基于光纤传感网的高压输电塔线状态监测系统

电力系统是国民经济命脉,高压输电线路是电力系统的桥梁。实时监测高压输电线路的状态安全对国民经济至关重要。早期,使用人工巡查监测线路状态,之后使用无线传感设备监测线路状态。人工巡检效率低下且不能实时监测、无线传感设备易受高压线路电磁干扰。光线传感器以其抗干扰能力强、传速速度快等特点能够解决高压输电塔线监测的安全性和实时性问题。首先根据高压输电塔线需监测的物理量研制光纤传感器,其次架设光纤传感网络,然后设计开发高压输电线路监测软件平台,最后,根据西靖线的实际情况布设传感器、构建传感网络、部署监测平台得到实时监测数据。系统能实时接收传感器数据,监测高压输电线路状态     

传感器在长期监测公路下连拱隧道受力的应用

为了保证隧道施工和后期运营安全,以及保证隧道上方公路的安全运营,有必要监测隧道支护结构的受力状态.对公路中间下方的隧道断面支护结构的受力进行了3年多的长期监测,介绍了对支护结构受力的监测方案和所使用的传感器与测试仪.监测结果表明:对该断面支护结构的受力进行长期监测是有必要的,所使用的传感器适合于隧道支护结构受力的长期监...     

光纤光栅传感器在公路隧道衬砌结构安全监测中的应用

从工程实用角度归纳了光纤光栅传感器相对于其他传统监测仪器的主要优势,阐述了其在隧道结构安全监测中的适宜性.在此基础上结合某公路隧道衬砌结构的薄弱部位和具体条件,设计了现场自动化监测和无线数据通信系统,采用光纤光栅传感器对隧道支护结构的变形和受力状态进行了实时监测实验,结果真实有效地反映了结构物的运行性态,表明光纤光栅传感器在公路隧道结构安全监测中具有良好的实用效果.     

高压输电区域性重覆冰线路受损监测系统设计

通过对高压输电区域性重覆冰线路受损监测,提高高压输电稳定性,提出一种基于视觉特征重构的高压输电区域性重覆冰线路受损监测方法,并结合多层嵌入式构架进行系统设计。构建高压输电区域性重覆冰线路受损监测的视觉采集模型,采用激光扫描和红外分析方法进行高压输电区域性重覆冰线路受损部位的图像重构,构建高压输电区域性边缘轮廓检测模型,结合模板特征匹配方法进行高压输电区域性重覆冰线路受损部位检测,提取高压输电区域性重覆冰线路受损部位的异常特征信息,结合机器学习方法对提取的特征信息进行自动分类和人工智能识别,实现高压输电区域性重覆冰线路受损部位监测。采用程序加载和嵌入式的模块化设计方法,进行监测系统的集成开发设计。测试结果表明,采用该方法进行高压输电区域性重覆冰线路受损监测的智能性较高,人机交互性较好。     

基于图像传感器网络的隧道形变监测系统研究

随着地铁建设的持续发展,隧道结构的安全性受到了广泛的关注。介绍了一种地铁隧道整体沉降的监测系统,采用安装在隧道内壁的分布式图像传感器网络对相邻断面的目标光源进行监测,并将图像数据进行采集、储存、传输、处理,数据库系统对历史数据进行融合与分析之后获得相邻断面间的相对位移,在经过坐标变换和定位基准传递后,计算出每个断面在隧道整体中的绝对位移。最终通过网络发布隧道沉降信息,建立隧道形变的预警机制。     

传感器在半路半隧结构受力监测中的应用

当隧道走向与地形等高线斜交,且地形起伏较大时,在洞口段采用半路半隧结构可以有效减少对自然环境的破坏,并确保隧道有足够的覆土厚度。该结构施工工序复杂,施工期间其受力复杂多变,施工难度大,必须通过监控量测及时掌握隧道围岩和支护结构动态信息,以保证边隧道施工安全。介绍了对殿会坪隧道出口段半路半隧结构受力的监测方案和相关监测结果。监测结果表明:该结构安全稳定,是解决此类问题的一种好方法,且所使用的传感器能有效完成相关监测任务。     

基于LoRa技术的高压输电设备在线监测系统设计

偏远地区高压输电设备由于没有网络,在线监测数据的实时传输是实际应用中的一个难点问题。为此,文章设计了一种基于泛在物联网和LoRa技术的高压输电设备在线监测系统,其通过构建低功耗、远距离传输的LoRa无线通信自组织网络,将前端传感器采集的输电设备状态信息及其他数据传输到LoRaWAN网关,再通过5G无线网络将数据上传至后端服务器,实现在线监测系统的整体通信链路。模拟实验结果显示,与现有技术方案ZigBee、LoRa和NB-IOT相比,采用文中所设计的方案,系统传输速度（20～100 kbit/s）最快,且丢包率、传输时延和平均耗时（分别为1.6%、0.27 s和60 s）最低,表明该系统在具有较快传输速度的同时兼顾了低功耗远距离的特点,实现了数据的稳定传输,适用于偏远地区高压输电设备的在线监测。     

FBG传感器在隧道锚杆支护结构监测中的应用研究

在应用新奥法进行隧道施工中,锚杆支护是重要支护形式之一,而如何监测该结构的应变特性是其中关键.提出了将FBG传感器应用于隧道锚杆支护结构的监测.现场试验表明:FBG传感器能够很好地实现对锚杆支护工程的监测.     

电力塔的无线传感器网络监测系统设计

本文结合无线传感器网络的优势及特点,以高压输电线路和电力塔环境信息监测网络为研究对象,重点对监测网络的网络结构、通信协议、节点硬件、电路能耗与可靠性等关键技术进行相关理论和应用研究.     

传感器在监测隧道开挖对上方铁塔影响的应用

煤矿开采通常会导致铁塔基础发生沉降,塔体受力发生改变,对铁塔基础的沉降和铁塔的受力情况进行了监测.对铁塔受力的监测采用应变计与配套测试仪,并给出了应变计和沉降监测点的布设方案.监测结果表明:铁塔基础与地表的沉降都不大,铁塔的应力变化也不大.这说明隧道采用三台阶式开挖,对此铁塔的影响较小,可以保证铁塔的安全.     

输电塔台风振动响应在线监测的新型传感器设计

输电线路塔线体系具有杆塔高、跨距大、柔性强等特点,对极端天气环境激励比较敏感.设计开发了用于输电塔实时在线振动监测的新型加速度传感器节点,使用该传感器对受2016年4号台风“妮妲”影响下的特高压输电塔进行了实时在线监测,获取了台风环境下输电塔的振动响应测试数据.实测结果不仅表明了这种新型传感器性能稳定、数据可靠,同时还验证了传感器的准确性.     

新型故障监测传感器在机载云台电动舵机中的应用

设计并实现了一种基于光生伏打隔离器PVI—1050NS的新型故障监测传感器,该传感器能实时监测电动舵机驱动电路中的过流、过压、过温等故障信号。通过对该故障信号的处理,可以判断驱动电路的故障位置,迅速进行定位并进行故障处理,保障了电动舵机运行的可靠性与安全性。实验结果表明:该故障监测传感器具有较高的灵敏度,大大提高了系统的可靠性。     

特高压输电塔实时监测系统的数据传输方法研究

对特高压输电塔安全状态进行实时在线监测是保障国家电网安全的一个重要手段,而特高压输电塔处于的复杂强干扰、弱无线信号的环境对数据可靠传输提出了较高要求。以基于无线传输信道建立的远程数据传输系统为基础,在分析了特高压输电塔环境特性对无线信道的影响基础上,提出建立一种基于应答确认与自适应数据动态重传机制的数据传输方法,该方法能自动根据无线信道情况,采用"快速启动"、"线性增长"、"回归发送"的动态机制来实时调整数据包大小,从而在保证数据传输可靠性基础上实现数据的最大效率传输。该数据传输方法经过实验验证,相比传统直接发送数据方法具有很高的可靠性和抗干扰性。     

基于无线MEMS传感器的晶圆传输振动监测系统设计

如何对半导体工厂运行中的晶圆传输设备进行监测也成为半导体厂商面临的主要问题之一。针对现有晶圆传输的振动监测问题,结合MEMS传感器和无线传输特点,提出了基于无线MEMS加速度传感器的晶圆传输过程的振动监测系统。系统以MEMS电容式加速度传感器为测试载体采集振动数据,通过蓝牙无线传感器网络将采集到的数据传输到主服务器,在监控PC上实时显示和处理,从而获得晶圆传输过程的振动信息。最后通过仿真验证可得,采用MEMS传感器可以满足轻负载的晶圆传输过程的测试需求,而且采用蓝牙无线传输方式也可以避免监测系统中的布线复杂,成本高等不足。系统实现了半导体工厂中的晶圆传输全过程的在线实时监测,可以及早发现生产线中设备的故障。     

遗传算法在电力传输温度监测系统中的应用*

电力传输系统中常常会发生高压电接点过热而造成的停电火灾事故,造成巨大的经济损失。将无线传感网络应用到高压电接点的温度监测系统中,当高压电接点温度过高时及时发出报警信息。针对无线传感网络的能量限制问题,采用改进后的遗传算法对网络中无线温度传感器节点进行能量上的优化,使整个无限传感网络能量的消耗趋于最优。MATLAB仿真结果表明：改进后的遗传算法有更好的寻优效果,克服了局部最优的误区,保证了电力传输过程中无线温度监测系统的能量优化。     

基于霍尔电流传感器的电源监控系统设计

针对交直流电源线路中电流的实时监控问题,设计了一种基于霍尔电流传感器的电源监控系统。在该系统中,电流传感器CSNE151—100基于霍尔磁补偿原理,将被测电流转换为具有线性关系的电压信号。系统中的数字信号处理器（ DSP）采集传感器的测量值并通过控制开关实现对电源的过流保护。在实验室对系统进行了测试,实验结果表明：该电源监控系统具有响应速度快、测量精度高的优点。该系统已应用到工程实践中,工作稳定可靠,具有很好的实用价值。     

基于多惯性传感器姿态的输电线舞动监测算法研究

针对目前使用惯性(MARG)传感器还原输电线舞动形状存在很多原理性的问题,如位置积分起始点未知、容易丢失输电线低频运动信息等,提出了一种基于惯性传感器姿态的输电线舞动形状还原算法,采用融合同一根输电线上多个MARG的姿态求取每个MARG真实位移以及输电线整体形状.算法能够避免加速度积分时的累积误差,解决了输电线长度约束问题且使用较少MARG即可还原舞动图像.仿真结果表明:算法可以有效地降低导线舞动振幅的误差,且还原误差不随时间增长.     

用于传感网功率控制的并行传输MAC 协议

针对无线传感网（WSNs）中节点间不对称的发射功率引起的隐藏节点和暴露节点问题,提出一种用于传感网功率控制的MAC协议（MAC4PC）.该协议采用邻节点向量表对邻节点的状态及当前会话的信息进行记录,并设计了相关的控制帧收发时序和干扰度判断准则,以保证新建立会话与当前会话互不干涉,从而实现暴露节点的并行传输.仿真结果表明,与802.11 DCF协议、SB-FSMA/CA协议以及GLPCB-PMAC协议相比较,MAC4PC协议提高了网络平均吞吐量,降低了节点平均能耗和数据分组的平均传输时延.