冻结监测中分布式光纤测温系统的研究

文章根据冻结工程信息化施工的要求,将分布测量理论和光纤传感技术引入到冻结监测中,并结合某矿井冻结工程的实际情况,对分布式光纤测温系统的工作原理、性能指标温度解调方案进行了详细的分析与研究,成功设计出一套满足冻结施工要求的分布式光纤测温系统。该系统依据光时域反射技术和后向拉曼散射温度效应实现温度测量,提高了测量精度和稳定性,降低了系统成本。室内实验及现场试验验证了该系统的测量精度性与可靠性,为冻结温度监测提供了一种新的监测手段。     

基于串口通信的高温高精度电阻测量仪研制

为了实现对电阻的精确测量和实时监测,方便研究温度对电阻变化的影响,开发了高温高精度电阻测量仪系统.该系统以计算机串口通信技术为核心,实现了对电阻和温度精确测量显示、存储、传输等功能.介绍了利用Delphi7开发的串口通信和数据处理程序,并给出了主要源代码,利用该测量系统可以获得电阻值与温度的关系曲线.应用结果表明,该系统具有操作简便,监测精度高的特点.     

基于光纤温度传感器的分布式温度测量系统设计

为实现航空武器装备维护保障中环境温度监测的精细化管理,设计了一种基于光纤温度传感器(FOTS,fiber optic temperature sensor)的分布式温度测量系统.首先利用光纤温度传感器的特点,对分布式温度测量系统进行了总体设计;其次研究开发了其硬件与软件,实现了系统的层次化设计,然后结合C/S网络通信模式实现了系统的网络化管理;最后对分布式温度测量系统进行了功能和性能测试.经系统测试验证表明,该系统可以实现航空武器装备维护保障中环境温度的精细化管理,具有高可靠性、易于扩展、远程访问,测量精度高,且系统的温度测量误差小,并将温度误差控制在1％以内.     

基于WSN的母线槽温升在线监测系统设计

为了对母线槽连接处温升实时在线监测,以便及时发现母线槽连接处的热障碍,设计了一种基于无线传感网络技术的母线槽温升在线监测系统。该系统基于热敏电阻设计的温度传感器,实现了母线槽连接处温度直接测量,并利用ZigBee无线通讯技术,实现了复杂节点温度信息的传输。经过测试,本系统性能稳定可靠,满足母线槽温升在线监测系统的要求,为实现母线槽温升在线监测提供了一种非常有效的手段。     

基于ZigBee的动车组牵引传动系统温度实时监测研究

根据动车组温度参数监测的必要性以及复杂测试环境对监测系统提出的新要求,研制了基于无线传感器网络的牵引传动系统温度实时监测系统.给出了基于ZigBee协议的监测系统总体结构设计以及网络节点设计,利用LabVIEW软件开发平台,结合状态机、多线程等关键技术,实现了温度信号的无线通信、处理、显示、保存以及人机交互等功能.应用结果表明,该系统运行稳定、测量精度高、可扩展性强,为列车的安全运行提供了更可靠的保障以及更便捷的在线监测方式.     

基于CC2530的无线温度传感器网络的设计

传统的有线温度测量由于线路复杂常存在造价昂贵、信噪比低等问题,为解决这些弊端,设计了一种基于CC2530和ZigBee协议的无线温度传感器网络,硬件结构非常简单,更有利于狭小空间下的温度监测;该系统使用DS18B20数字温度传感器对环境进行温度测量;以射频芯片CC2530为核心,使用其标准的增强型8051CPU对数据进行处理与控制;使用ZigBee协议建立无线通信网络,将测得的环境温度通过LCD显示;最后,通过实验测试证明该系统可以有效地测量不同地点的温度并无线组网,能够实现低功耗、高精度、远距离的无线传输.     

基于Android的多路温度监测系统设计

针对传统多路温度监测采用有线通信方式的局限性,提出利用无线Wi-Fi技术传输温度值数据。本监测系统采用STM32微处理器和Wi-Fi无线模块作为温度采集终端,将采集到的温度数据通过UDP通信协议传递到Android平台的上位机显示,实现对温度的实时监测。实验证明,该系统具有安装方便、便于多路温度测量、生产成本低等优点。     

基于射频识别技术的温度监测系统

为了对易腐烂食品、药品和其他对温度敏感的物品在生产、运输和存储过程中进行实时监控,利用射频识别技术RFID、电子温度测量技术、无线传输技术设计了基于射频识别技术的无线温度监测系统。该设计实现了对生产、运输和存储过程中产品温度的实时监测,具有超温报警功能,保障了产品生产、运输和存储过程中的品质。     

基于CC2530的温度监测系统设计

针对现实环境中对温度了解的需要,设计了一种基于ZigBee自组网技术的温度监测系统。该技术有组网方便,自愈能力强等优点,能够稳定准确地获得环境温度。系统以CC2530无线射频芯片为主控芯片,DS18B20数字式温度传感器组成测温节点,运用无线方式并通过串口与PC机实现通讯。实验表明,在温度监测过程中,该系统能灵活组网,测量精确。     

基于传感网的电缆监测系统实现

随着输电线路的不断扩展,为了更好的保证线路的安全、保障用户的安全用电,该方案基于无线传感器网络技术,利用无线温度传感器,测量人不易靠近的高压线缆的温度,并将温度信息汇集到网关,最终送至监测服务器,进行数据的分析处理,形成了电缆监测系统方案,该方案的实现可以对电网中的线缆进行有效的监测,有助于电网监控智能化的实现。     

基于自建模技术的电容土壤水分传感器研究􀀂

基于自建模技术研究了一种快速传感、低成本、高可靠性的土壤含水量传感器.土壤水分的快速传感受土壤类型影响很大,利用自建模技术,能有效地降低传感器受土壤类型的影响,将该模型内置于传感器中在农村得到广泛应用.     

PVDF土压力传感器

为适应土中动态压力测试的需要,研制了PVDF土压力传感器;介绍了传感器的测压工作原理及传感器的结构,并给出了传感器在某爆炸冲击试验中的应用情况;试验表明,PVDF压力传感器适合于爆炸荷载作用下土中压力测量。     

参数调制探针式电容土壤水分传感技术研究

电容传感器是实现土壤水分低成本检测的主要途径,土壤水分中电导对土壤水分影响很大,为了消除电导影响,研究了一种新颖的基于参数调制的探针电容土壤水分传感器,分析了参数调制技术消除电导机理,并建立了相应数学模型,设计了参数调制式探针电容土壤水分传感器的检测电路和数据处理系统,通过参数优化得到了一种能够实现在线测试土壤水分的探针电容传感器及检测仪器.试验表明,随着土壤含水量的变化,其探针电容传感器响应有较大的变化,且在低于25%的含水量范围,土壤含水量与被测电压之间呈线性关系.     

应用于土壤温度测量的无线传感器节点设计

针对传统土壤温度测量方法的缺陷，设计了一种由MCU、传感器、无线收发模块组成的传感器节点。测量时将整个传感器节点埋入土层长期监测土壤温度，通过无线方式进行传输数据，解决了传统测量方法中劳动强度和测量准确性不能兼顾的矛盾。实验证明，通过对节点的电磁兼容和低功耗设计，使节点的通信距离和电池使用寿命均达到了理想的效果。     

A dielectric-based combined horizontal sensor for on-the-go measurement of soil water content and mechanical resistance

Precision agriculture is drawing widespread attention and increasing interest in the use of on-the-go sensors to extract soil and plant information. This new trend is evident from an increased number of (tillage) studies concerning the development of sensors for measuring physical soil properties. In this study, a new dielectric-based horizontal sensor was designed and stationary calibrated in pots for measurement of volumetric soil water content. Subsequently, the sensor was combined with a load cell and installed on a tine with thickness of 25 mm, and its dynamic performance was assessed. The load cell behind the tine measures horizontal soil mechanical resistance. In order to evaluate the on-the-go performance of this combined sensor, two experiments were carried out in a soil bin, with the purpose of (i) measuring soil water content along a transect of longitudinally variable water contents, (ii) investigating the difference in horizontal resistance force measured by either the combined (horizontal force and water content) or a single sensor (horizontal force only). The stationary calibration results showed that quadratic equations with coefficients of determination (R²) of 0.989 and 0.918 could be fitted to the data points obtained from measurements in soil bulk densities of 1.5 and 1.2 g cm⁻³, respectively. The results of the soil bin experiments indicated that the response of the dielectric sensor to soil water content variations was reasonable, but that the output voltage of the sensor should be amplified for a better sensitivity and resolution. The presented combined sensor can provide useful information on soil physical properties towards site specific applications in soils.     

一种土壤水分检测仪的设计

在土壤水分检测的各种方法中,传感器法具有其许多优点。本文就是利用土壤水分传感器设计了一种土壤水分检测仪,阐述了其组成和工作原理。试验表明,利用本检测仪测量土壤含水量与烘干称重法测量值的差值在5%以内,具有测量准确度高,测量速度快,显示直观,使用简单,价格低廉,操作方便的特点。     

DS18B20在季冻土区公路路基温度场测量中的应用

为获得自然气候条件下季冻土地区公路路基内部土体不同时期、不同深度处的温度分布,将DS18B20温度传感器和STC89C58单片机应用于季冻土公路路基温度场的测量中。选取温度传感器,设计数据采集装置和温度测量系统软件,并对设计及测量值精度进行实验验证,实现了对公路路基温度场进行长期、全面、连续测量和数据的自动读取、存储。     

基于无线传感网的土壤呼吸测量系统

LI-COR公司开发的LI-8100系列土壤碳通量测定仪被广泛用于土壤呼吸测定。但该仪器价格昂贵、测量能耗高，难以满足土壤碳通量测定的多点实时测量要求。本文提出引入无线传感器网络技术实现土壤碳通量的多点测量，以准确地评价区域的土壤碳通量指标。通过对动态开放箱法测定土壤碳通量的模型建立，提出了土壤碳通量的计算方法。设计了实现土壤碳通量测定的机械结构，并给出了相应的控制电路。实验结果表明，所设计的仪器与LI-8100的测量结果呈极显著相关，且能耗低，可满足野外的长期部署工作要求。     

弱极化法腐蚀速度测试仪的研制

阐述了弱极化区四点法测定金属腐蚀速度的基本理论,并依据这一理论研制了智能化腐蚀速度测试仪及其电化学传感器。应用该仪器于现场和实验室监测了土壤介质中的不同金属的腐蚀速度     

Kriging‐based robotic exploration for soil moisture mapping using a cosmic‐ray sensor

Soil moisture monitoring is a fundamental process to enhance agricultural outcomes and to protect the environment. The traditional methods for measuring moisture content in the soil are laborious and expensive, and therefore there is a growing interest in developing sensors and technologies which can reduce the effort and costs. In this work, we propose to use an autonomous mobile robot equipped with a state‐of‐the‐art noncontact soil moisture sensor building moisture maps on the fly and automatically selecting the most optimal sampling locations. We introduce an autonomous exploration strategy driven by the quality of the soil moisture model indicating areas of the field where the information is less precise. The sensor model follows the Poisson distribution and we demonstrate how to integrate such measurements into the kriging framework. We also investigate a range of different exploration strategies and assess their usefulness through a set of evaluation experiments based on real soil moisture data collected from two different fields. We demonstrate the benefits of using the adaptive measurement interval and adaptive sampling strategies for building better quality soil moisture models. The presented method is general and can be applied to other scenarios where the measured phenomena directly affect the acquisition time and need to be spatially mapped.