桥梁结构损伤的振动模态检测

首先介绍了桥梁结构损伤检测的振动模态方法的原理及其４ 个要素。总结了用模态参数（固有频率、阻尼比及位移振型）进行损伤检测评估的困难,进而阐述应变模态测量的原理及其用于桥梁结构损伤检测时,相对于位移模态的优势。由于应变模态方法应用于实桥检测受到传统应变测量手段的制约,本文最后提出了一种通过相邻点振动位移的测量,推估桥梁在动载作用下的应力状态,进行实桥损伤检测的途径,并推荐一种新型低频高灵敏度传感器作为位移测量用传感器。     

工程中的低频振动测量与其传感器

针对工程实际中低频振动监测常被忽视的状况，讨论了工程中低频振动测量的要求，包括对大型水发电机组、桥梁、高楼和大坝等大型工程结构的振动监测和故障诊断以及其它工程领域的低频振动测量。文中还讨论了结构模态测试、动态应力应变测量、局部损伤检测对于振动传感器、信号处理技术的要求，并针对现有的测振传感器的不足，提出一种采用串联校正的、高灵敏度、高可靠的新型绝对振动传感器。     

基于 ZigBee 无线通信技术的机械主轴轴承振动检测

为了明确当前机械运转过程中可能出现故障的位置和危险程度,提出了基于 ZigBee 无线通信技术的机械主轴轴承振动检测方法。将采集的现场信号转为电信号,使用内核型号为 51 的 CC2430 异步串行端口进行逐字传输,结合 C 语言建立无线传感循环传输通信基站。使用时域指标方式计算峭度指标、裕度指标和有效值,利用结构参数和几何模型提取振动特征频率,针对不同频率下振动信号,使用小波分组和小波重构方程组消除噪声,借助频带运行能值判断当前振动类型。对比实验通过分析小波分解功率值与能值,验证所构模型的自适应能力,结果表明,提出的检测方法从主轴振动频谱入手,能够准确找出故障原因,具有较高的可行性。     

面向工程振动环境监测需求的MEMS加速度计及其应用

要:随着我国重大建设项目的日益增多,核电设施、大型桥梁、大科学装置等重要建筑工程对其所处环境的振动控制要求愈发苛刻,对工程振动的监测需求也日益强烈.基于硅微加工和超精密制造的MEMS加速度计集成度更高、尺寸更小、功耗和成本更低,高度契合需要使用极多加速度计的振动环境监测的应用需求.文中介绍了压电式和电容式MEMS加速度...     

基于随机共振的机械传动系统机电耦合振动检测方法

为提高机械传动系统机电耦合振动检测的准确性,设计基于随机共振的机械传动系统机电耦合振动检测方法。采用随机共振理论去除信号噪声,推导整个传动系统的运动学传动比;对耦合传动效率建模,求解主共振现象;计算外界激励频率,确定主共振解的幅频参数,并忽略各物理量的高次谐波,计算机械转速并确定混沌阈值;分析系统干扰情况,以此完成机械传动系统机电耦合振动检测。实验结果表明,所提出的振动检测方法具有较高的准确性。     

超精密磨床振动和温度无线监测系统研究

开发了一套基于无线传输理论的精密磨床振动和温度无线监测系统,传感器和红外测温仪采集到的振动和温度信号接入相关的调理电路,经无线传输设备以一定的格式发送至远端的控制PC上.在状态监测控制端,基于Visual Basic 6.0开发的在线监测软件,显示振动信号幅域、频域处理结果以及温度信号的最高温度值和温度值曲线,以此判断机床是否处于正常工作状态.     

适用于输电线路监测的自供电无线在线监测系统

高空输电线路的实时在线监测对于电网安全可靠运行非常重要,然而输电线路在线监测系统的传统电源供给方式如感应取电、太阳能等方式,难以满足实际应用场景的需求。提出一种基于电磁-压电-摩擦纳米发电机的混合式自供电能量收集方法,将输电线路振动能转换为电能为在线监测系统供电,同时采集输电线路温度、弧垂、微风振动信息,无线发送至终端服务器,实现对电网线路的实时监控预警。系统包括复合能量收集器、电源管理模块、传感监测模块、无线通信模块、数据分析与处理模块等,实现低功耗自供电感知、无线数据收发、电磁屏蔽、数据分析与展示及实时监控预警等多项功能。系统收集环境振动能实现自供电传感,结合无线传输互联网技术形成的无线输电线监测网络实时性强、监测效率高,对提高国家电力系统的稳定性和可靠性具有非常重要的意义。     

基于ZigBee的无线振动检测系统设计

针对机械设备的振动信号检测问题,采用ZigBee技术设计了一套无线传感器网络振动检测系统,详细介绍了系统结构,硬、软件设计方案和通信方法。基于Zig Bee技术并结合MEMS传感器开发的无线传感器系统,能够实现无线检测运行机械设备的三轴振动信号,利用Qt框架设计的上位机软件系统可以实现三轴振动信号的波形显示、数据存储以及利用快速傅里叶变换获得的频谱图检测设备的运行状况。实验表明,通过该系统可实时无线检测现场机械设备的振动信号,提高了机械设备故障诊断的自动化水平。     

Data compression in wireless sensors network using MDCT and embedded harmonic coding

One of the major applications of wireless sensors networks (WSNs) is vibration measurement for the purpose of structural health monitoring and machinery fault diagnosis. WSNs have many advantages over the wired networks such as low cost and reduced setup time. However, the useful bandwidth is limited, as compared to wired networks, resulting in relatively low sampling. One solution to this problem is data compression which, in addition to enhancing sampling rate, saves valuable power of the wireless nodes. In this work, a data compression scheme, based on Modified Discrete Cosine Transform (MDCT) followed by Embedded Harmonic Components Coding (EHCC) is proposed to compress vibration signals. The EHCC is applied to exploit harmonic redundancy present is most vibration signals resulting in improved compression ratio. This scheme is made suitable for the tiny hardware of wireless nodes and it is proved to be fast and effective. The efficiency of the proposed scheme is investigated by conducting several experimental tests.     

透射式能见度无线测量系统设计与软件实现

针对传统的透射式能见度检测系统中发射端和接收端通过很长的有线连接,放置不灵活、监测效率低等情况,设计了一种基于无线传感网络的新型透射式能见度检测系统方案。通过硅光电池进行光电转换,应用CC2430模块构建无线传感网络,并利用温度传感器DS18B20进行温度补偿。论文对该系统的测量原理和设计、软件的具体实现进行了详细的介绍。测试结果表明,该系统运行稳定,软硬件可以协调工作,并能实现能见度数据的传输、显示与分析     

A stochastic analysis framework for a steel frame structure using wireless sensor system measurements

This paper presents a stochastic analysis framework for estimating the system-level first-passage probability of the structural responses of multi-degree-of-freedom structural systems based on experimentally measured uncertainties. The uncertainties are quantified by comparing the measured structural responses using a wireless sensor system and the predicted responses from an analytical model. The wireless sensor network is designed based on a modular design method, and the experimental program details for the measurement of structural responses are provided using the developed wireless sensor network. This framework employs a Monte Carlo simulation (MCS)-based first-passage probability estimation technique in which a structural dynamic analysis is performed in each simulation realization. The framework is applied to a 16-story steel frame structure, and the first-passage probability of 16 locations and the series system passage probability of the entire system have been estimated. The effect of the dependency between the structural responses is considered, and the improvements that need to be made to the presented framework in the future works are discussed.     

粉末冶金斜齿轮振动特性实验研究

齿轮传动是一种应用非常广泛的机械传动形式,在传动过程中会产生振动、噪声,其振动特性是齿轮装置动力性能的重要指标.粉末冶金齿轮是一种新型工艺制作的齿轮,具有良好的力学性能,其振动特性的研究,对于指导设计高性能的齿轮装置,具有重大意义.设计了基于Labview的齿轮振动信号虚拟仪器系统,分析了粉末冶金斜齿轮和38CrMoAl斜齿轮振动信号特征,结果表明:粉末冶金温压斜齿轮比38CrMoAl斜齿轮振动峰值小,传动更稳定,具有广阔应用前景.     

基于MATLAB常微分方程仿真探索

介绍运用MATLAB对微分方程组的仿真方法。首先给出一阶、二阶的ode（ordinary differential equation）解，并利用SIMUUNK建立仿真模型，给出仿真结果图形；然后给出一个具体的应用实例。仿真算法具有模型设计简单、结果直观等特点有很强的使用价值。     

汽车轮胎压力智能监测系统的设计与研究

依据轮胎爆胎机理,对影响汽车轮胎工作性能因素进行分析,简述了汽车轮胎压力监测系统的工作原理和系统组成.设计了适用于真空胎的轮胎压力独立智能监测系统.简述了系统的硬件设计、软件实现和无线通讯协议等方面的内容.     

时钟同步调度的多跳机械振动WSN多信道传输法

针对机械振动无线传感器网络(wireless sensor networks,简称WSNs)在多跳应用中因信道竞争激烈导致大量振动数据传输速率低的问题,提出了一种基于时钟同步调度的多跳机械振动WSN多信道数据传输方法,从时钟同步精度、网络调度效率和信道干扰等方面提高多跳网络数据传输性能。首先,采用基于信标时序补偿的多跳网络时钟同步方法,实现数据传输的全网同步调度;其次,通过父子链路时序轮转的数据传输调度方法,确保节点有效传输时间最大化;然后,采用干扰最小化信道分配方法实现多跳网络传输信道分配,避免邻频干扰对多信道并行数据传输的影响;最后,通过丢包检测重传机制保证数据传输可靠性,避免振动数据丢失。多信道数据传输性能测试结果表明,该方法可以将多跳网络数据传输速率从10kbps提高至70kbps以上,满足多跳机械振动WSN数据传输需求。     

Sensor scheduling for relay-assisted wireless control systems with limited power resources

In this paper, we investigate the transmission scheduling problem for wireless control systems (WCSs) with limited power resources. Different from the existing works, for a discrete-time linear process, we consider a more practical WCS, where a relay is introduced into the framework for remote transmission and control. To achieve the best control performance of the system, we propose a global optimal offline scheduling algorithm. Then, based on ACK-feedback framework, two different online scheduling schemes are further designed respectively under the given power resources. Theoretically, we prove the superiority of online schedule to the offline one under the same energy budget. Simulations are conducted to demonstrate and verify the effectiveness of the proposed algorithms.     

成品油管道泄漏控制装置总体结构设计

针对成品油管道泄漏时,喷射压力高、油品易挥发易燃等特点,设计了一种成品油管道泄漏控制装置,对其总体结构和主要功能进行了描述.重点介绍了远程无线遥控行走系统的框架结构和工作原理;找管定位系统的构成和工作方式;漏油回收机构的结构特点和泄漏油品的回收原理;并对其强电和弱点方面的防爆问题提出了解决办法.该设备能有效提高成品油管道泄漏喷射时的维抢速度,降低维抢人员的风险,减少油品泄漏的损失,减轻油品泄漏对环境的污染.     

冗余策略下的机械振动 WSN 高效可靠传输方法

针对大量机械振动无线传感器网络数据的传输过程中高延时和可靠性的问题,提出了冗余策略下的机械振动无线传感器网络高效可靠传输方法。首先分析对比了基于IEEE 802.15.4协议支持的ACK和Non-ACK的传输机制下的时间消耗,取消传输ACK应答帧带来的时间延时,保证大量机械振动数据的高效传输;然后提出了一种冗余策略下的数据可靠传输方法,采用部分冗余矩阵进行数据编码将机械振动原始数据在丢包率下进行数据扩展;最后,数据中心将收到的数据解码即可得到原始数据。实验结果表明,所提方法数据量经冗余编码后增加25%后,每轮传输延时可减少约3 s,传输能量消耗可降低约555 mJ,并能保证数据完整性。     

机械振动WSNs最小二乘发射功率自适应控制方法

机械振动无线传感器节点为了保证数据传输的可靠性采用最大发射功率,导致部分传感器节点传输能耗浪费。针对此问题,提出了一种无线传感器节点最小二乘发射功率自适应控制方法。首先,传感器节点在机械振动监测中进行簇内通信获得发射功率与链路质量的离散关系;其次,采用最小二乘法对离散数据进行线性拟合,建立数据可靠、节能传输的最小二乘发射功率自适应数学模型;最后,结合链路质量指示阈值计算出节点间数据传输的最优发射功率。对比实验结果表明,采用最小二乘发射功率自适应控制方法能有效降低机械振动无线传感器节点的传输功耗。     

基于CC2530的无线振动监测传感器节点设计

针对传统的振动监测传感器节点功耗高、成本高、精度低的缺陷,设计一种基于无线传感器网络的振动监测节点。因CC2530结合了射频模块和高性能8051单片机,且适用于功耗解决方案,所以节点以CC2530为核心,采用高精度三轴加速度计ADXL345采集振动数据,利用IAR工具设计了Zigbee协议栈,实现了节点的自组网络,用C语言实现软件设计。试验证明:该节点可对振动监测实现远程数据采集,且具有安全可靠的无线通信功能。