此设计一种基于虚拟仪器技术的城市地下综合管廊施工监测系统.系统从硬件与软件两方面进行设计,硬件主要对电路放大器与数据采集卡进行设计与选型,确保处理过的信号可以传榆给计算机的虚拟仪器等工作环境;软件设计中,为保证系统数据的...     

Cerebral blood-flow monitor for use in neonatal intensive care units

The implementation of a real-time multichannel system for monitoring cerebral blood-flow is described. The instrument relies on a completely modular architecture and is based on the principle of measuring the electrical impedance between a number of periodically sensed electrode pairs positioned around the subject's head. The whole setup is controlled by a host computer that performs several functions, such as real-time acquisition, analysis, display and data logging. Two operating options can be chosen by the user: a normal mode that allows continuous monitoring and a triggered mode in which the measurement cycle is automatically started by the occurrence of a preset condition in some other circulatory signal, e.g. the permanently available ECG signal. The design is considerably user-friendly and embodies a number of special safety precautions to take account of the peculiar condition of patients, usually newborn infants hospitalized in intensive care units.