基于STM32的矿山钻机智能监测保护系统设计

为了监测矿山钻机运行状态,提高钻探工作的安全性和效率;利用STM32单片机与安卓嵌入式系统,开发了一种钻机运行状态实时监测与保护系统;该系统由软件与硬件两大部分组成,以单片机为核心的测量电路(下位机)实现对钻机功耗参数(电压、电流、功率)和钻机容易出现高温部位,电机温度的测量。单片机串口将测得的数据发送至Android App(上位机)中实时显示,并完成数据处理与数据存储等功能。最后,软件结合钻机电气参数与电机温度参数,使用PID控制算法,智能管理钻机运行;该系统已运行于某钻探设备公司的钻机测试系统中,实验结果表明,该系统具有良好的性能,可以实时监测钻机运行状态与自动调整钻机运行,确保钻机处于安全的运行状态。     

基于霍尔效应的土沉降监测方法及装置

针对我国目前土沉降监测的自动化程度及仪器可靠性低、监测数据不及时、测量精度不高等问题,提出了一种新型基于霍尔效应的科学监测方法;这种方法采用多个霍尔器件组成阵列,将沉降磁环分布在土中,土的沉降会带动沉降磁环的跟随沉降,于是便会引起霍尔器件周围磁场强度发生相应的变化;利用霍尔效应监测霍尔器件周围磁场强弱并转化为相应的电信号,采用RS485总线通讯方式将采集到的数据实时上传至实验主机,主机对实验数据进行科学建模处理找到沉降磁环沉降位移与电信号的关系,并设计监测管理平台以实现对土沉降实时在线监测;通过实验验证这种监测方法监测精度高最大误差在0.4 mm、稳定性好,可以对多点实时在线监测,从而实现对土沉降的智能化高精度监测;在设计中可结合当前远程传输控制技术实现数据远程共享,具有更加广泛的应用前景。     

浅层气中甲烷浓度原位检测装置的研究与设计

为实现浅层气中甲烷浓度的原位检测,本文研究设计了一种基于防水透气膜技术和非色散红外气体检测技术的浅层气甲烷浓度原位检测装置。研究选用孔径小于50 的多孔陶瓷及PTFE材料的防水透气膜构成泥水气分离结构,实现对环境浅层气的提取。通过对非色散红外气体检测技术的理论分析,建立了甲烷传感器的浓度检测模型,并采用卡尔曼滤波进行数据处理。在搭建的模拟高水压实验平台上进行装置的防水消压实验,结果证明,在高压环境下装置仍旧具有较好的防水性能。根据模拟实验与实地浅层气探测实验的数据记录分析表明该装置甲烷浓度检测误差小于1%,响应时间小于40s,具有防水、稳定、精确的优点,适用于浅层气中甲烷浓度的原位检测,满足相关研究工作的需要。     

基于螺旋平行传输线的时域反射监测技术研究

针对山体滑坡、泥石流等岩土灾害,通过基于螺旋平行传输线的TDR(Time-Domain Reflectometry)技术,设计出的窄脉冲发生电路,返回波信号调理电路和高速采样模块,运用等效采样法,实现了信号的采集,完成了时域反射监测仪器系统,并对反射波形进行了实时对比研究; 将螺旋平行传输线埋入山体,当山体内部发生形变,引起螺旋平行传输线相应拉伸,拉伸点的特性阻抗随之变化,运用TDR技术对螺旋平行传输线进行测量分析,可得螺旋平行传输线变形数据,相应的反映了山体表面的变形;反射波形的实时对比研究表明,将时域反射技术应用于螺旋平行传输线形变监测行之有效且效果明显.     

汽车动态称重系统的信号处理研究

相对于静态称重,汽车动态称重具有时间省、效率高等特点.现有的汽车动态称重系统在低速运行时(＜ 10 km/h)的情况下,精度较高;而在中高速情况下,由于汽车受到沿路面垂直方向振动的影响,精度下降较快.通过对动态称重系统的阶跃响应曲线进行辨识,得到称重系统的传递函数.在比较称重系统的理想输出信号与实际测量信号之间差异的基础上,考虑汽车振动对测量造成的影响,总结得到汽车轴重信号波峰补偿算法.试验证明,该方法有效地提高了汽车动态称重的精度.     

基于薄膜界面探测的近海浅层气中甲烷浓度检测

摘要：基于薄膜界面探测的近海浅层气中甲烷浓度检测是利用特定的高分子气液分离渗透膜将浅层气从海水中分离出来,内部的红外甲烷气敏传感器感知甲烷浓度输出相应的模拟量值。数据采集与通讯节点将输出的模拟量拟合处理为具体的气体浓度值,并无线发送给上位机。实验结果表明,具有对近海浅层气中甲烷实现原位在线检测的能力,可操作性强。