基于分布式传感器阵列的静态气体源定位方法

基于气体湍流扩散模型提出了适用于稳定风场的静态气体源定位方法, 采用分布式传感器阵列对空间内的目标气体浓度进行检测, 依靠多点观测结果计算气体源位置. 定位算法预先设定气味源的潜在范围, 采用遍历计算的方法将气味源定位问题转变为根据最小二乘法则在预设范围内求取气体源坐标最优解的问题. 通过仿真实验对新算法进行验证, 建立金属氧化物气敏传感器阵列及信号采样系统, 以乙醇蒸汽为目标气体在实验室环境下进行了实际气体源定位实验.     

光纤声发射源定位实验平台的研究与实现

为了研究固体中声发射源定位问题,开发了一套成本低廉,适用范围广,检测灵敏度高的声发射源定位实验系统.采用Sagnac光纤干涉仪作为点传感器构成传感阵列,给出了Sagnac光纤干涉仪超声检测及声源定位的原理;光纤传感器布置在矩形钢板上构成阵列,用模拟声源激励钢板上的任意位置,基于单片机的数据采集电路将四路声发射信号发送给计算机,计算机通过VB编写的软件平台对四路信号进行解调处理.根据四路信号的时间差得到声源的位置,并采用时差修正法提高了定位精度.结果表明,此系统利用光纤传感器实现了钢板中声发射源的定位,为材料结构健康检测与监控的研究提供了一种新的方法.     

刮板输送机圆环链断链检测方法的研究

提出了采用表面波电磁声技术对圆环链裂纹进行在线检测的方案，成功地研制了电磁声探伤装置和电磁声传感器．在钢管和圆环链上非接触地激发并探测到声表面波和人工缺陷反射波以及造成的声波衰减，从理论上和试验技术上为最终实现对运动圆环链的在线检测奠定了基础．所研制的传感器也可用于对其它运动的、表面粗糙的金属构件和结构件进行无损检测，有着极广阔的应用前景．     

基于前馈神经网络的人工嗅觉系统

从分析气体传感器的“交叉敏”行性出发,提出了将气体传感器阵列与前馈神经网络的相结合,形成人工嗅觉系统,用于气体的定性、定量分析;构造了前馈神经网络的结构和基于递推预报误差（RPE）的网络训练算法;优选了用于识别CO、H2、CH4三种气体的传感器阵列;建立了用于气体分析的实验条件,并通过实验验证了前馈神经网络用于气体识别的可行性。     

一种新型嵌入式汽车胎压监测系统

应用声表面波传感器经信号激励后产生携带压力和温度变化的回波信号的原理,设计了一种新型汽车胎压监测系统．介绍了传感器的工作原理,系统的硬件构成和软件设计．该胎压监测系统与传统检测系统相比,具有更强的灵活性和可移植性．     

激光刀口法声表面波分布图像化系统

介绍了激光刀口法声表面波(SAW)分布图像化高速测量系统的原理和系统构成,并进行了测试验证。通过将声表面波传播时引起的被测件表面微变转换为入射到光电二极管的光量变化,转换出的电信号下变频到中频进行检波和鉴相后输入到高速数据采集器,实现了约20 min测试2 620(x)×410(y)点阵,获取的声表面波振幅和相位数据重构声表面波分布的图像。     

基于LabVIEW的嵌入式电子鼻系统设计

为了方便、快速地检测白酒的品质,研究设计了一种嵌入式电子鼻系统。该系统的数据采集模块与气体传感器阵列串口连接,同时与电脑的USB接口连接。系统的传感器阵列包含6种气体传感器,数据采集卡选用USB-6002,上位机软件是在LabVIEW程序开发环境下编写。系统测试时,对3种不同品牌的白酒进行了检测,结果显示,对样品数据的分类准确率可达90%以上。     

基于气液相转变效应的SAW气体传感器

针对传统涂敷敏感膜的声表面波（SAW）气敏传感器存在成膜困难、选择性差、重复性差以及再生性差等问题，提出了一种基于气体气液相转变效应来检测痕量挥发性有机气体(VOCs)的SAW气体传感器.建立了气液相转换效应模型，推导出传感器灵敏度与温度、有机蒸气质量分数之间的函数关系，并建立了VOCs液相凝聚层负载下的SAW波传模型，仿真计算了波传频散和波传衰减，从理论上阐释了传感器具有高灵敏度.同时引入气相色谱（GC）分离柱作为无敏感膜涂敷SAW气体传感器的选择性虚拟列阵，以解决这种高灵敏度气体传感器用于混合VOCs测量时的选择性问题.初步的实验结果表明，该传感器系统具有灵敏度高（可检测质量分数为10^-9的VOCs）、分析时间短、选择性好、微型化、成本低等优势.     

基于改进RD-MUSIC算法与稀疏方形阵列的双局放源超声定位方法研究

电气设备局部放电超声阵列定位是将超声阵列传感器与阵列信号处理技术应用于局部放电超声定位的一种新方法。研究表明,传统的测向算法对双局放源的定位精度不足,分辨力较低;满阵传感器结构复杂且成本昂贵,不适合工程应用。据此,提出一种基于改进RD-MUSIC(Reduced Dimension-Multiple Signal Classification)的测向算法和稀疏方形阵列传感器的双局放源检测方法。以稀疏度为4阶的4×4方形平面阵列传感器为例,研究了基于改进RD-MUSIC算法的双局放源的波达方向估计算法的有效性。仿真结果显示改进RD-MUSIC算法得到的测向星谱图可直观获得DOA估计量,提高了计算速度和测向精度,实验验证了该方法的有效性。     

声电输运器件的表面波特性分析

本文讨论了埋沟砷化镓声电输运器件中声表面波传播特性,金属栅阵列的散射特性和导电理层对表面波的屏蔽特性。比较了不同沟道结构中表面波电位分布及不同金属结构对表面波的散射。指出了为获得性能优良的声电输运器所需结构参数的选择。     

回折线圈导线长度对表面波EMAT性能及缺陷检测的影响

为了改善表面波电磁声传感器(electromagnetic acoustic transducer,EMAT)的激励及接收性能,并提高缺陷定量检测的准确性,试验研究了EMAT中回折线圈导线长度对传感器频率特性、所激励表面波声场指向性、衰减特性的影响.采用不同长度回折线圈对人工裂纹进行检测,得到了对应的反射和透射系数,分析了导线长度和裂纹长度相互关系对缺陷定量检测的影响.试验结果表明,表面波EMAT的频率特性与回折线圈导线长度无关,但其所激励表面波的声场指向性及衰减速率与导线长度密切相关,回折线圈导线长度越大,声束辐射半张角越小,表面波衰减越慢;作为接收传感器,回折线圈导线长度越大,EMAT检测时空间分辨率越低,但接收信号信噪比越高.导线长度小于裂纹长度时,才能得到准确的反射和透射系数.     

催化重整装置含氯气体的监测报警

气体检测的关键结构单元是气敏元件和气体传感器。该文概述了气体传感器的主要类型及其应用范围,根据装置的特点选用电化学传感器,并配置以记录仪和声、光报警器组成成对含氯气体的环境监测报警技术,能保证铂重整装置催化剂再生系统的正常运转。该监测报警技术不仅适用于铂重整装置催化剂再生系统,对其它含氯气体的环境监测报警也具有普遍的实用意义。     

基于氮化铝单晶的声表面波压力传感器的特性研究

采用了声表面波(SAW)理论以及SAW谐振器的结构和工作原理,设计了一种基于声表面波(SAW)谐振式压力传感器。采用有限元仿真软件COMSOL Multiphysics 对氮化铝单晶声表面波谐振器进行建模和仿真,提出符合声表面波振型的对称模态和反对称模态。计算出氮化铝单晶的相速度为5795.17m/s。讨论了氮化铝基底厚度对此压力传感器的相速度的影响。讨论了氮化铝金属化率对传感器的相速度的影响。最后通过附加0～1 000 kg/m2的质量块模拟不同压力下的传感器的频率响应,结果证明压力大小的变化与谐振频率之间具有良好的负相关线性关系。通过拟合得出线性表达式。     

嗅觉可视化技术在猪肉新鲜度检测中的应用

针对肉类快速检测的需求和人工嗅觉技术存在的检测范围窄、受环境温度影响大等缺陷,根据金属卟啉化合物与有机小分子气体反应后发生颜色变化的原理,介绍了人工嗅觉可视化技术在肉类检测中的应用,首先介绍了金属卟啉化合物的特性及气体可视化传感器阵列的制作过程,然后对嗅觉可视化系统的组成做了简要介绍．     

哥氏力对剪切型声表面波传播属性的影响

从理论分析和实验研究了哥氏力对剪切型声表面波传播属性影响。理论分析方面表明,在哥氏力作用下剪切型声表面波中质点的运动方式发生了变化,已不再是纯剪切运动,而是变为椭圆运动,从而改变声波的传播速度。在实验方面,选择综合性能优良的ST-90oX切石英晶片为基底材料,设计了差分结构的剪切型声表面波器件,并设计相应的工作检测电路,通过实验,检测出旋转角速率使声表面波的频率发生了变化,验证了哥氏力对剪切型声表面波的影响。     

电流检测式静电探测器的信号特征及阵列模型

阵列方法广泛应用于遥感遥测等众多领域的定位问题上.在静电探测器阵列系统中,利用平面传感器将静电信号转换为电流信号进行检测的电流检测式静电探测器具有其独特的信号特征,具备构成阵列模型的基本条件.经实验证明针对静电传感器的定位阵列模型方法可行.分布式静电探测器阵列定位系统在不改变系统的硬件条件和资源配置的情况下,大大提高了系统的定位精度,降低了静电探测系统的误差.     

基于MCSPO-MUSIC算法的换流阀绝缘板沿面放电定位方法

绝缘板是换流阀中不同级阻尼电容间的重要绝缘设备,其长时间运行并且表面积污遇潮后,出现的沿面放电现象将会影响阻尼电容间的绝缘乃至换流阀的安全运行.近年来,声阵列定位检测高压设备局部放电的技术发展逐渐成熟.因此基于排布较优的4×4方形声音传感器阵列,提出了一种MCSPO-MUSIC定位算法.该算法利用CBF预估出来的角度,...     

运用人工神经网络进行混合气体定量分析的研究

优选了分析CO、H2和CH4混保气体的传感器阵列,构造了传感器信号预处理和神经网络训练算法,从而建立了用于混合气体定量分析的人工嗅觉系统。实验结果证明,系统能够以较高的精度分辨出3种气体的浓度。     

无源声探测网多传感器单目标定位算法

该文对无源声探测网中的时间延迟问题进行了详细分析，提出了一种应用于声探测时延系统的定位算法，通过对相应传感器的历史信息时间追溯，并对多个传感器的选择使用，完成了多传感器对单个目标的定位过程，并以仿真实验验证了算法的正确性和有效性。     

基于材料压电特性的传感器应用技术

基于压电材料的特点,总结分析了换能型、谐振型、声表面波型和超声波型四类压电传感器的工作原理、技术特点和设计要点,说明了目前这些压电传感器在国内外的应用情况,指明了压电传感器的四大发展趋势。