Digital monitoring and health diagnosis for mechanical equipment operation safety based on fiber Bragg grating sensor

This paper introduces fiber Bragg grating (FBG) based on a fiber optic grating sensor developed to be embedded on mechanical equipment for digital monitoring and health diagnosis. The theoretical and experimental researches on the new-style FBG sensor (FBGS) technology, high-speed demodulation, and data transmission are discussed. The transmission characteristics between the FBG and the detection interface, modeling and compensation method for online distributed multi-parameter digital monitoring and methods for data processing, synchronous sampling, and long-term dynamic digital monitoring using embedded technology are also presented. The acquired information by an FBGS can be used for the optimization of maintenance schedules and refinement of mechanical equipment design. It is a challenge to gather real-time data from components working at high speed and in a severe environment of high temperature, high pressure, and high rotation speed. Currently, there are no sensors or technologies available for digital monitoring and health diagnosis under this rigorous situation for use in mechanical engineering operation safety. As a result, this paper introduces an online distributed and integrated digital monitoring system and health diagnosis. The new principle and new method will contribute to modern measurements in science and technology, mechanical engineering, and large mechanical equipment operation safety.     

基于嵌入式系统的设备状态监测装置的硬件开发

针对大型机械设备状态监测的需求,开发了一种基于嵌入式计算机技术的远程终端装置.装置采用ARM9硬件架构;自带的恒流源为传感器提供激励,可以直接连接内置电路的压电晶体加速度传感器和热电阻温度传感器,采集设备关键部位的振动和温度信号;采集的数据经过计算机网络传送到监测中心进行分析处理,实时监测设备状态.以油库中多组输油泵为应用实例,采用基于嵌入式技术的监测装置比传统的监测手段降低了成本,提高了精度、灵活性和可靠性.     

基于OPC UA的智能制造车间数据通信技术及应用

为实现多种设备的数据通信和统一信息管理,提出了一种基于OPC统一架构(OPC UA)的智能制造车间数据通信技术,对其通信原理和网络架构进行了讨论,提出了OPC UA与工业机器人操作系统ROS和传感器嵌入式系统等设备的整合方案,并在案例研究中详细讨论了基于Python语言的数据通信程序设计方法,开发了基于OPC UA的车间制造执行层(MES)机器人监控模块。实际应用结果表明,基于OPC UA的数据通信技术具有很高的通用性和兼容性,可有效实现智能车间设备信息的数据集成和统一管理。     

智能视觉传感器及其应用

本文介绍了近年兴起的集图像采集、处理、通讯等功能于一体的智能视觉传感器——智能相机。重点分析了其体系结构、组成模块和关键技术，比较了市场上可见到的几款智能相机。对智能相机技术的主要发展方向，以及智能相机在安防监控、工业检测、智能交通系统和机器人领域的应用作了较深刻的探讨。     

一种军用工程车辆车载状态监测系统设计

以军用工程车辆中挖掘机为研究对象,根据其工作原理、结构、使用、保养、维修情况,进行监测系统的总体设计,并以ARM微控制器为核心,应用嵌入式技术完成了信号采集及处理、液晶显示、数据存储等模块硬件设计,在KeilC开发环境下进行了系统软件开发,具有实时性好、可靠性高、监测精度高、系统扩展方便等特点,提高了军用工程车辆的在线故障检测与现场快速维修保障能力。     

基于ZigBee和ARM的工业监控系统

采用Zig Bee短距离无线通信技术和Windows CE嵌入式技术建立的工业监控系统。在ARM最小系统的基础上,建立显示界面、通过UART与ZigBee协调器相连,组成一个集成度高、灵活移动的监控平台;通过ZigBee 2007/PRO协议将各个传感器节点、路由器、协调器组成无线网络,实时监控工厂状况。该系统具有无线、成本低、移动方便、功能多样、抗干扰性较强的特点。     

磁流变阻尼器嵌入式传感器设计

分析了磁流变阻尼悬挂系统振动控制和故障诊断所需的状态监测参数,总结了磁流变阻尼器嵌入式传感器设计准则。在此基础上以某型履带车辆磁流变阻尼器研究对象,基于新型传感器技术对其进行了嵌入式传感器设计,优化了磁流变阻尼器控制决策和故障诊断过程中信号采集的方式,有利于提高信号采集的精度和可靠性。通过车辆悬挂装置单自由度振动试验,验证了嵌入式传感器设计方案的可行性,对于磁流变阻尼器在车辆悬挂系统的工程应用起到了重要的指导意义。     

嵌入式智能汽车在线监测系统

提出了一种智能汽车状态在线监测和诊断系统.系统采用嵌入式系统结构和CAN现场总线通信控制方法,能有效地对影响汽车安全行驶的各状态信息进行采集和融合处理,系统软件集成了故障诊断专家系统功能,对汽车安全状态进行实时的监测和诊断,并通过人机接口进行显示和报警.该系统在汽车电子领域有良好的应用前景.     

基于ARM和UC/OS-Ⅱ的多通道智能仪表设计

基于嵌入式系统的应用研究已成为新的热点。本文设计的一款以ARM为微处理器和CPLD为核心的多通道嵌入式仪表,运用液晶图形化显示技术,大容量信息存储和管理技术,测量和控制数据处理技术,网络通信技术等,结合工业过程控制的实际需要,移植了UC/OS-II实时操作系统,实现了仪表的智能化、信息化及网络化,完成了多通道多参数的测控。     

机械系统光纤光栅分布动态监测与诊断的现状与发展

全面论述机械系统的光纤光栅分布动态监测与诊断的概念、主要研究内容、实现方法及国内外最新研究进展。介绍机械系统动态监测与诊断的概念和任务,在此基础上,重点分别介绍面向机械系统的高性能光纤光栅分布式传感器、光纤光栅反射波长高速解调原理与方法、机械系统分布传感与动态监测的原理与方法、基于分布测试数据的机械损伤的识别原理与方法、动态监测与诊断的集成原理与系统设计等。总结课题组近10年来应用光纤传感技术,在重大机械装备监测与诊断方面的研究成果以及国内外相关研究领域的最新进展。     

Distributed flexible reconfigurable condition monitoring and diagnosis technology

As manufacturing becomes increasingly decentralized, flexible and reconfigurable, more research needs to be done on monitoring and diagnosis technology that accommodate these new trends. The distributed condition monitoring and diagnosis technology based on the “flexible and reconfigurable” concept is studied here. A condition monitoring diagnosis model based on the distributed flexible and reconfigurable idea is proposed in this paper. The component makeup and functions of this model are discussed in detail. The model can fulfill in most instances the manufacturing system requirements for changing the configuration of the monitoring diagnosis system according to different manufacturing system configurations. This model also realizes the flexibility and reconfigurability of the monitoring diagnosis system in some degree. The model has already spawned a successful prototype for monitoring a chemical plant in accomplishing monitoring and control of the production process and equipment. Finally, some future research work is pointed out. __________ Translated from Chin. J. Mech. Eng., 2004, 40 (3) (in Chinese)     

一种嵌入式远程监测与诊断系统及其应用

介绍一种嵌入式远程监测与诊断系统的软、硬件结构与功能,该系统前端采用嵌入式采集模块,适用于十分恶劣的现场环境下的设备运行状态监测.系统针对性强、安装方便、开发成本低,客户端采用B/S模式,升级与访问方便.系统可将模拟信号转化成数字信号进行远程传输,有效地解决了信号在传输过程中的损耗问题.     

A distributed energy monitoring network system based on data fusion via improved PSO

This study uses ZigBee wireless sensor network technology to build a distributed energy monitoring and management research system. A network of nodes can immediately capture the energy of the state in order to collect and analyze information through ZigBee wireless devices transmitting to a central system network server host. With an improved Particle Swarm Optimization (IPSO) approach to data integration optimization calculations, the results of this study will allow the construction of a distributed energy network monitoring system to obtain the optimal solution. The results developed in this study can be applied to energy management, environmental management, information management, plant monitoring, renewable energy management and other fields. In addition to emphasizing the GIO embedded system design techniques for automating energy management, this paper also notes the importance of building distributed nodes using ZigBee technology and energy management system control for addressing such situations as factory fires, theft and energy management security monitoring systems development.     

基于无线磁阻传感器的车辆信息采集系统研究与实现

摘要：研究设计了一种灵活性强、功耗低的智能交通监控系统,其监控前端采用无线磁阻传感器,监控中心采用S3C6410核心处理器。文章首先对系统的整体结构设计做出了简要说明;在此基础上,介绍了基于无线磁阻传感器的测速方法;而后,详细论述了视频采集和监控软件设计方法;最后,在WinCE系统下实现并测试了测速和抓拍功能。     

液压系统故障诊断技术综述

介绍了液压系统故障诊断技术的发展过程和各种典型的故障诊断方法,总结了液压系统故障诊断技术的研究热点,指出了通用化故障诊断系统是液压系统故障诊断技术的发展方向,智能传感器技术、信息技术和人工智能技术等的融合是通用化故障诊断系统的实现途径。     

智能瓦斯传感器系统的设计

针对煤矿井下环境复杂、参数难以准确测量的问题,将模糊理论与神经网络技术相结合应用到检测领域,构造了煤矿安全监测智能瓦斯传感器系统。基于RBF神经网络重点研究了智能瓦斯传感器系统隶属函数网络样本及模糊推理网络样本的生成和训练,并对智能瓦斯传感器的硬件结构进行了设计。模糊神经网络技术为智能瓦斯传感器设计提供了强有力的技术支持,使该系统能对井下复杂参数进行准确的检测,并将传统数值测量系统的数值输出转变为语言描述输出。实验仿真结果表明,该方法行之有效,为煤矿安全监测提供了一种新的思路。     

ZigBee技术在油田远程智能监控系统中的应用

现有油田监控系统存在复杂度高、维护困难和成本高等问题，基于ZigBee技术的无线传感器网络应用于油田各项指标的测量及控制，具有低功耗、低成本、系统维护简单的特点。该文简要描述了系统的总体架构以及系统的网络建立过程和信息处理过程。     

基于无线通信技术的火灾自动监测技术研究

火灾的实时自动检测是实现智能化自动报警系统的核心技术。本智能无线火灾报警系统基于无线通信技术并融合传感器技术,总体设计采用分布式控制的思想,通过研究主要解决了三个方面的问题：一是通过对环境的实时监测判断是否有火灾发生;二是保证实时准确的进行信号的无线通信和传输;三是采集到的各监测点的信息进行分析处理实施准确报警和起火点定位。系统实现了集中控制主机与多路监控终端之间串行半双工无线群发单收的通信模式。     

基于ARM的乳化液泵站远程监控系统

提出了一个基于ARM的乳化液泵站的远程监控系统设计方案,通过嵌入式系统Web服务器和Internet实现对乳化液泵站的远程监控。介绍了嵌入式远程监控系统的组成及结构,其中重点介绍了嵌入式Web服务器的组成与实现。     

FMS刀具切削状态实时在线监测智能系统

论述了一个刀具切削状态实时在线监测智能识别系统的组成原理和构造,提出了一种新型流体声发射和电动机电流的综合传感新方案,建立了机床控制系统与智能监测系统的并行通信和发具切削状态识别的专家决策系统,根据不同的工况条件自动选择传感方式、监测模式和识别方法,形成了一套完整的在线监测智能识别系统。