嵌入式气体检测系统及其图像分析算法

针对传统气体检测方法的不足,提出了基于嵌入式和卟啉阵列传感器的气体快速检测系统及其图像分析算法。该系统通过USB接口的摄像头采集待测气体与卟啉阵列传感器反应前后的RGB图像信息,再由图像处理算法得到图像中每个卟啉点的颜色变化信息,最后通过模式识别算法得到待测气体种类和浓度。重点研究了检测系统的结构及软件功能的设计,给出了针对卟啉阵列传感图像的图像处理算法及与标准数据库匹配的模式识别算法。通过对氨气等气体进行试验,结果表明该系统及其分析算法能够很好地识别出气体的种类和浓度。     

基于气体传感器阵列和非线性信号分析技术的龙井茶品质检测方法研究

本文研究了一种基于传感器阵列信号分析的龙井茶品质检测技术,采用多气体传感器阵列构建检测平台,实验检测不同储存时间的龙井茶样品,并对传感器阵列信号开展信号分析。为了进一步优化传感器阵列检测龙井茶品质的准确性,对传感器阵列参数优化,得到优化之后的阵列,优化后的传感器阵列具有更高的准确性。采用载荷分析（Loadings）、归一化处理进行数据的预处理。实验采用模糊c均值聚类（FCM）、k近邻函数（KNN）和概率神经网络（PNN）三种方法对传感器阵列检测信息进行了模式识别,以评估所构建系统的检测精度。结果表明三种方法的识别正确率分别为90.83%,90%和93.3%。结果表明KNN和PNN针对气体传感器阵列检测龙井茶品质领域均呈现了较好的模式识别结果。以上结果证明该系统具有较好的检测精度,随机共振系统输出相关系数曲线可以较好的区分不同茶叶样品,并且依托互相关系数特征峰值构建了其品质分析模型。     

基于卟啉传感器的气体检测系统的设计

针对传统气体检测方法的不足,设计了一种基于卟啉传感器的快速气体检测系统.反应室的流体仿真表明该系统检测结果具有可比性.该系统采集存储卟啉传感器与气体反应前后的图像,通过图像处理技术获得传感器阵列的颜色变化信息,将其与数据库中的记录进行匹配,得到检测结果.实验表明:该系统响应快速,能准确检测识别多种有害气体.     

基于传感器动态检测和神经网络的气体识别

提出将气体传感器阵列动态检测与人工神经网络相结合的方法实现气体的识别。设计了用该方法进行气体检测识别的实验系统。该方法具有实验次数少、识别准确度高的优点。实验以4个金属氧化物半导体气体传感器组成的阵列为例,详细讨论了该方法的实验过程及识别结果。通过实验对甲烷、乙醇、丙酮3种气体及其混合气体进行识别,结果表明:该方法的正确识别率达到100%,具有很高的实用价值。     

医用电子鼻气体传感器阵列优化方法

电子鼻气体传感器阵列存在冗余和相关,将对分类识别效果产生影响。提出并实现了一种新的医用电子鼻气体传感器阵列优化方法,利用改进遗传算法设定气体传感器的重要性系数,以去除传感器阵列的冗余和相关,提高系统的判别能力。新的方法分别用于五种乳癌特征气体和七种伤口病原菌检测,使正确识别率得到较大提高。     

基于自组织特征映射网络的气体识别方法研究

针对气体传感器的交叉敏特性,提出将气体传感器阵列与模式识别上结合形成人工嗅觉系统,用于气体的定性识别和定量检测。利用６个半导体传感器组成阵列,并结合自组织特征映射网络模式识别技术准确地识别了ＣＯ、Ｈ２、ＣＨ４等三种气体,说明人工嗅觉系统能够提高气体伟感器的选择性,自组织牧映射网络应用于气体识别是可行的。     

基于气体传感器阵列的易挥发化学品判别系统

利用气体传感器阵列结合判别软件,可用于气体的定性识别。本系统采用气体传感器MQ211组成阵列,结合气室和必要的电路,设计了实时数据采集判别系统,介绍了判别系统的构成与实验过程,实验结果表明:本系统能准确判别多种易挥发化学品。     

Adaboost集成BP神经网络在传感器阵列检测系统中的应用

针对目前常见的多元有害气体检测问题,设计并搭建了一种基于传感器阵列和集成 BP神经网络相结合的传感器阵列检测系统。在该系统中采用集成BP神经网络对传感器阵列的三种混合有害气体的响应信号进行回归分析。为了提高集成BP神经网络的预测准确性,又利用Adaboost算法对集成BP神经网络进行了优化。结果显示：该系统能够准确地检测气体组分,通过Adaboost算法对集成BP神经网络优化后,预测的平均相对误差小于2%,能够有效解决气体传感器的交叉敏感问题,提高传感器的选择性。     

可视嗅觉传感器阵列研究及图像分析

针对目前电子鼻系统普遍存在的检测范围窄、受环境湿度影响较大等缺点,本文依据金属卟啉配合物与有机气体反应会产生颜色变化的原理,研制了一种新型的气体敏感膜,设计了可视嗅觉传感器阵列的实验系统.系统通过分析敏感膜与不同的气体反应所呈现的颜色变化识别气体,具有完全不受外界水蒸气影响和检测精度高等特点.用该传感器敏感膜分别对环己胺、乙腈和四氢呋喃进行了试验,试验结果表明该传感器阵列能够正确地识别这三种有机物.     

基于人工神经网络的电子鼻对混合气体检测研究

在简要概述电子鼻系统原理的基础上,分析人工神经网络模式识别的特性、结构和识别原理,阐述一种基于人工神经网络的混合气体检测方法.结果证明通过人工神经网络的模式识别和气体传感器阵列技术相结合,能够有效地解决气体传感器阵列的交叉敏感问题,从而实现对混合气体的定性定量检测,并且拥有广泛的应用前景.     

一种新型仿生微型机器人的无缆测控系统

设计了一套基于磁场和射频信号的测控系统,用于实现仿趋磁细菌微型机器人的无缆操控及其运行参 数的检测．测控系统包括微型机器人的位姿检测子系统和微型机器人控制子系统．检测子系统中,磁传感器阵列实 时检测磁场信号,经过数据处理后获得微型机器人的状态信息,并与视频跟踪结果进行对照;控制子系统中,通过 射频发射的PWM 信号控制微型机器人的运动速度,同时通过导向磁场控制微型机器人的运动姿态．利用本系统, 实验研究了微型机器人的90± 转向运动,结果表明该系统能够有效控制微型机器人的运动.     

Measurement system for quartz crystal microbalance sensors

Human olfactory is studied for a long time and in many ways, and many of them are based on gas chromatography technology. They have used gas sensors made of metal-oxide semiconductors. The semiconductor sensors can detect gases as difference in electric resistance by oxidation or reduction of surface on the sensor. Human olfactory is organized by about 2,000 receptors of smell, and many electric sensors are used to emulate the receptors. We consider applying multi-channel QCM for these sensors. However, QCM sensors in a chamber (small box) interfere with each other, and we should examine measures of a design method for anti-interference. In this paper, we propose a design method and build an evaluation system.     

故障树方法在传感器子系统可靠性分析中的应用

飞行控制系统是飞机的重要组成部分,其先进程度已成为飞机性能和作战效能的关键因素,因此有必要对其可靠性进行深入研究。飞行控制系统的可靠性主要由感知对象状态的传感器子系统、实施数据处理和执行控制功能的飞控计算机子系统、操纵舵面运动的伺服作动子系统决定。文章针对飞控系统的传感器子系统的特点,引入了故障树分析方法,对传感器子系统建立了故障树模型,采用定性分析与定量计算得出该子系统的故障模式、可靠度、关键重要度,为可靠性设计和故障诊断提供了依据。结果表明,故障树分析法是对传感器子系统进行可靠性分析的一种有效方法。     

伺服作动子系统的两种可靠性分析方法

飞行控制系统是飞机的重要组成部分,其先进程度已成为飞机性能和作战效能的关键因素,因此有必要对其可靠性进行深入研究。飞行控制系统的可靠性主要由感知对象状态的传感器子系统、实施数据处理和执行控制功能的飞控计算机子系统、操纵舵面运动的伺服作动子系统决定。文章针对飞控系统的伺服作动子系统的特点,引入了故障树分析和马尔可夫过程两种方法分别对传感器子系统建立了模型,通过定性分析与定量计算得出该子系统的故障模式、可靠度、关键重要度,为可靠性设计和故障诊断提供了依据。结果表明,这两种方法都是对伺服作动子系统进行可靠性分析的有效方法。     

基于红外热效应的电容式气体传感器研究

提出了一种利用气体吸收红外并产生热效应现象检测气体的方法,设计并制造了一种红外电容式气体传感器.该气体传感器采用在密封气室中密封纯净的被测气体,利用被测气体吸收红外的热效应并由此产生压力变化,该压力变化转换为弹性应变膜的应变致使平板电容器的电容变化,由于环境中被测气体与密封气室中被测气体对红外的差分吸收,使得电容的变化...     

自主水下航行器控制系统实时故障检测新方法研究

采用有限脉冲响应(FIR)滤波器对水下航行器进行在线自适应建模,并利用LMS算法来调节自适应滤波器的权系数,通过对FIR滤波器权系数的分析,可实时检测出系统的故障.在水下航行器控制系统中应用该方法对传感器和执行器的故障进行检测.仿真结果表明该方法简单、可靠,可对水下航行器控制系统进行实时故障检测.     

SF6设备检测用小型尾气回收装置研制及应用

现场预防性试验和检查性试验中,SF6设备检测尾气总量较大,进行尾气回收但不影响仪器检测的准确性是个难题。根据差压传感器测量大气与缓存气室压差,通过微控制单元控制缓存气室保持在限值压力范围。尾气回收装置控制部分以DSP核心控制芯片为核心,下位机控制板通过DSP程序进行装置的控制,人机交互界面设计美观实用,且对压力传感器进行了校准,线性度良好。保证在回收SF6检测尾气的同时,不影响SF6气体检测数据的准确性,且容量大,可多次回收检测用尾气,该装置可在现场与多种SF6气体检测仪器配套使用,包含SF6气体分解物检测仪、SF6纯度检测仪和SF6露点检测仪（SF6湿度检测仪）。所研制装置已在现场实现应用,验证了装置的可靠性,环保效益突出。     

医用电子鼻传感器系统的发展

医用电子鼻是一种特殊的电子鼻系统,与通用电子鼻一样,传感器系统是它的核心。现有的气体传感器主要有金属氧化物半导体型、电化学型、导电聚合物型、石英微天平等几种,但将它们用于医用电子鼻都还有不足,因为医用电子鼻对传感器系统有更高的要求,它要求气体传感器谱度更广、检测限更低、灵敏度和稳定性更好。     

新型光学谐振腔甲烷传感器的研究

基于甲烷气体光谱吸收的原理,设计了一种高精度双波长单光路检测甲烷气体体积分数的检测系统,该系统用多次再入射光学谐振腔作为甲烷气体吸收腔,入射光线在气体吸收腔内的多次反射增加了与甲烷气体发生吸收作用的光程长度,极大地提高了检测精度,而且由于光点的分散分布特性,使该系统又具有很好的散热性,不会引起热量的累积,有利于甲烷气体...     

大型公共建筑中央空调监测系统设计与实现

阐述了具有数据采集、数据通信和数据处理三层系统结构的中央空调电脑监测系统结构原理及实现方法。该系统以单片机设备作为数据采集前端机,以工控计算机为空调系统监测主机,并通过无线和485总线通信方式实现监测主机与数据采集器之间的数据传输。采用这种多级分布式结构不仅避免了模拟信号因长距离传输引起的损耗,简化了系统的布线,而且便于增加传感器的个数和种类,系统易于扩展、升级。笔者完成了整个系统的软硬件设计,实现了一种可以应用于大型公共建筑的中央空调监测系统。