基于TMS320F2812的SF6泄漏监测系统的设计

设计了一种基于DSP的SF₆监测系统,该系统利用红外气体传感器实现对SF₆泄漏浓度的测量.根据传感器外围电路设计要求,对以TMS320F2812为核心的外围测试电路如显示电路、通信电路等进行了设计和编制.试验结果显示,该系统能够灵敏地检测到SF₆泄漏,达到了设计要求.     

基于LabVIEW平台的锁相放大器在管道泄漏检测中的应用

为了提高干涉型光纤传感器的信号检测能力,开发了基于LabVIEW平台的锁相放大器,并用于Sagnac干涉型光纤管道泄漏检测系统。以解调干涉信号相位,分析了锁相放大器的信号解调原理及泄漏源定位方法,并在泄漏位置为5.0 km处进行了有无泄漏及泄漏定位的实验研究,结果表明.该锁相放大器可以解调出泄漏信号,并能实现泄漏点精确定位.     

漏电流监测系统的研制

针对直流系统的绝缘监测,设计一种直流系统绝缘漏电流检测系统.该系统利用磁平衡原理的漏电流传感器实现对漏电流的检测,利用16位模数转换芯片AD7705以实现对微电流传感器中信号的采集.为了解系统的检测效果,编制了相应的程序.测试结果表明,该系统可以精确地监测直流系统的泄漏电流.     

基于听觉显著图的长输管道漏失检测算法

为解决城市长输管道漏失监测难题,设计了基于听觉信号的管道漏失检测方法,利用瞬态振动信号会引起信号幅值和频率结构发生显著变化的特性,将听觉显著图引入管网漏失监测中,构建了一种基于听觉信号的管道漏失检测识别模型,提出了一种基于听觉显著图的管道漏失监测方法。该方法利用漏失声音引起的瞬态振动信号的幅值和频率结构发生显著变化的特征识别管网漏失状态,通过对信号的滤波、特征提取、听觉神经元的时域感受野特性分析处理后,进行跨尺度整合,得到频域和时域的信号凸显变化特征,识别管道漏失状态。结果表明:该方法能够检测到的管道泄漏最小流量小于等于0.3 L/min。     

燃气管道泄漏引发的温度变化研究

研究燃气管道泄漏引发的温度变化,可以构建燃气管道泄漏的光纤传感探测技术的理论基础。该文对燃气管道泄漏处产生的温度变化进行理论分析,对实际数据和物理模型进行了仿真分析。分析结果表明,基于泄露温度变化信号的光纤传感器检测技术具有两个优点:1)对处于不同环境下的燃气管道存在一定的普适性;2)由于内部压力大而更容易发生泄漏的地方,极易被监测到。该研究对于分布式光纤传感器在油气管道故障监测中的应用有一定的指导意义。     

光谱吸收型光纤气体传感器及解调系统

基于光谱吸收型气体传感器的传感机理,搭建了实验平台,研究了基于一、二次谐波幅度比值法实现气体浓度检测的可行性,设计了一种新型的光纤气体传感器;基于32位嵌入式软核处理器NiosⅡ和FPGA技术设计了光纤气体传感器的解调系统.实验结果表明,该光纤气体传感器及其解调系统具有易维护、高速、高分辨率、高精度等优点.     

光纤传感技术在检测中的应用与展望

针对光纤技术在检测中利用外界因素改变使光在光纤中传播时光强、相位、偏振态以及波长(或频率)等特征参量发生变化的特点,分析了日前光纤传感器原理与类型,论述了光纤检测技术的特点,同时对国内外光纤检测技术的应用进行了回顾,并对分布式光纤声波传感器在流体管道泄漏实时监测方面的研究进行了展望.     

基于光纤振动传感器与FPGA的石油管道安防系统

针对石油管道铺设于土壤中发生泄漏难以检测的问题,结合光纤振动传感器高灵敏度与FPGA高扫描速度的特点,设计了基于FPGA和光纤振动传感器的石油管道安防系统。首先采用光纤传感器检测故障点振动,再通过计算由振动调制的信号传到两端基站的时间差确定管道泄漏点。系统采用雷达辐射信号分选算法在FPGA中实现信号的筛选,采用授时精度高达15ns的U-blox授时芯片保证不同基站的时间一致,采用“双基站源-双向定位”方式有效平均定位误差。结果表明,系统可对5.5km范围内管道的泄漏事件进行有效报警定位,定位误差在30mm范围内。     

开关电容带通滤波器在管网泄漏点定位中的应用

为了研究供水管网系统漏失的检测、定位及处理,根据管网漏点水声波发生原理和水声波信号频率低、带宽窄的特点,提出了一种基于相关分析原理的泄漏点定位系统,介绍了前向通道中开关电容带通滤波器的设计.通过实际测试表明设计的滤波器满足系统要求,具有很好的滤波性能.     

基于智能手机的厨房环境监测系统的设计

针对市场产品对天燃气报警功能过于简单天燃气泄漏事故层出不穷的问题,本文设计实现了一个基于Arduino平台的多功能厨房环境安全监测系统.该系统以Arduino为控制核心,集成了CO浓度检测以及温度、湿度、PM_(2.5)等多种参数传感器,并通过HC-05无线网络与智能手机APP相连接.系统中的LCD能实时显示采集到的厨房环境状态信息,通过HC-05连接的手机端也可实时同步上述参数值.当CO的浓度值超过设定的安全阈值时,蜂鸣器会及时发出报警提示,以此对煤气泄漏进行有效的监控.实验测试表明:该系统可对上述设计的厨房环境参数进行远程监控,用户能够简单、快速地搭建满足需求的应用系统,可为厨房环境安全监控系统的设计提供参考.     

偏振控制器的研究进展

偏振控制器在高速光纤通信、相干光纤通信以及光纤传感等领域具有十分重要的作用,它是克服光传输系统中偏振相关损耗和监测仪器偏振特性的关键元件。本文在阐述偏振控制器工作原理的基础上,重点介绍了几种新的偏振控制器实现方案,并对各种偏振控制器的性能进行了分析比较。     

线型光纤感温火灾探测监控系统的研究与设计

设计了一款基于分布式光纤的上位机监控软件,能够观察到光缆的敷设平面图温度情况,并根据温度实现实时报警.介绍了分布式光纤传感系统的基本原理、结构及硬件系统信号采集模块的优化设计,重点研究了上位机监控软件结构和功能,并用Qt编写上位机软件.系统能够准确地监控和显示待测光纤的空间温度分布状况,且界面友好,实时性强.     

分布式光纤在混凝土结构裂缝监测中的应用

分布式光纤在结构健康监测的应用中,定量分析裂缝是难点。裂缝对光纤产生拉伸、弯曲和折角的影响,需要深入研究各因素影响程度。测试光纤角度的频移影响,并对比研究了轴向拉伸造成的频移影响。提出一种基于BOTDA分布式光纤传感的计算公式并将该公式运用于裂缝成像软件中。试验结果表明：在裂缝产生后,光纤角度的变化对试验结果产生较大影响,且考虑角度因素后,裂缝成像更接近真实情况。使用分布式光纤监测混凝土裂缝时,需要考虑角度问题。     

基于小波变换和归一化自相关的基音检测算法

通过对小波变换的多分辨率分析和抗噪特性的研究,提出了一种基于小波变换和归一化自相关的基音周期检测算法。该算法能精确地从含噪语音中分离出包含基音信息的低频子带信号,并且对基音周期的突变能够很好地纠正。实验表明:该算法要优于现有的自相关基音检测算法,具有较高的精度、可靠性和抗噪性。     

反激变流器共模干扰的建模与预测

以反激变流器为对象,分析共模干扰的产生与耦合机理,建立共模干扰耦合通路模型.该模型包含共模通路中无源元件的高频阻抗特性、有源元件在不同工作模态下的等效阻抗,以及变压器的分布参数模型.与变压器集中参数模型相比,分布参数模型能够准确地描述变压器中的高频寄生参数,具有更好的高频特性.在Matlab Simulink仿真软件中建立了共模干扰耦合通路仿真模型,并提取该反激变流器共模干扰耦合通路的等效阻抗.利用该共模干扰耦合通路模型可在整个传导频率范围(0150 ～30 MHz)内准确地预测反激变流器所产生的共模干扰,与接收机实测频谱的比较验证了该共模模型的准确性.     

土体温度光纤精细化监测室内试验研究

传统温度传感器在测量地下土体温度时存在耐腐蚀性差、易受电磁干扰、易被破坏等不足,难以准确和全面地掌握土体温度的长期变化。通过对比分析常用的几种分布式光纤测温技术,提出采用光频域反射技术来监测地下土体温度。根据光频域反射技术高精度和高空间分辨率的特征,给出了土体温度光纤精细化监测的布设方案和监测数据的分析思路。为了验证光频域反射技术在土体温度监测方面的优势和可行性,开展了土体温度室内模拟监测试验,设计出了一套土体温度光纤精细化测温装置,采用光频域反射技术对不同容器内的土体和水体温度进行监测,掌握了土体和水体温度的变化情况,并与传统测温方法进行了对比,结果表明,光纤测得的土体温度结果与传统方法得到的结果基本一致,但光纤测温可以实现分布式测量,相对于传统方法优势显著,对于土体温度精细化测量而言,取得了良好的成果。     

数字基带直传在光纤通信中的实现

利用光纤通信系统原理综合实验箱，可有效实现一个基本的数字电话基带直传，描述了该实验的工作原理及具体实现。在短距离传输的基带直传方式中，要增加单模光纤的带宽，应采用1B2B的CMI码，这样信道编码的误码增值几乎为零，大大提高信噪比，改善传输质量。并在此基础上讨论及分析了一般光纤通信系统的运作原理及其技术特点。     

基于置乱加密的小波域数字图像水印算法

提出一种基于置乱加密的小波域灰度图像数字水印算法。首先对水印图像进行置乱处理,然后利用混沌系统产生的混沌序列对水印进行加密。在水印的嵌入过程中,对载体图像进行小波变换,提取出其低频系数和高频系数,针对它们对嵌入水印的敏感程度,采用奇偶量化规则分别在低频部分和高频部分进行不同强度的水印的嵌入。水印的检测根据奇偶量化规则,不需要原始图像,是一种盲检测。实验结果表明,该算法可以有效地抵抗JPEG压缩、噪声、剪切等攻击,鲁棒性较好。     

基于WiMAX的数字射频光纤传输仿真与分析

基于WiMAx标准下射频数字光纤传输（DROF）仿真模型,建立了输入信号、ADC采样／保持／量化、光纤传输、检测判决以及DAC零阶保持、解调输出等环节的数学模型,实现了WiMAX信号通过DRoF链路传输的全过程．就ADC分辨率、ADC和DAC时钟抖动噪声以及光纤噪声等单因素对系统性能影响机理进行了仿真实验,分析了WiMAX信号传输条件下的比特率对误码率、误差矢量幅值等性能指标影响．所得结论为下一步研究和优化DRoF链路提供了理论分析依据．     

蒸发波导测量仪器的精度分析与检验

基于蒸发波导的超视距探测是扩大舰船雷达探测范围的最有效途径,也是目前雷达领域的研究热点之一． 准确判别蒸发波导的参数是大气折射率梯度,因此,精确测量大气折射率剖面成为蒸发波导探测的关键技术．通过对常用的气象仪器和自行研制的微波折射率仪进行大气折射率测量的精度分析,以及两种仪器同时进行蒸发波导的实际测量比较,结果表明:气象仪器测量误差较大,且各传感器有滞后效应,无法获得大气折射率实时精细结构; 采用直接感应大气介质的微波折射率仪不仅测量精度高,且测量速度快,能够较好地测量出大气折射率实时精细结构．因此微波折射率仪是目前实现蒸发波导准确测量的合适仪器．