光纤面板暗影缺陷自动检测系统的研制与开发

光纤面板是当代电子光学成像器件的关键元件,应用越来越广泛。根据国标规定的对暗影缺陷的检验标准和方法,研制开发成功了一套光纤面板暗影缺陷自动检测系统。通过改进后的Canny算子,实现了暗影边缘的检测与优化;通过软、硬件系统的有机整合和整体控制,实现了光纤面板暗影缺陷的自动检测;通过相应的计算方法,给出了暗影缺陷的主要特征、参数和指标,实现了暗影缺陷的定量分析。实验证明该系统操作简便,数据处理准确迅速,性能稳定可靠,具有较高的实用价值。     

粉煤灰定量装车控制系统的设计研究

定量装车控制系统主要用于粉煤灰的装料运输环节,能实现业务流程的高效、透明管理,体现现代工业控制与现代企业管理技术深度融合的发展理念。系统以粉煤灰销售日常管理为出发点,采用基于C#的B/S架构实现管理端到生产销售端的严格管控;采用C/S架构实现从运输现场端至管理端的精确控制,运行人员通过客户端对现场设备进行远程操作;通过OPC服务实时获取生产运输现场各类设备的工作值及指标,现场运行人员通过指标对下一步操作进行判断。系统通过对现场设备的精准控制,实现对下料的精准把控,达到“量到即停”的效果,大大提高了现场的安全系数,避免了“扬尘”“冒灰”等生产问题,在提高运输效率的同时,创造了更多的经济效益。     

基于SoC测控系统的齿轮测量中心软件架构设计

介绍了一种新的面向测量任务的齿轮测量中心软件架构.在该软件架构上开发新测量功能时,重点关注测量对象、测量项目的测量方法和误差计算,而齿轮测量中心的硬件控制等功能,则在SoC(System on Chip)专用测控系统中实现.     

基于LabWindows的肿瘤微波热消融精准治疗计划系统设计

为了满足医生在微波消融治疗前能够精准的控制消融剂量,减少对组织的伤害又能达到完全消融的目的.因此设计了一款肿瘤微波热消融精准治疗计划软件系统,系统主要包含治疗模块、仿真模块,多参数术中疗效评估模块.软件弥补了不足的同时保留了操作简单,界面简洁易上手的优点,还完成了精准消融的目的.实验表明,该软件通讯顺畅、延迟小,可以满...     

石油流量计的设计

为了改善传统石油动态计量装置误差大,测量精度低,劳动强度大等问题,进行了石油流量计的设计。石油流量计通过对不同流体流量的精确测量和定量计量控制,实现了流量计量的自动化;同时对不同流体可以进行流量系数的更新,也可以在计量系统的输出端,通过切换阀与标准体积管连接,由键盘输入实际流量值,对流量系数进行修正,保证流量计量的精准、可靠。实验表明,该装置的测量误差小于0.525%,达到了使用要求,可以用于瞬时流量计量、累积流量计量和定量计量控制。本装置计量精度高,操作简单、使用方便,可以用于需要进行流量计量的场合。     

基于人工智能的矿山钻机精准定位系统设计

随着装备制造技术的进步,特别是人工智能技术在工业自动化和机械控制领域的突破,基于人工智能的矿山钻机精准定位系统受到了广泛的关注。钻机定位系统是矿业工程中的关键技术,它直接影响到开采效率和安全。传统的定位方法面临着精度不高、适应性差等问题。随着人工智能的发展,利用其算法和数据处理能力,可以大幅提升钻机的定位精度和系统的可靠性。该文设计一个基于人工智能的矿山钻机精准定位系统,并选择高精度矿山钻机模型和配备高性能传感器系统及服务器对不同矿山环境进行模拟测试。该系统的功能模块包括数据采集模块、数据处理,分析模块、实时定位和用户界面模块,能够精准地实现定位与导航功能。在不同矿山环境的模拟测试中,展示了该定位系统具有在实际应用中的性能和准确性。     

一种空管雷达数据预处理软件的设计与实现

提出一种空管雷达数据预处理软件,该软件实现对A模式和C模式的分别处理,并实现数据合并。另一方面,实现有目标识别号与无目标识别号的数据分流方式处理,以此降低后端空管自动化系统的数据处理压力。系统通过C#设计实现,实际应用效果良好。     

基于虚拟仪器的可编程电源监控系统软件设计

基于虚拟仪器语言的开发环境,研制了可编程电源的监控软件,该软件能够使监控系统通过GPIB卡及SCPI命令实现对可编程电源输出的控制。讨论了监控软件的总体设计思想、程序编写方法及电源控制流程。该软件采用模块化设计的思想,且具有友好的用户界面,可以方便地移植到其它测试系统中,能完成测试系统中可编程电源的输出控制、信号监测、参数设置等功能。     

微机控制电流扫描极谱仪的研制

本文介绍了DSJP-I电流扫描极谱仪控制软件的设计和结构,增加了联机和脱机操作功能.联机操作时,软件可以控制扫描电流、数据采集.数据处理和结果输出等.通过液/液界面上TBA~+离子迁移和邻菲啰啉质子化迁移,检验了仪器的性能,取得了良好的结果.利用软件方式可以大大简化对IR降的补偿.     

综合数据采集系统的设计

针对普通测试仪表只能进行单参数测量,对于一些功率参数无法直接用仪表检测的问题,特设计了一套综合数据采集系统通用平台。本平台建立了以51单片机STC89LE516AD为控制核心的多通道硬件系统,应用C语言开发软件系统,结合LabVIEW 8.0完成了上位机数据处理人机界面的设计,实现了数据采集、通讯、液晶显示和上位机数据处理,还具有键盘控制、数据存储等功能,可以进行时间修改、AD模式选择等操作,方便用户根据自己的实际情况来选择适合自己的系统。     

WGA1000软件系统设计及定量分析方法优化研究

介绍了国内第一款用于录井系统的快速气相色谱-四极杆质谱联用气测仪WGA1000软件系统,说明了其设计原理和用户界面实现方法。该软件系统实现了对仪器的运行状态和参数的精确控制,以及对数据的快速采集与处理,可得到各组分的实时浓度值,并将该结果传送给终端服务系统,最终获得钻井过程中各组分浓度的变化趋势图;通过改进和优化线性校正方法与离子扫描方式,显著提高了气体组分定量计算结果的准确性和重复性。经过长期现场应用及模拟实验证明,WGA1000软件系统结合硬件及数据解析软件系统,能够满足目前气测录井系统在线气体分析仪器的实时监测要求。     

监控软件对小型流程质谱分析系统的性能优化

小型流程质谱计是一种以四极质谱计为分析器、对工业过程中的气体成分进行监控和分析的仪器。其广泛应用于现代化工、制药、建材、食品等工业,对生产流程、质量进行精确控制,小型流程质谱计分析系统性能的高低直接影响这些产品的生产和质量,其性能指标主要指分析系统的稳定性和精度。本文从监控软件设计的数学建模、分析方法等方面探讨如何提高分析系统的性能。     

基于LabVIEW的三重四极杆质谱仪开发平台的设计与应用

相对于单四极杆，三重四极杆质谱仪具有多种工作模式和更复杂的工作时序。为了适应研发需要，本设计采用虚拟仪器技术，开发了一套用于三重四极杆质谱仪的测控平台。平台硬件由工控机、PXIe板卡和辅助电路组成，软件基于LabVIEW开发环境，以状态机为基本架构。该平台能够对仪器各执行单元进行控制和监测；对离子光学系统、高压及四极杆电源的时间响应特性进行测量，获取建立时间等关键参数；测试各工作模式下不同条件的时序特征，从而对抗串扰等仪器性能进行评价。该平台具有界面友好、易维护、功能可扩展等优点，可以作为三重四极杆质谱仪研制过程中一种有效、方便的工具。     

Determination of dioxins/furans and PCBs by quadrupole ion-trap gas chromatography-mass spectrometry

The versatility and sensitivity of the quadrupole ion trap tandem mass spectrometer has been applied to the determination of polychlorodibenzo-p-dioxins (PCDDs) and polychlorodibenzofurans (PCDFs), and of polychlorinated biphenyls (PCBs). A brief introduction to the theory of ion confinement in a quadrupole ion trap permits discussion of ion trajectory stability, mass-selective ion ejection, the frequencies of ion motion, and the role of resonant excitation of ion motion. The tandem mass spectrometric examination of PCDDs and PCDFs eluting and co-eluting from a gas chromatographic column is described. Illustrative examples are given of the analysis of field samples containing PCDDs and PCDFs. A comparison is presented of the performance of each of a quadrupole ion trap tandem mass spectrometer, a triple stage quadrupole mass spectrometer, and a sector instrument of relatively high mass resolution for the determination of PCDDs and PCDFs. This comparison is made with respect to instrument tuning, calibration plots, detection limits, ion signals at low concentration, relative response factors, ionization cross-sections, and the examination of field samples. The application of quadrupole ion trap tandem mass spectrometry to the examination of PCBs is focused upon those PCB congeners that have the greatest toxicity. 39 congeners of the total of 209 PCB congeners have been identified as having the greatest toxicities. Chemical ionization has been used for the determination of co-eluting congeners #77 and #110 where the toxicity of the former is much greater than that of the latter. An analytical protocol, based on the variation of molecular ion fragmentation according to the degree (or absence) of chlorine ortho-substitution, has been proposed for distinguishing between toxic and nontoxic PCB congeners.     

四极杆质谱质量分辨自动调节技术研究

质谱仪器的质量分辨是指仪器区分两个质量相近离子的能力,是仪器的一项重要指标。为了保持四极杆质谱仪质量分辨的稳定性和可靠性,降低仪器维护成本,实现仪器的自动化及智能化,本实验室研究了一套适用于四极杆质谱仪质量分辨的自动调节算法。该算法实现了对质谱谱峰半峰宽（full width at half maximum, FWHM）的检测,并通过与设定的FWHM目标值进行对比的方式对仪器进行调整,最终使FWHM达到目标值,达到自动调节质量分辨的目的。本研究在由中国计量科学研究院研发的四极杆质谱仪上开展相关工作,根据该仪器的电路设计,建立算法流程,将算法理论应用于具体仪器。使用四极杆质谱仪常用的标准物质全氟三丁胺（PFTBA）测试算法调节四极杆质谱仪的质量分辨,实验结果均达到预期。该算法对四极杆质谱仪具有普适性,降低了对操作人员调节仪器能力的要求,提高了仪器的稳定性。算法经多次测试,均可达到减小实验数据偏差,提高谱图质量分辨的目的。     

基于FPGA的便携式四极杆质谱控制系统设计

针对便携式仪器小型化和低功耗的研制需求,本文设计了一套便携式四极杆质谱的下位机控制系统,基于Xilinx Spartan-6系列现场可编程的门阵列(FPGA)平台进行开发,采用FPGA单一芯片替代传统多种芯片组合的繁琐架构,去掉主控电路板上原有的W5500\MCU(微控制单元芯片)\DSP(数字信号处理专用芯片)\DDR(双倍速率同步动态随机存储器)等功能芯片,将这些芯片实现的扫描、控制、采集、存储、数据处理和高速传输等功能集成于同一FPGA片内。与现有的小型化四极杆质谱控制系统比较,本系统在功能和性能不变的前提下,不仅节省了芯片成本,而且主控硬件板卡的功耗节省了约2.7 W,约为原板卡功耗的37%,主控硬件板卡的面积减小了约20 cm²,约为原板卡面积的10%。本研究设计的便携式四极杆质谱下位机控制系统已成功应用于便携式四极杆质谱仪中,并且针对类似的小型化仪器有着较高的技术移植性和实用价值。     

大气压接口-单四极杆质谱仪的研制

本工作研制一种具有大气压接口的单四极杆质谱仪。该仪器具有三级真空系统,与大气相邻的第一级真空接口基于加热的不锈钢毛细管设计;在第二级真空腔中采用射频高压驱动的方式远距离传输离子;第三级腔体放置四极杆和电子倍增器分离和探测离子,使用自制的控制系统控制仪器。基于此仪器,实现了大气压下电喷雾离子源、介质阻挡放电离子源离子化样品的检测,通过第一级腔体中的源内碰撞诱导解离获得了样品的二级子离子,增强了单四极杆质谱仪的定性能力。该仪器结构简单、成本低,可用于液相色谱-质谱联用分析和原位分析。     

四极质谱仪通用数字控制系统结构的研究

设计了一个能在四极杆和四极离子阱质谱仪中通用的数字控制系统结构。新结构在商业仪器Polaris Q结构的基础上,增加了PC104总线用于扩展硬件,以32位MCU和FPGA为核心处理器,基于操作系统uClinux的多任务编程而不使用DSP器件,设计了通用远程控制协议和基于FPGA的分时段同步程序。基于这种结构开发的数字控制系统在EI-四极杆,EI-矩形离子阱,ESI-矩形离子阱3种产品样机中成功应用。相比现有的结构,新结构兼备了小型化和通用性。     

磁-电-四极杆级联质谱中的离子光学设计

离子光学设计是质谱仪器的核心技术,为了提高常规质谱的丰度灵敏度指标,设计了磁-电-四极杆级联质谱,并构建了一台原理实验样机。样机中的离子光学设计是仪器设计的关键内容,尤其是与最后一级质谱相关的离子透镜的设计,与常规双聚焦质谱和四极杆质谱中的透镜均有较大差异。本工作介绍了样机中的总体离子光学设计、四极杆前后相关透镜的设计、离子轨迹的 SIMION仿真计算,最后通过实验调试实现了整体设计,并测试了整套设计的总体指标。结果表明,样机比原仪器的丰度灵敏度指标提高约330倍,样机最后一级的传输率约为9%,与仿真计算结果相符。     

四极杆电极系统的应用与研究进展

四极杆电极系统是一种可产生四极电场分布的仪器装置。由于离子在四极电场中的特殊运动性质,四极杆电极系统已被用于制造多种科学仪器,如四极杆质量分析器、三重四极杆质谱仪、四极线性离子阱、四极杆离子导引, 以及包含四极杆离子导引或四极杆质量分析器等四极杆电极系统的各种串联质谱仪等。这些仪器已被广泛应用于对化学和生物成分的质量分析,环境保护,食品安全等领域。 本工作首先简单介绍四极杆电极系统的理论基础,离子在四极电场中的运动规律与电场分布的关系,四极杆电极系统的几何结构与质谱性能的关系,高阶场的产生及其对质谱分析性能的影响等;然后分别介绍了国内外在四极杆质量分析器和四极离子阱质谱领域内的最新研究成果;最后对四极杆电极系统的研究方向作简要的展望。