用于胃肠道微型机器人的组合螺线管式无线能量发射系统研究

为保障胃肠道微型机器人在体内稳定、可靠工作,以扩大无线能量传输系统的工作范围、提高接收能量及其稳定性为目标,研究了新型组合螺线管式无线能量发射系统。通过有限元仿真分析,确定发射线圈的最佳结构及结构参数。基于最小传输能量要求及所提出的发射线圈性能评估指标,优化确定发射线圈的匝数。研制的发射线圈尺寸为50 cm×50 cm×42 cm,较传统的亥姆霍兹线圈在轴线方向上扩大了17 cm,可以更完整的覆盖人体胃肠道区域。实验结果表明,采用边长为12 mm的三维正交能量接收线圈,在发射线圈内任意位置及姿态下,负载接收能量超过660 mW。在发射线圈非边缘区域,接收能量的位置稳定度超过了80%,能够较好的满足为胃肠道微型机器人供能的实用要求。     

微污染水源水中氨氮去除研究

本研究通过模拟实际水厂运行的状况,比较了折点加氯法和投加沸石粉去除水源水中的氨氮的效果。研究发现,投加2g/L沸石粉能将氨氮浓度从2.35mg/L降低至1.08mg/L,但继续投加沸石粉无法进一步去除氨氮;相比较而言,折点加氯法是水厂用来去除氨氮比较合适的方案,效果上更具有优势和经济性,它能够将氨氮浓度降低至0.5mg/L,并且亚硝酸盐的去除几乎达到100%,当pH值为7.6时,折点加氯法能够取得最好的氨氮去除效果。     

Florida橘油-壳聚糖复合膜的制备及表征

使用浇铸-蒸发-碱浸法制备了壳聚糖(CS)膜和Florida橘油(FMO)-壳聚糖复合膜。采用FT-IR、XRD对膜的微观结构进行了表征,分析了FMO添加量对膜的厚度、拉伸强度、断裂伸长率、接触角、水蒸气透过系数、总溶解物含量等性质的影响。结果表明,FMO橘油的成分占据了壳聚糖骨架中的部分官能团的位置,影响着壳聚糖共价键的振动强度;FMO的添加,并增大了膜中壳聚糖乙酸盐的含量,并使膜的拉伸强度降低;FMO添加量为4%时,膜的厚度达到最小值19.80±0.21μm,断裂伸长率达到最大值2.81±0.01%;FMO添加量为10%时,膜的厚度达到最大值26.90±0.22μm。FMO添加量为2%时,膜的水蒸气透过系数达到最小值305.33±3.69 mg·mm/(kPa·h·m2);膜的接触角和总溶解物含量都随FMO添加量的增加而增大,最大值分别为81.80±0.09°和2.96±0.05%。研究结果为FMO-CS复合膜的实际应用提供了理论依据。     

低功耗人体全消化道生理参数遥测胶囊的设计

设计了一种连续监测胃肠道生理参数的低功耗参数遥测胶囊,它主要包括传感器模块、低功耗专用集成芯片和无线射频模块.首先,采用三态时钟管理单元为集成芯片内部的各个模块选择合适的时钟频率,并在模块闲置时关闭相应模块的时钟来降低集成芯片的功耗.其次,采用单工通讯、数据暂存和减小发射功率等方法降低射频模块的功耗.最后,通过软件设计使胶囊间歇工作以降低系统整体功耗.测试结果表明:专用集成芯片工作时电流约为300 μA@2MHz,休眠时约为4μA@28 kHz;射频模块发射时电流约为12 mA,单片机采集数据时电流约为300 tμA.与第二代参数胶囊相比,射频模块和单片机的功耗分别降低了约47％和24％,可连续工作时间达到136 h,基本满足参数胶囊长时连续监测胃肠道生理参数的要求.     

应用递推神经网络的传感器动态建模研究

根据动态校准实验结果建立传感器的动态数学模型 ,以研究传感器的动态性能 ,是动态测试的一个重要内容。研究了递归神经网络模型在传感器动态建模中的应用。递归神经网络模型采用具有输入层、中间层、输出层的三层网络结构 ,整个网络的特性决定于相邻层间的连接权。采用递推预报误差算法训练神经网络 ,具有收敛速度快、收敛精度高的特点。由于其反馈特征 ,使得递归神经网络模型能获取系统的动态响应特性。该方法特别适用于传感器非线性动态建模 ,而且避免了传感器模型阶次的选择的困难。试验结果表明 ,应用递归神经网络对传感器进行动态建模是一种行之有效的方法     

广域污染源水质实时自动监控系统

介绍一种广域污染源水质实时监控系统，主要介绍了系统的各个结构设计以及系统所实现的基本功能；该系统具有自动，可靠和稳定的特点。     

多节履带式机器人系统组成和越障性能研究

针对核工业管道内壁检测中环境信息的实时获取需求,研制了结构紧凑的三节履带式越障机器人系统.该系统由控制端和机器人本体组成,以dsPIC芯片群为核心,实现了稳定的无线操控、电机间的协调动作和视频信息的实时采集,并设计了友好的用户操作界面.根据系统的机构特征,探讨了越障过程中姿态调整的稳定性和越障规划等问题.台阶攀爬、沟壑跨越和野外工作等实验结果表明,该机器人系统具备良好的越障性能.     

Proteus软件在"检测技术"课程教学中的应用

测控技术与仪器专业课程"检测技术"是一门内容广、实践性强的课程.本文介绍了Proteus的特点,以分布式粮仓测温系统为例讨论了Proteus在"检测技术"专业课程教学中的应用,通过Proteus和Keil的联合仿真环境进行了系统设计和软件调试,成功地编写出实现任意多点的温度连续测量的程序,达到了设计目标.将Proteus引入到专业课程教学中,建立虚拟的检测技术实验室,有助于加深对基于单片机的智能检测系统的理解.     

复合絮凝剂处理卡拉胶压榨水的研究

采用无机絮凝剂及无机/有机复合絮凝剂的方法对卡拉胶压榨水进行絮凝处理,以期处理后的水样可在卡拉胶生产的其他用水工段循环利用,降低生产成本。试验考察了PAC与PAM的不同添加量、p H及絮凝温度对絮凝/混凝效果的影响,以卡拉胶的去除率和铝离子的残留量为指标,确定了絮凝剂处理压榨水的最佳试验条件。研究结果显示,PAC/PAM复合絮凝剂对卡拉胶压榨水的处理效果普遍优于PAC;PAC用量2g/L,PAM用量15mg/L,p H值为4⁷,温度为25℃7,温度为25℃⁴0℃,在此条件下,小分子卡拉胶的去除率在90%以上,Al3+残留量小于0.2mg/L,水样色泽接近蒸馏水。