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。     

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。     

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.     

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。     

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.     

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     

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.     

肠道机器人扩张机构设计与优化

为了满足肠道机器人在肠道中运动和驻留的要求,设计了一种大变径比的新型扩张机构。该机构通过采用双层叠腿式设计,增大了与肠道的接触面积,最大扩张半径达到24.5mm,变径比增加到3.27。为了进一步研究该扩张机构的性能,建立了扩张臂的数学模型,对扩张臂的力学与运动学特性进行了理论分析。然后通过有限元分析,对扩张臂运动过程进行了动力学仿真,研究了不同扩张半径下,扩张臂的应力分布和变化趋势,基于有限元分析结果,对扩张臂进行了优化设计,优化后的等效应力最大值比优化前减小了12.89%。之后通过ADAMS对扩张臂进行运动学仿真,以验证其运动学模型的准确性。最后搭建了力学性能实验台,对其扩张力进行了测试,以验证其力学模型的准确性。实验结果显示:实验值与理论值的变化趋势基本一致,而且实验值小于理论值;机构扩张初始阶段误差较大,扩张半径为7.5 mm时,实验值仅为理论值的14.30%;之后误差急剧减小并趋于稳定,扩张半径为10~23mm时,实验值平均为理论值的73.64%;扩张臂1、2、3的实际扩张半径分别为24.5、24和23mm。结果显示本文设计的肠道扩张机构基本满足肠道安全性和大变径比的设计要求,而且结构优化效果明显。