基于格雷码编码的EL15-2C型风向传感器维护方法及分析探讨

在自动气象站的运行过程中,风向故障是自动站故障中经常遇到的故障类型,本文通过对EL15-2C型风向传感器[1]中两例典型风向故障维护过程的分析探讨,总结出该型号风向传感器基于格雷码原理的维护方法,更有利于技术保障人员快速高效的判断及解决故障.     

基于单片机的防火防盗系统设计

本系统以C8051F020为主控芯片,使用烟雾传感器、红外热释传感器和温度传感器来采集信号,通过语音芯片和小喇叭来实现防火防盗智能报警系统。启动防火防盗系统后,当有人靠近红外热释传感器,单片机就能检测到电平变化,控制语音芯片发出报警信号。当有火灾发生时,烟雾传感器检测到烟雾浓度超过某一值或者温度大于某一值时,单片机也能检测电平变化,实现报警。     

固态降水传感器现场核查装置技术研究

针对气象观测台站固态降水传感器现场核查及测试的实际需求,研制了现场核查装置,结合砝码法实现了固态降水传感器的现场核查和测试;现场核查装置由基于ZigBee无线网络的数据获取装置和加重装置构成,数据获取装置具备环境气压、温度、相对湿度的实时检测能力,具备RS232、RS485及通断信号方式3种固态降水传感器接口的数据读取能力;加重装置由三角支架、OPD降水模拟器及砝码托盘组成,其中降水模拟器采用阻挡原有OPD降水发生探测器红外光束,人为给定指定频率脉冲信号的方法实现了降水的模拟,能够兼容多种型号的固态降水传感器;经实验测试,固态降水传感器能够准确识别加入其中的砝码重量,数据获取装置的3种接口数据读取准确度均达到100%;降水量测量值与理论值相关系数为0.9999;表明现场核查装置能够应用于固态降水传感器现场核查及测试业务。     

配网雷击故障识别与定位装置的应用

针对配电网线路拓扑分支较多、运行环境复杂、容易遭受雷击,且故障排查效率低、巡线工作量大等问题。本文开发了一种配网雷击故障识别与定位系统,通过监测线路点位的故障工频以及行波电流的方式,能快速准确地判别雷击故障,并且定位故障位置,该系统已于江西省南昌市成功挂网使用,极大地提高了当地配网供电的可靠性。     

发电机励磁碳刷运行故障检测方法

针对发电机励磁系统中碳刷结构故障检测困难,故障定位不准确的问题,本文根据实际碳刷运行过程建立碳刷结构检测系统。通过建立组件对象模型(Component Object Model COM)动态检测方案将碳刷结构模型化,使系统能够更为精确的检测到故障原因。设计数字式光纤传感器(BF5R)检测电路将碳刷故障过程图像化,缩短系统检测时间。通过改进维格纳威尔分布(Wigner Ville distribution WVD)故障定位算法精准定位碳刷故障位置,采用合理方式进行维修。通过Proteus软件仿真检测系统运行过程,实验表明本设计对碳刷故障检测具有明显效果,在15KW发电机环境中,碳刷故障定位时间为3.5min,信号幅值为13V,结果精确度为96.4%,证实了本设计的可行性;通过仿真对比三种不同系统信号检测幅值电压和检测准确度曲线,由此验证了本研究的优越性。     

基于ARM9的UPS远程智能检测及控制系统设计与实现

以Samsung公司推出的ARM9处理器S3C2416为核心设计一款嵌入式UPS远程智能检测及控制系统。本系统可以通过局域网或现场终端实现对UPS电网供电输出电压、电池供电输出电压、电网供电输出频率、电池供电输出频率、耐电强度、保护接地、备用时间等参数的检测,并可进行远程放电、远程维护等操作;本系统还可对现场数据进行采集进而实现故障报警等功能。通过本系统进行检测得到的数据准确性高,利用本系统可以对UPS进行统一管理和维护,具有非常大的市场前景。     

高速磁浮列车悬浮间隙传感器的故障检测设计

在高速磁浮列车中,悬浮间隙传感器结构复杂,使用量大,环境温度高,振动较大,传感器易出现故障,因此,维护工作量大;为了解决该问题,提高维护效率,对传感器的振荡电路、信号调理以及通讯等主要环节,分别设计了相位差比较检测、基准信号切换比较以及电平转换比较等电路结构,通过传感器内部测试点与外围检测电路相结合,设计了故障检测系统结构及故障编码;最后进行了部分故障试验验证,达到故障准确定位、降低维护工作强度的目的。     

液力耦合器监测系统的设计和实现

为了及时发现并解决液力耦合器机组在工作时出现的故障问题,降低故障带来的设备损耗,并减少重大故障出现的概率,开发了液力耦合器状态监测系统.采用创新设计的基于射频通信的内置式传感器,准确监测耦合器腔体内部温度、压强关键参数,并设计传感器温度比例微分算法,以解决传感器温度滞后问题.采用Lora扩频通信技术,实现厂区远距离组网,并设计通信算法,可实现多设备同时监控、快速组网等功能.经实验表明,传感器温度测量误差不超过±2℃且对温度变化灵敏度高;压强测量误差在±3 kPa之内;纽扣电池可为传感器持续供电1.6年以上;局域网组网便捷,厂区覆盖率高.该系统方案可满足现场要求并为液力耦合器等旋转设备的监控提供有效手段.     

汽车主动悬架传感器故障检测与隔离研究

针对汽车主动悬架(Active Suspension System,ASS)传感器卡死、增益变化、恒偏差常见故障,提出一种故障检测与隔离方法(Fault Detection and Isolation,FDI)。建立主动悬架4自由度半车模型和传感器故障时故障悬架模型,在利用故障检测滤波器获得主动悬架输出残差的基础上,设计故障检测指标,计算故障检测指标实时值并于阈值比较,实现传感器故障定量化检测。利用Kalman滤波器组获得主动悬架状态估计信息,选取合适二级决策变量构造故障隔离决策函数,根据决策函数对故障响应敏感情况隔离故障传感器。Matlab/Simulink仿真实验结果与分析表明:故障检测指标实时值大于等于阈值0.5时,可定量化检测出主动悬架传感器故障;同时,相对其他二级决策变量出现明显大幅跳跃性波动的二级决策变量,对应传感器被隔离为故障传感器。该方法能有效实现汽车主动悬架传感器故障检测与隔离,优化悬架设计,提高车辆控制可靠性和使用安全性。     

基于现场便携式绞车传感器检定装置的研究

传统的检测方法是利用万用表等检测设备检测传感器的输出电平,无法判断传感器的误码率和测量精度的高低。本文采用单片机发送控制信号进行控制标准源运动,通过码盘进行采集数据,通过电缆连接航空接头进行数据传输,采用A相和B相来进行数据采集绞车传感器信号,对比二者可判定伺服电机的正转和反转,通过光电传感器采集复合码盘数据并输出信号,最后对比标准信号与A、B相检测结果是否一致进而确定绞车传感器是否失真,有数据丢失。为了便于在现场进行检测,在运输的过程中防止振动设计了减震航空箱,为了便于现场拆装方便,设计了连接绞车传感器和标准源之间的机械结构中间连接短接件和传动连接件,为了防止绞车传感器在运转的过程中飞出设计了绞车传感器固定装置,整个装置运行平稳,安装方便,测试精确度高,符合现场测试检定的要求。     

基于实时互相关原理的风速风向传感器研制

介绍了国内外风速风向传感器的发展现状,列举出几种风速风向传感器应用场合。为了提高低风速的测量精度,降低现有传感器的成本,提出了基于互相关原理的风速风向传感器的原理和实现。设计了恒流源供电的风速风向传感器、信号调理电路和电压转换电路;通过dsPIC30F4011芯片的A/D模块实现数据的采集处理;通过CAN模块实现系统的远程监控。软件实现上,采用高效实时互相关算法,节省了存储空间,提高了计算效率。实验结果表明,基于互相关原理的风速风向传感器可以实时准确地测得风速风向,对小于10 m/s风速的测量有较高的测量精度。     

A robust and low-power 2-D thermal wind sensor based on a glass-in-silicon reflow process

In this paper, the design, fabrication, and characterization of a robust and low-power micro-machined two-dimensional (2-D) wind sensor based on a glass-in-silicon reflow process are presented for the first time. The four thermistors, which act simultaneously as heat sources and as temperature sensors, are placed on a low thermal conductivity glass substrate, and arranged in a Wheatstone bridge configuration supplied with constant voltage. In this self-heated mode, the total power consumption of the sensor could be reduced into the sub-milliwatt range, offering high initial sensitivity and wide measurement range, respectively. The embedded vertical silicon vias in the glass substrate are used to realize the electrical connections between the sensing elements and the electrode-pads, which are respectively placed on the front and the back surface of the chip. Then, the sensor and the external circuit are connected using the wire-bonding process through the electrode-pads on the back surface. The bonding wires at the backside is encapsulated by polyester paint, protecting the electrical connections of the sensor from the effect of the external environment. In addition, a passivation layer of nitride is deposited on the surface of the wind sensor to prevent direct exposure of the sensing elements to harsh media. The sensor was tested in a wind tunnel in constant voltage mode. Measurement results show that the thermal wind sensor can measure wind speeds up to 17.5 m/s, and the measured sensitivities of the sensor with different applied voltages (0.5, 1, 1.5 V) are, respectively 24.9, 148.3 and 440.61 mV/(m/s) at zero-flow point. The corresponding power consumption of the sensor with different voltages are respectively 4.81, 19.23 and 43.27 mW. Measurement results also show that wind direction in a full range of 360° with an err within 6° could be obtained. The proposed sensor can be used for many applications with a low power consumption and high reliability.     

基于51单片机的风速风向采集系统设计

R．M．YOUNG公司研制的05106型风传感器是一款高精度水平风速风向传感器,广泛应用于海上对风的测量。以AT89C51为例,设计了05106型风传感器采集系统。该系统具有电路简单、稳定性好、功耗低、数据传输可靠等优点。     

基于总线传输的锚杆应力传感器研制

针对传统锚杆应力传感器存在的功耗较大、抗干扰能力差、系统繁杂等问题,研制了一种基于RS485总线传输的低功耗锚杆应力传感器.创新性地采用高精度的电阻应变片原理的应力检测元件,显著提高了传感器的检测精度.从器件选型、低功耗运行机制两方面详细介绍了接口EMC电路、DC-DC降压电路、元件供电电路、差分信号放大电路、数码管显示电路、遥控电路、声光报警电路、通讯电路八部分硬件电路设计方案,以及传感器的软件流程.进行了实验室基本性能实验,实验结果表明,传感器具有低功耗高精度的特点,实现了一条总线带载10台的设计需求.     

面向普适健康服务的无线体域传感网

面向普适健康服务的无线体域传感网要求网络满足高速、低功耗的要求。通过采用超宽带技术,结合普适健康服务业务需求,构建了高速、低功耗的无线体域传感网。该网络能够支持多种传感器同时检测,通过高速物理层接口,做到生理信息的及时传输。实际原型系统测试表明:该原型系统能够支持10个以上节点,在3 m范围内提供100 Mbps的网络速率,并且发送节点平均功耗小于10 mW。     

基于ATmega16单片机的智能伞控制系统的设计

智能伞控制系统选用ATmega16单片机为核心控制芯片,集风速、光强、雨水传感器和其他辅助模块为一体;雨水传感器把采集到的雨量信号经过光电转换模块转化为脉冲宽度信号;风速传感器将风杯转速转化为电信号;光强传感器同时对流过两个光敏二极管的电流进行积分,并转换为数字量;所有的信号都传给单片机,经过微机分析,根据已经设定好的模糊算法,执行相应的驱动电机程序或保持系统状态不变,并在LCD上显示实时雨水、风速、光强和时钟等相关信息,从而实现了户外伞的自动化运行和管理。     

基于FIR神经网络的风电场虚拟风速传感器

风电机组风速传感器易发故障,故障可能导致机组安全风险和发电量损失。针对现行的故障处理方法因与机组控制策略紧密耦合而日益面临挑战,提出了一种基于数据处理的虚拟风速传感器原理与方法：由风电场上风向测量风速计算下风向推算风速,用推算风速取代故障传感器。着重讨论了基于FIR神经网络的推算风速计算方法和计算模型,探讨了系统实现的关键技术。实验证明了虚拟传感器的误差在机组控制系统可接受的程度内。提出的方法独立于机组自身属性,具有普遍适用性,可部署在任意类型的场,在物理传感器故障时向机组提供风速信号,支撑风电机组持续安全运行。     

基于P89LPC9408处理器的风／光互补电站数据监测系统的研究

设计了基于P89LPC9408单片机的风／光互补电站数据监测系统,该系统可以实现采集并处理来自太阳能光伏电池输出、风机输出、蓄电池充电和逆变器输出的电流和电压信号,以及温度传感器、风向和风速传感器等的信号,并通过RS-485与上位机通信,实时对电站进行监控。     

智能电量采集终端便携式校验仪设计与研究

设计开发一套智能电量采集终端测试校验系统,既能满足电量采集终端装置(简称TMR采集终端)的到货验收测试需要,又能满足对TMR采集终端的现场调试要求。校验系统实现了主站与终端通讯测试、规约测试,终端上行通讯检测,上行规约数据对比,下行规约检测。分析判断TMR采集终端的网络、上、下行规约的异常。系统的设计与研发即减少了TMR系统建设中的调试工作量,又为TMR系统建设的顺利实施提供有力的技术保障和支持。