基于STM32的空调散热片粉尘自动监测仪的设计

为了对空调散热片上的粉尘进行准确检测,设计并实现了一种超低功耗高精度粉尘自动监测仪。该系统由ARM处理器、阵列式光电传感器模块、微弱信号调理电路、模/数转换电路、触摸屏液晶显示及输入模块、声光报警系统、继电器开关控制电路、时钟模块以及串口通信模块构成。以STM32微处理器为主控,通过脉冲驱动阵列式光电传感器对空调散热片粉尘进行差分检测,并利用交流激励低噪声AD7195模数转换器将经过放大滤波处理后的电压信号转换成数字量。微处理器接受数字量后进行分析与处理,可实现分级别通过液晶显示和声光报警及时提醒用户清洗空调散热片,并且带有强制断电功能。经实际应用,该智能化空调散热片粉尘自动监测仪能有效精确实现实时显示、光电报警、上位机通信等功能,对各类空调内部散热片都能很好的监测,具有很强的实用价值。     

通辽市节水型社会建设的水资源问题

节水型社会建设是通辽市经济社会发展的必然要求，在节水型社会建设中，应实施“人与洪水协调共处的防洪减灾战略”、“以建设节水高效现代灌溉农业和现代旱地农业相结合为目标的农业用水战略”、“节流优先，治污为本，多渠道开源”的城镇水资源可持续利用和保护战略。通辽市在保证生态用水前提下，水资源开发利用的权限指标为占水资源总量的61％，耗用极限量为33亿m³。在用水结构、经济结构不断趋于合理的前提下，2001年通辽市水资源可承载937.5亿GDP的用水需求，2020年可承载1875亿～3750亿GDP的用水需求。通辽市水资源有条件支持通辽市经济社会可持续发展。     

探空温度传感器的太阳辐射误差研究

伴随着数值天气预报和气候变化研究精细化程度的不断提高,希望探空温度传感器的观测精度达到0.1 K数量级。为了实现此目标,运用计算流体动力学(CFD)方法对珠状热敏电阻器从海平面上升至32 km高空的整个过程进行太阳辐射误差数值分析。在此基础上,针对影响测温精度的引线、引线夹角大小以及太阳照射角度进行分析与探讨,获得其与太阳辐射误差的内在联系。数值求解结果表明:引线、引线夹角大小以及太阳照射角度是太阳辐射误差的重要影响因子。海拔高度与太阳辐射误差之间呈现出随海拔高度的增加斜率不断增大的类指数函数关系。     

用于强对流天气观测的微型云水含量传感器

针对传统云水含量传感器体积大、功耗大等局限性,设计了一种测量强对流天气中云水含量的微型云水含量传感器。通过理论分析和有限元仿真,对微型传感器在云中液态水的蒸发以及气流传热作用下的温度场进行仿真计算,得出加热电阻所需功率和云水含量之间关系。运用PID控制原理对传感器迎风面温度进行实时的控制,使其温度误差在±0.3℃范围内,实验结果表明,在云水含量为0.4g/m3时,传感器功耗仅为3.32W。经过模拟测试,该传感器体积小、功耗低、重量轻,可用来对强对流天气进行云水含量测量。     

基于心冲击图和BP神经网络的心率异常分类研究

心率变异性（Heart rate variability, HRV）被广泛用于临床自主神经系统评估和心率异常分类,传统的HRV分析基于心电图（Electrocardiogram, ECG）、光容积图（Photoplethysmography, PPG）和远程光容积图（Remote PPG, RPPG）,这些方法存在诸多不足：（1）ECG检测需在皮肤涂抹刺激性的耦合剂并附加电极,不宜长期监测且ECG设备价格昂贵;（2）PPG和RPPG测量时存在环境光学噪声,以及肤色不同形成的个体差异性较大;（3）ECG和PPG检测属于接触式,容易带给患者不适感。基于以上不足,提出了一种基于心冲击图（Ballistocardiogram,BCG）的HRV分析方法,该方法降低了传统设备用于HRV分析的成本,利用非接触检测减轻了患者不适感,独特的检测原理避免了个体差异性问题,在长期心血管疾病检测中起着至关重要的作用。实验中采用逆传播（Back propagation,BP）神经网络模型对心率异常进行预测分类,准确率达到80%,表明了该方法的先进性和可靠性。     

科尔沁区地下水水质污染分析

通过分析通辽市科尔沁区近10年地下水水质变化特征,论述该区地下水属于较高矿化度重碳酸盐类弱碱性硬水的特征,得出地下水水质属于较差水质的结论。并对氨氮、铁、锰超标特点做出分析评价,提出污染防治措施。     

防雨帽对探空仪湿度测量影响的CFD研究

采用流体动力学方法研究了GL-5000P探空仪湿度传感器的防雨帽对湿度测量的影响.运用Pro/E对湿度测量系统结构进行建模,使用前处理软件ICEM对其进行网格划分,导入Fluent软件进行稳态和瞬态计算分析.模拟结果表明:GL-5000P防雨帽很好地防止了高空云雨滴对湿度传感器的影响,其兼具一定的防太阳辐射功能,但高空25 km以上防辐射能力减弱,甚至起相反作用;防雨帽厚度对太阳辐射误差影响较小,而其反射率影响则较显著;瞬态分析揭示了传感器表面的湿度场分布产生了时间滞后,且时间滞后常数随海拔高度的升高而增加,到27 km达到0.42 s.该研究为湿度垂直廓线的时间滞后修正提供了理论依据.     

高精度光散射气溶胶质量浓度测量系统的信号处理研究

气溶胶质量浓度是评价大气环境变化的关键参数,光散射法是测量该参数的有效方法。但现有反演模型多采用散射光信号积分量反演质量浓度,导致颗粒物细化信息丢失,且未考虑颗粒形貌因素。针对上述问题,本文提出了一种采用散射光信号幅度分布反演气溶胶质量浓度的分形模型,充分利用了颗粒散射光的信号幅度信息与数目信息,有效提高了反演精度。实验结果表明：对于烟尘和空气样品,分形模型质量浓度反演值与实际测量值吻合,拟合直线斜率与1的绝对差为0.034和0.016,相关系数高于0.999,实验平均相对误差均小于7.7%,而电压积分量反演的质量浓度平均相对误差则在18.7%以内。该研究为光散射法应用于在线监测气溶胶质量浓度提供了一种新的精确反演方法。     

基于ATmega16单片机的微型气象探测系统设计

设计了一种便携式低功耗微型气象探测系统,该系统以低功耗ATmega16单片机作为核心控制部件,采用温湿度传感器、气压传感器以及光强度传感器,进行温度、湿度、气压和光照强度的测量;通过12864液晶、时钟芯片和E2PROM实现数据的显示、存储和查询。实验测试结果表明该微型气象探测系统的测量精度达到了普通气象测量要求,稳定性高。由于该气象探测系统具有微型化、低功耗、实时化和便携式等特点,因而特别适用于小区域的气象监测。     

P型硅纳米板压阻特性的理论研究

考虑量子尺寸效应与自旋轨道耦合作用,从含有应变的6×6 Luttinger-Kohn哈密顿量出发,采用有限差分方法建立了p型硅纳米板的能带结构模型.基于硅纳米板压阻特性与其能带结构的相关性,采用改进的压阻理论定量分析了厚度、杂质浓度与温度对其压阻系数的影响.研究结果表明:量子尺寸效应强烈改变了硅纳米板的能带结构,是其压阻系数增大的主要因素,而自旋轨道耦合作用仅对含较高应变的硅纳米板的能带结构有较大影响;硅纳米板的压阻系数具有尺寸效应,随厚度减小而增大,随杂质浓度增加或温度升高而减小.在高简并条件下,硅纳米板的压阻系数与温度无关,完全由杂质浓度的大小控制;在非简并条件下,情况刚好相反.最后,利用施加应力前后空穴等能面形状的变化定性分析了硅纳米板压阻特性的起源.