CO气体传感器在火灾探测中的应用

阐述了火灾燃烧过程CO的释放特性，证明利用CO传感器在火灾早期探测中可以实现比传统探测器提早报警，并降低误报率。同时介绍了现在常见的CO传感器的原理，应用和研究现状，以及目前CO传感器的研究方向：基于光声原理和基于红外光谱法的CO探测方法。     

火灾探测传感器的开发应用

本文评述火灾探测用烟雾传感器，火焰传感器、热敏传感器的结构原理和开发应用现状以及发展前景。     

火灾早期探测技术的发展及其展望

介绍了火灾早期探测技术的发展历史,并结合当今科技发展的趋势对其发展方向进行了展望.     

基于多传感器的智能火灾报警器的设计

同时采用烟雾传感器,温度传感器和火焰传感器来探测火灾现场。使用神经网络对多个传感器探测到的数据进行处理和识别。仿真结果表明。该多传感器的智能火灾报警器能够比较准确的识别火灾信号。准确性较高。误报率较低。     

基于人工智能技术的火灾探测信息融合系统

针对传统火灾探测方法存在的智能程度低、误报率高等问题,提出将人工智能数据融合技术应用于火灾探测中,并针对火情信号固有的特点,采用3层数据融合结构,对由专家系统提取的火灾经验概率和由神经网络系统提取的火灾数据概率特征,用模糊系统进行进一步的融合,最终得到火灾概率。最后选取中国标准明火、标准阴燃火和典型干扰下的火情信号进行计算机仿真实验,取得了满意的结果。     

基于混合高斯模型与小波变换的火灾烟雾探测

本文提出了一种基于混合高斯模型和二维离散小波变换的图像型火灾烟雾探测方法.在RGB空间使用混合高斯模型对背景进行建模,通过当前图像与背景参考模型的比较提取可疑区域,分割可疑图元.对可疑图元进行特征提取:在灰度空间通过二维离散小波变换提取高频和低频能量特征值;在HSV空间提取颜色饱和度特征值;利用图像帧序列提取边界闪烁频率特征值.综合各特征值进行烟雾判断.使用烟雾视频图像进行烟雾判断实验,结果证明了此种方法的有效性.     

光纤传感器中光源的驱动与控制

基于分布反馈式半导体激光二极管（DFB LD）中的注入电流、有源区温度与输出光功率、输出光波长等特性关系的分析，设计出了一整套高精度、高性能的光纤传感器光源驱动技术方案。该方案通过采用恒流源、有源区温度控制以及波长锁定等技术方法来实现DFB LD的稳频驱动及控制。试验表明，该方案可使得激光器的注入电流控制精度优于0．05％，温度控制精度达0．01℃，输出光谱线宽度〈0．2nm．此方案可广泛应用于光纤传感及通信等相关场合。     

浅议电气火灾探测与自动灭火装置在电容柜上的应用

全国火灾事故中电气火灾发生率达到30％以上,电气火灾具有隐蔽性和持续性,在初期不容易发现,一旦起火无法有效控制,可能威胁到人们的生命安全,造成较大财产的损失.电气火灾探测和灭火研究尤为关键,本文是针对电气火灾探测与自动灭火装置在电容柜上的运用效果进行分析,保证灭火装置的有效性.     

高速MPPC的光子数可分辨探测

为了提高多像素光子计数器（MPPC）的高速探测并改善光子数分辨特性,采用门控抑制的MPPC,并通过自平衡及低通滤波相结合的技术手段,将MPPC的容性尖峰噪声抑制到热噪声水平,在实现光生雪崩信号的线性提取的同时快速恢复探测。实验结果表明,200 MHz门控的MPPC实现了40 MHz重复频率激光下14个光子的有效分辨,平均每脉冲光子数高达6.8。与被动抑制模式相比,200 MHz正弦门控模式下的光子数分辨效果明显得到了改善,为高速光子数可分辨探测提供了参考。     

基于FBG的波长可调谐环形掺铒光纤激光器

在介绍光纤光栅波长调谐原理的基础上,设计了一种环形腔掺铒光纤激光器。利用光纤光栅(FBG)作为波长调谐元件,在20~170 ℃的温度范围内,实现了输出激光波长在1 547.7~1 556.5 nm内的连续可调,调谐线性度达99.96%,激光光谱的3 dB带宽均小于0.05 nm,20 dB带宽均小于0.08 nm,边模抑制比大于52 dB,输出功率可达21.2 mW。结果表明:可调谐掺铒光纤激光器具有可用带宽较宽、功率高、线宽窄、与光纤元件天然兼容等优点。     

痕量N2O气体检测系统的设计与实现

建立了基于光谱吸收技术的检测系统,用于快速、准确地测量N2O气体浓度。首先,从理论上证明了二次谐波、一次谐波与N2O气体浓度之间的关系;然后,设计了痕量N2O气体浓度检测系统,利用光源调制、锁相放大等技术,实现了强杂波背景下气体浓度弱信号的解析;最后,实验测试了系统的检测性能、抗干扰能力及检测结果的可重复性。测试结果表明,系统能够在0～1%有效检测N2O气体浓度,检测下限为5.0×10-5,相对检测误差为0.11%,检测结果线性方程为Y=192.699 09 X-0.006 24,线性度为0.998 07。多次检测实验表明,系统相对标准偏差为0.137%,CO2、O2、水蒸气等常见气体对检测结果无影响。改变激光器的中心波长,该方法亦可用于CO2,CH4等其它温室气体的检测。     

分布反馈式光纤激光器动态特性的研究

为了探明分布反馈式(DFB)光纤激光器用于水声探测时,所测得的声压灵敏度高于静压条件下计算所得的声压灵敏度,且动态响应曲线不平坦的原因及其机理,对DFB光纤激光器的动态特性进行了研究。对两端固定并分别置于空气和水介质中的DFB光纤激光器的振动模态进行了数值仿真分析;设计加工了实验夹具,分别对其进行了实验研究。实验测得数据表明,两端固定的裸纤在发生振动时的第一阶固有频率与其夹持长度有关,且随着该长度的增大,固有频率降低;当夹持长度分别为50mm、55mm和60mm时,在空气和水介质中DFB光纤激光器振动的第一阶固有频率分别约为250Hz、200Hz、125Hz以及200Hz、160Hz、120Hz,实测数据与仿真分析吻合。可见当DFB光纤激光器受外界激励发生振动时,引起了激光器输出信号幅值的波动,导致其声压灵敏度出现起伏,第一阶固有频率对其具有很大的影响。     

用于雷达回波仿真的小型化微波光纤延迟线

针对高分辨率雷达回波信号仿真对带宽、线性度和延时性能的要求,设计了X波段雷达测试与校准应用的小型化微波光纤延迟线。分析了雷达回波模拟源对距离延迟单元的性能要求,根据系统指标,研制了用于宽带雷达信号线性电光转换的关键器件—直接调制分布反馈(DFB)激光器。基于光纤反射镜,设计与实现了一种小型化的反射式延迟线结构。最后,利用矢量网络分析仪对系统的微波传输性能进行了测试分析。结果表明:直接调制DFB激光器的-3dB模拟调制带宽高达21GHz。基于该激光器的微波光纤延迟线,针对X波段雷达测试应用可提供40、80、120μs不同延时的目标回波模拟,其带内幅度平坦度小于±0.5dB,相位非线性小于10°,同时线性动态范围大于60dB,满足雷达回波仿真与校准过程对于信号附加幅频误差和相频误差的要求。     

分布反馈光纤激光水听器封装结构的设计

针对分布反馈式(DFB)光纤激光器用于水声探测时频响曲线起伏较大的问题,设计了一种开孔套管式封装结构。通过对DFB激光器的封装,使其张紧后被聚氨酯固定于开孔套筒的中心轴线上,利用开孔套管的保护作用以及施加于光纤激光器两端的拉力来抑制水声探测过程中频响曲线的起伏。基于有限元软件ANSYS对封装结构的动态特性进行了数值仿真计算,然后加工制作了开孔套管结构封装的DFB光纤激光水听器原型样品,并利用振动液柱法进行了测试。试验结果显示,DFB光纤激光水听器在20～800Hz的声压灵敏度达到-131dB左右,灵敏度起伏不高于±1.5dB,表明通过该封装结构的保护及聚氨酯的张紧作用,有效抑制了频响曲线的起伏,改善了DFB光纤激光水听器的水声探测性能。     

基于碳点的小型自校正比率荧光光纤铬(VI)传感器

荧光比率传感探针检测方法能够克服环境(如样品基质、猝灭剂等)和仪器等外部因素影响, 得到更加可靠的检测结 果。 本文合成用于组成比率型荧光纳米探针的两种荧光碳点(CDs), 在 365 nm 紫外光的激发下, 这两种碳点分别在 440 nm 和 570 nm 处具有荧光发射峰, 且对 Cr(VI)具有相反的响应。 通过水凝胶将比率荧光探针包覆在设计的光纤尖端上, 能够实 现 Cr(VI)浓度的在线检测。 利用飞秒激光微加工系统制作的齿形光纤结构, 有利于荧光探针的激发和传感器荧光的收集。 为进一步降低传感器成本、缩减传感器体积, 采用低成本的 LED 灯珠作为激发光源。 采用比率荧光探针包覆, 克服 LED 灯珠 光源稳定性差的缺点, 使传感器可以实现自校正。 实验表明,即使光源强度波动较大, 该传感器连续 7 次测量的相对标准偏差 (RSD)仅为 3. 1% 。 在 0~ 200 μM 范围内, 该传感器对 Cr(VI)具有良好的线性关系, 检出限(LOD)为 0. 9 μM。 该传感器能够 应用于实际样品中 Cr(VI)的检测, 说明该传感器的具有实用性和可靠性。     

A fuzzy–logic controller for an electrically driven steering system for a motorcar

This paper presents an application where a Fuzzy-Logic Controller (FLC) is used at a supervisory level to implement mutual coordination of the steering of the two front wheels of a motorcar. The two front wheels are steered by two independent discrete time state feedback controllers with a view to optimize the steering slip angles. The functions of the two controllers are tied together by way of a FLC. Because of the presence of unmodelled dynamics and disturbances acting on the two sides, it is difficult to achieve the desired performance using conventional control systems. This is the primary reason that FLC is emploged to solve the problem. The results show that the implemented system achieved desired coupling between the two independent systems and thereby reduces the difference between the two steered angles.     

用于宫颈癌标志物检测的新型电化学传感器设计

为了提高宫颈癌标志物检测的准确率,提出并设计了一种基于生物共轭探针与DSN酶双向信号放大的比率型电化学生物传感器。利用捕获探针在传感器中植入DSN酶,通过循环释放miRNA,实现核酸标志物信号的放大;利用MB-DNA-AuNp生物共轭探针实现了MB信号的增强。实验结果表明,随着miRNA-21浓度的升高,Fc的电化学峰值电流降低,MB的电化学峰值电流显著增加,该型传感器对于核酸和蛋白质两种典型宫颈癌标志物的检测具有很高的灵敏度和精确度。     

面向行人检测的异构视觉传感网络自适应标定

异构视觉传感网络的标定是实现准确行人检测、跟踪、识别以及行为分析的关键和前提,对公共安全和智能安防具有重要意义。本文提出了一种面向行人检测的异构视觉传感网络自适应标定方法。首先,构建主动旋转变焦(PTZ)传感节点变焦成像模型,采用基于SURF特征点匹配的方法实现内参数自标定。其次,构建外参数分布式标定模型,将异构视觉传感网络外参数标定分解为节点局部标定和网络全局标定,从而避免采用单一中心节点进行集中式处理,提高方法的可扩展性;最后,为了提高标定精度,采用自适应混沌微粒群优化算法最小化内、外参数估计的再投影误差和轨迹匹配误差。实验结果表明,本方法有效降低了网络通讯量和标定误差,提高了异构视觉传感网络行人检测精度,具有重要的理论和实际应用价值。     

A novel scheme for current sensor faults diagnosis in the stator of a DFIG described by a T-S fuzzy model

Diagnosis of current sensor faults (CSF) for doubly fed induction generators (DFIGs) is of paramount importance for the reliable power generation of DFIG-based wind turbines (WT). In this paper, a new scheme is developed for current sensors faults diagnosis in the stator of a DFIG-based WT. The nonlinear model of the DFIG is first transformed into an equivalent Takagi-Sugeno (T-S) fuzzy model. Secondly, using this model, a novel fault detection and isolation (FDI) algorithm is proposed. This algorithm is based on a bank of Luenberger observers for residuals generation combined with a new proposed residual vector. Furthermore, a new binary decision logic is used for CSF isolation. Stability analysis of the observer bank is analyzed using a Lyapunov theorem, which allows deriving sufficient stability conditions by solving a system of Linear Matrix Inequalities (LMIs). A simulation study is carried out to assess the performance and the effectiveness of the new FDI scheme.