基于带通滤波器的幅频特性调节光电开关灵敏度

研究探讨了调制光频率与检测距离的相关性,旨在通过软件改变红外调制光频率,实现"一键式"智能调节检测距离.以连续周期矩形脉冲信号为例,选用二阶窄带带通放大电路对输入信号进行放大和滤波处理,使不同频率的脉冲信号经过窄带带通放大器自动调节其输出信号幅度,进而影响传感器的灵敏度.经理论推导、仿真设计、实验分析,结果表明:当设定脉冲幅值和占空比为常数时,改变脉冲信号频率可实现传感器灵敏度的调节,从而实现对检测距离的调节.即当ff0时,灵敏度随着f增大而减小.在红外光电开关传感器上应用该方法实现了利用软件调节频率来调节传感器的测量距离.     

基于α稳定分布的空间瞬态光频谱估计

分析待探测的瞬态光信号,对其进行频谱估计,推导出空间瞬态光信号是一种随机信号。通过分析基于FLOM估计的共变谱估计,得出当 <1时,这种方法并不适应。为此,提出一种分数低阶协方差谱的估计方法,对这2种 稳定分布噪声中正弦信号的估计与分辨进行仿真实验,结果表明该方法可以获得较好的谱估计性能,对 稳定分布噪声具有广泛适用性,且瞬态光信号为 稳定分布噪声。     

基于受控Lorenz系统的微弱脉冲信号检测

利用Lorenz系统的参数非共振激励混沌抑制原理，实现强噪声背景下微弱周期脉冲信号的检测．将频率远大于系统特征频率的脉冲信号作为系统内置激励信号，根据平均法和重整化方法得到受控Lorenz系统与原系统的参数等效关系，并确定使系统由混沌状态突变为周期状态的检测参数临界值．仿真结果表明此系统可以达到较低的信噪比工作下限．此方法可根据理论分析结果预测参数临界值范围，检测方式简便易行，适于在目标探测和故障诊断领域推广应用．     

减小光栅测量系统随机误差的研究

在光栅测量系统中,为了提高光栅传感器的测量精度需要对传感器输出的莫尔条纹信号进行细分,但高斯白噪声和脉冲型噪声的存在会影响细分精度。减小噪声干扰的方法一般采用中值和平均滤波,而该方法只适用在静态测量中,对于时变的莫尔条纹信号实现困难。由多项式预测滤波器根据多个已测量的值,预测出当前的测量信号,预测的信号和实际测量信号经过中值滤波后输出,减小光栅测量系统的噪声。最后,通过应用实验验证了该方法的有效性。     

基于检测的脉冲噪声滤除方法

为了将柴油机瞬时转速信号中的脉冲噪声滤除,使用了基于检测的脉冲噪声滤除方法。在已有的检测方法基础上,计算被检测点与中值之差将已有的检测方法可能漏掉的脉冲噪声检测出来,改进了脉冲噪声的检测方法来保护信号的细节信息。而且此方法对脉冲噪声干扰较为严重的信号特别有效。使用本方法对含有大量脉冲噪声的柴油机瞬时转速信号的滤波结果表明,改进的脉冲噪声检测法能够更准确地检测出脉冲噪声,更好地保护信号中的细节信息。     

基于差分分层噪声检测的开关中值滤波算法

为了精确地检测出图像中的脉冲噪声并滤除,提出了一种差分分层噪声检测的开关中值滤波算法。该算法对噪声检测窗口内像素点按灰度值大小排序,通过差分方法划分出高、低阶噪声块和信号块3部分。当待测像素点属于信号块时视其为信号点;否则,视其为可能噪声点。利用可能噪声点与信号块中与其灰度值最临近的信号点的灰度的差定义了梯度函数,在梯度函数的基础上定义了用于对可能噪声点进行二次检测的模糊隶属函数,对滤波方法进行模糊加权,得到一种加权滤波方法。实验结果证明了该算法对脉冲噪声有很强的抑制作用。     

智能传感器故障诊断系统数据预处理方法

发动机故障诊断系统中传感器采集到的信号是实际信号和随机噪声的合成,这给故障检测和诊断带来许多不利的影响.将中值滤波和小波分析结合起来使用,中值滤波用于消除数据中的脉冲噪声,小波滤波用于消除数据中的其他平稳随机噪声,仿真结果表明:混合滤波能够有效去除信号中的脉冲噪声与随机噪声,较好地还原了原始信号,将该方法应用于发动机的试车数据,结果表明:该方法具有理想的去除噪声效果.     

纳米碳管气体放电气敏传感器中随机共振现象的研究

在对某些非线性动力学系统中,存在着随机共振现象,它不是通过消除噪声而是利用噪声来达到检测微弱信号的目的,随机共振是非线性动力系统中的普遍现象,它向人们展示了噪声在非线性体系中的积极作用.本文对纳米碳管气体放电气敏传感器中的随机共振现象进行了研究,利用纳米碳管电极作为气敏传感器阳极,在以空气为目标气体的传感器检测系统中观察到二重随机共振现象.提取放电周期脉冲信号,利用高斯白噪声调制放电周期脉冲信号,输出信噪比的仿真结果与实际观察到的二重随机共振现象一致.     

一种改进的形态-小波阈值降噪方法

现场采集的旋转机械振动信号中一般存在强脉冲干扰和白噪声,小波阈值滤波对白噪声的滤波效果好,但对脉冲干扰的滤除效果不佳,而形态滤波虽然可以有效地剔除脉冲干扰,但不易滤除白噪声。针对这些问题,提出了一种基于形态滤波和改进的小波阈值滤波相结合的综合滤波方法。该滤波方法结合了两种滤波方法的优点,能够同时有效地滤除旋转机械振动信号中的脉冲干扰和白噪声。通过仿真信号和现场采集的转子振动信号进行了实验验证,结果表明,形态滤波与改进的小波阈值滤波相结合的滤波方法很好地滤除了转子振动信号中的噪声成分,进而提取出淹没在噪声中的转子振动信号。     

一种泥浆脉冲压力传感器信号的融合算法

针对泥浆脉冲信号传输复杂环境和采集信号的特点,提出多传感器探测泥浆脉冲信号的思想,研究了基于统计方法理论的信号间可靠性度量,并推导出信号间关系矩阵的确定方法.利用综合支持度最优数据融合方法,实现对实验数据的仿真处理和现场采集数据处理.分析结果表明,该方法克服了单传感器信号不确定性的困难,有效消除了信号中的干扰和噪声,能够很好地恢复原始编码数据,满足随钻测井的要求.     

3-D磁传感器的电路设计与信号处理

研究具有倾斜传感器的三维方向磁传感器电路设计及信号处理。首先,二维磁传感器HMC1052和一维磁传感器HMC1051Z正交测量地磁场的三个分量,并将其转换为差分电压信号放大输出,电压信号分别被A/D采样存储到单片机中;其次,倾角传感器输出与磁传感器的倾角成正比的脉冲信号,脉冲信号高电平被单片机内部计数器计算出存储在单片机内;最后,单片机通过串口将数据传送到PC机进行处理和显示。文中利用传感器的复位/置位电路有效地提高传感器的灵敏度,同时还对此进行了仿真。此外,通过软件方法消除电桥偏置电压。     

一种矿井通风中精确测定风速的方法

针对超声波传感器接收超声波脉冲信号时由于存在起振过程,导致脉冲到达接收传感器的时间难以精确测定的问题,提出一种矿井通风中精确测定风速的方法,即通过拟合接收传感器接收到的正弦信号曲线及其包络线,计算出超声波脉冲信号到达传感器的时刻。对模拟采样数据的计算及分析结果表明,该方法能够达到较高的测时精度,从而能够保证矿井巷道测风精度。     

光寻址电位传感器阵列信号处理仿真研究

基于微透镜和频率调制盘的设计,提出了光寻址电位传感器阵列(LAPS)中光脉冲阵列的频率调制方法和基本的测量系统.采用Matlab对LAPS阵列可能检测到的光电流信号进行快速傅立叶变换(FFT)和小波分析的仿真.从仿真得到的频谱图,各频率的脉冲光所对应的光电流能够分辨出来,进一步证明多频率脉冲光源LAPS传感器阵列具有很好的频域分辨率,从而得到LAPS阵列对应各个传感元的信号,为实际LAPS阵列器件的制作和信号处理提供了理论依据.     

发明与专利

本发明揭示一种图像传感器,其具有一像素阵列内的多个像素,像素阵列耦合到～控制电路且耦合到一个或一个以上减法电路。控制电路可使一耦合到一像素的输出晶体管提供一第一参考输出信号、一共同复位输出信号及一第一感测节点复位输出信号,减法电路在第一参考输出信号、共同复位输出信号及第一感测节点复位输出信号之间可形成一经加权差以产生一噪声信号。控制电路可使输出晶体管提供一第二感测节点复位输出信号、一光响应输出信号及第二参考输出信号,减法电路在第二感测节点复位输出信号、光响应输出信号及第二参考输出信号之间可形成一经加权差以产生一经正规化的光响应信号。该光响应输出信号对应于由传感器俘获的图像。可从经正规化的光响应信号减去噪声信号以产生一经去噪声的信号。     

一类厚尾随机信号平稳性的在线bootstrap监测

脉冲噪声的干扰使随机信号出现厚尾性. 对噪声项服从对称稳定分布的在线厚尾随机信号, 提出了基于核加权的方差比率方法来连续监测其平稳性. 给出了监测统计量在非平稳原假设下的极限分布, 证明了此方法的一致性. 为确定监测统计量的临界值并避免估计厚尾指数, 提出了bootstrap重抽样方法. 最后通过模拟实验和分析两组实际数据说明了本文方法的有效性.     

脉冲噪声环境下基于卡尔曼滤波的语音增强

语音增强的目标在于从含噪信号中提取纯净语音,纯净语音在某些环境下会被脉冲噪声所污染,但脉冲噪声的时域分布特征却给语音增强带来困难,使传统方法在脉冲噪声环境下难以取得满意效果。为在平稳脉冲噪声环境下进行语音增强,提出了一种新方法。该方法通过计算确定脉冲噪声样本的能量与含噪信号样本的能量之比最大的频段,利用该频段能量分布情况逐帧判别语音信号是否被脉冲噪声所污染。进一步地,该方法只在被脉冲噪声污染的帧应用卡尔曼滤波算法去噪,并改进了传统算法执行时的自回归(AR)模型参数估计过程。实验中,采用白色脉冲噪声以及有色脉冲噪声污染语音信号,并对低输入信噪比的信号进行语音增强,结果表明所提出的算法能显著地改善信噪比和抑制脉冲噪声。     

光纤传输LD推动系统的研究

本文介绍一种用光纤做光通道、激光二极管(LD)做激光源的光功率推动传感器的工作原理,微功耗测量探头的设计方法,脉冲位置调制中应用单根光纤分时双通道解决参考信号的设置,以及光反馈稳定光源等技术.上述措施使传光型光纤传感器的系统稳定性和精度等性能指标得到很大改善.由于被测信号也采用了光纤传输,使探头与仪表端只有光联接,所以本文介绍的光推动传感器可视为“准”全光学式的.     

基于FAVMD-时变峰度的电缆局部放电多传感器在线检测与定位

在利用多传感器测量法进行电缆局放故障在线定位时,由于强环境噪声的干扰,局放初至脉冲的拾取误差较大或无 法拾取,造成精确定位失败。针对这一实际工程问题,提出一种基于FAVMD－时变峰度的电缆局放初至脉冲检测方法。首先,利用相关系数法自适应确定最优基本模态个数,将其应用于变分模态分解,将局放信号和噪声信号快速分解到不同的基本模态中,实现噪声信号的有效分离,然后运用时窗能量比方法确定局放时窗,并采用一种新的时变峰度法在局放时窗内精确拾取局放初至脉冲,最后运用多传感器测量法实现电缆局放源的在线定位。实验结果表明,相对于现有方法,该算法适应噪声能力强,定位精度高,在信噪比为－16ｄＢ的强噪声环境下,相对定位误差仅为 0.23%,在实际工程中有良好的应用前景。     

基于希尔伯特-黄和小波包的UWB信号检测方法

针对希尔伯特-黄变换在超宽带脉冲检测中检测性能受限于信噪比的问题,研究并分析了筛选终止条件以及小波包去噪方法,结合新终止条件,给出了希尔伯特-黄变换与小波包分析联合检测的新方法。采用新方法对噪声中的超宽带信号进行检测分析,并运用均方根误差公式对该方法的检测性能进行仿真比较。仿真图表明,新方法能较为准确地重构出淹没在强噪声下的脉冲,成功克服HHT变换在检测超宽带脉冲时受噪声强度影响较大的问题,从而改善强噪声环境下脉冲信号的检测效果。     

工业仪表用压力传感器阵列信号快速增强研究

常规的压力传感器阵列信号增强方法以噪声信号处理为主,无法满足工业仪表的测量需求。因此,研究了工业仪表用压力传感器阵列信号快速增强这一课题。首先,构建压力传感器阵列信号快速增强模型,定向捕捉工业仪表用压力传感器噪声干扰源,并确定压力信号的幅度、频率、相位等信息,对其进行针对性增强;然后,抑制传感器信号通道的交叉耦合噪声,考虑压力信号与噪声信号的功率谱关系,能更准确地还原原始压力信号,从而优化信号增强质量。通过对比实验,验证了该方法的信号增强比更高,能满足阵列信号快速增强需求,应用价值较高。