基于PVDF压电薄膜的阻塞型呼吸暂停监测方法

介绍了一种基于压电信号的阻塞型睡眠呼吸暂停监测方法。聚偏氟乙烯(PVDF)压电薄膜可以采集到人躺在床上时由于胸腔振动而产生的压电信号。采集到的压电信号经过电荷放大和滤波之后由微控制器经过模/数(A/D)采样转换为数字信号。数字化的压电信号经过算法处理得出阻塞型呼吸暂停出现的次数以实现对阻塞型呼吸暂停的监测。经过初步的实验证明,提出的方法的监测准确率大于90%。基本满足睡眠呼吸暂停监测的需求。     

压电振动传感器的前置放大电路设计

介绍一种用于压电振动传感器信号处理前置放大电路的设计,由差分电荷灵敏放大及带通滤波电路组成,实现对特定频率范围信号的处理及包括传感器连接在内的电脉冲信号自检功能。经电荷信号和B&K加速度传感器对敲击输出信号的测试验证,满足核电厂松脱件监测、转动设备振动监测对压电振动传感器输出信号的现场预处理技术要求。     

床垫式睡眠监测系统及信号处理方法

为解决非接触式睡眠监测系统中混合信号的可靠获取以及生理特征参数的有效分离和识别等问题,采用压电薄膜传感器获取人体睡眠状态下压力信号,并采用电荷放大电路和信号调理电路进行实时采集;信号处理过程中先利用经验小波变换方法分离心冲击(BCG)和呼吸信号等单一模态分量,然后使用K-means算法对分离出的心冲击信号中不同类型的波峰聚类,进而通过平均心跳周期计算心率.实验结果表明,所设计的监测系统具有较强的自适应性,能有效提取呼吸和心跳信号.     

基于陶瓷压电传感器的睡眠检测系统

针对现有的睡眠检测系统中的设计缺陷,及在睡眠过程中的呼吸率检测不准确的问题,设计了一种基于陶瓷压电传感器的睡眠检测系统,提出了睡眠检测算法,检测睡眠过程中的呼吸率与翻身次数。通过对乳胶床垫下压电传感器布局设计,采集使用者睡眠过程中压电传感器的信号,经过通道选择算法、呼吸检测算法与翻身判别补偿算法得到周期内测试者的呼吸率与翻身次数。实验结果表明:系统对呼吸判别的准确率高达96%,翻身检测的准确率高达95. 5%,同时系统具有较好的检测舒适性。     

PVDF传感器在水中爆炸弱压力信号测量中的应用

为了研究水中爆炸微弱压力信号的测试方法,采用聚偏氟乙烯（ PVDF）压电薄膜作为敏感元件制成带内装放大电路的传感器,在试验水池中进行小药量的爆炸试验,验证利用PVDF传感器进行水中爆炸微弱压力信号测量的可行性。试验结果表明：PVDF压电薄膜传感器在5g TNT炸药水池爆炸压力测量中,得到了冲击波和气泡脉动压力曲线,波形一致性较好。PVDF传感器具有频响高、灵敏度高、制作简单、成本低的优点,可以用于水中爆炸微弱压力信号的测量。     

PVDF传感器和WSN的振动信号测量系统

为了满足振动传感器阵列对多点信号实时传输的要求,研制了一种基于压电薄膜(PVDF)传感器以及无线传输的振动信号测量系统。该系统包含振动信号采集模块及主控单元,前者集成了振动信号调理电路、ATmega8A微处理器以及nRF24L01无线传输模块,用于采集来自PVDF传感器的振动信号以及实现信号调理和无线传输功能;后者包括Cortex-M3微控制器、SD卡和无线接收模块,用于实现传感器数据的接收和存储。实验结果表明,本系统能够实现准确的振动信号测量以及实时、可靠的数据传输。     

压电薄膜传感器及其在心脏监测中的应用

介绍了应用有机高分子压电材料聚偏氟乙烯(PVDF)制作的压电传感器和结合电子线路进行的心音监测试验.压电薄膜传感器的设计利用了阻抗变换器,使PVDF膜的高阻抗输出变为低阻抗输出,输出阻抗为3kΩ左右,并在后续电子线路中设计了高信噪比的放大电路,可对信号进行有效的放大;配合单片机、存储器等芯片技术研制出初步监测心音心电信号的监测系统,能进行心音心电信号数据的采集、传送、处理.实验表明,该薄膜传感器与整机之间结构、性能完全匹配,该心音心电监测系统能够准确监测人体心音心电信号.     

气体传感器阵列信号调理电路

一种针对气体传感器阵列中气体传感器信号调理的电路，该电路包括传感器信号程控放大电路和滤波电路。其特征是放大电路采用程控多路开关和运算放大器的组合而成的程控放大，对不同的传感器信号，通过计算机统一控制程控开关，选择不同的通路调节信号放大的倍数；通过在运算放大器输入输出端添加电容防止高频干扰，并在运算放大器的输出端加滤波电路对信号进行滤波，以提高传感器检测精度。     

基于聚偏二氟乙烯步态智能检测的乘客计数系统

针对现有的以低成本、耐损耗的聚偏二氟乙烯(PVDF)为压电材料的客流计数传感器存在的误计数、漏计数而导致精度不够的问题,提出了一种基于PVDF步态智能检测技术的乘客计数系统。采用ANSYS软件对乘客上下车步态作应力分析,观察PVDF压电信号的分布规律,设计多输入信号调理电路获取多通道足底信号,结合信号处理算法,设计了传感器机械结构和基于实验室虚拟仪器集成环境(LabVIEW)的公交车人数统计系统。实验结果表明,该系统平均计数误差为5.3%,与已有的PVDF客流计数传感器相比,提高了精度;与视频图像计数和人体红外检测技术相比,大大降低了成本,具有很高的实用性,可以广泛应用于我国公共交通客运车。     

阵列式压电模态传感器的实验研究

通过一组阵列式压电薄膜,设计未知边界条件下振动梁的模态传感器。在梁表面均匀布置一组具有相同形状的矩形聚偏氟乙烯(PVDF)薄膜,通过测量PVDF输出与激励力之间的频率响应函数,利用伪逆方法设计这组PVDF的加权系数,从而实现对结构模态坐标的测量。实验研究表明:该方法设计的模态传感器具有良好的滤波效果,非目标阶模态坐标峰值与目标阶相比,下降了12 dB以上,并且不需要预先知道结构的边界条件或者模态信息。进一步讨论了当振动梁的边界条件发生微小扰动时所设计模态传感器的鲁棒性。     

基于AD8601的电荷放大器的设计

设备的冲击和振动信号常用压电加速度传感器来获取.压电加速度传感器是高内阻传感器,仅能输出微弱的电荷信号,需要使用电荷放大器对电荷进行电荷-电压转换,方便后续的放大和处理.本文对电荷放大电路进行研究,进而提出基于AD8601的电荷放大器的设计方法.     

压电声传感器的接收机调理电路设计

本文研制了用于压电声传感器的接收机调理电路。该电路包含前置放大模块和带通滤波模块两部分。利用AD8512作为核心运算放大器,设计了高输入阻抗前置放大电路,以匹配压电声传感器的高输出阻抗;利用s-k型巴特沃斯有源滤波模型设计了4阶带通滤波器。实际研制的调理电路的具有带内平坦的20dB增益,-3dB带宽为1kHz～17kHz,具有每倍频程约20dB的阻带衰减特性,且电路的最大线性尺寸仅为25mm。该研究为压电声传感器提供了一种高性能接收机调理电路,并为实现高性能压电声传感器系统的小型化提供了支撑,对实际声频工程、水声工程具有重要意义。     

基于智能手机的无源胎动监测系统

无源,无线,低成本,便携式的检测系统在生物医学领域有着巨大的需求。针对监测胎儿重要生理指标胎动信号的问题,结合孕妇胎动的生理特征和可穿戴设备的设计标准,研制了一种基于近场通信(NFC)无源胎动监测系统,NFC技术用于能量收集和传输数据到智能手机,聚偏氟乙烯(PVDF)压电薄膜传感器用于感测胎动信号,设计了滤波放大电路及数字滤波器提取胎动信号参数。研发了针对Android操作系统开发的NFC胎动监测应用程序(APP),完成了整个系统硬件的调试和软件的设计。实验结果表明,针对胎动监测结果与孕妇主观感受胎动结果基本一致,误差率低于10%, 验证了设计系统的可行性和可靠性,满足孕妇长期居家对胎动进行无源监测的要求。     

基于LabVIEW的变压器振动信号数据采集系统

针对利用振动信号进行变压器状态研究的需求,设计了一种上下位机架构的变压器振动信号数据采集与处理系统。系统下位机由单片机、压电加速度传感器、滤波电路、同步模数转换器和通信接口电路等组成。单片机控制模数转换器将振动信号就地转换为数字量,通过RS485接口连接温度和电流传感变送器,将采集到的现场数据经过以太网Modbus TCP协议与上位计算机进行传送。上位计算机利用LabVIEW开发数据采集和处理软件,实现信号的读取、滤波、频谱分析和实时显示。经过仿真和实测表明系统能够实现变压器振动信号的采集和频谱分析等处理功能,在成本、扩展性、抗干扰和工程实用性等方面具有一定的优势。     

一种非本征光纤法珀声发射传感系统的研制

针对光纤法珀声发射传感器输出信号衰减与失真问题,设计一种采用改进的双波长稳定技术的传感系统.分析系统工作原理、建立双波长稳定优化模型与设计光电检测前置放大电路.采用1×2密集波分复用器产生两路处于正交状态的输出信号,密集波分复用器(DWDM)滤波波长用优化模型求解.试验结果表明当法珀腔长度变化在0～2 μm范围内,双波长最大正交误差为11%,能够满足光纤法珀声发射传感器工作点的稳定要求.通过对振动与断铅笔芯信号检测,初步验证这种传感系统可用于构件的损伤检测.     

热释电红外传感器前置放大电路设计与研究

介绍热释电红外传感器的工作原理和性能,分析热释电红外传感器的信号输出特性,设计基于此类传感器的前置滤波放大电路．并使用单片机进行经过电路放大后的脉冲信号的分析,完成对人体运动的检测。使用Alfium Designer6．9对前置滤波放大电路进行软件仿真,以验证该放大电路的有效性和可靠性。     

微弱信号调理电路的设计

介绍了一种由AD620和AD705运算放大器构成的信号调理电路的设计方法。该电路能将传感器检测出的微弱信号进行放大、滤波等处理,使之成为后续电路能接收的标准信号。     

基于PVDF的振弦式次声波传感器设计

针对当前用于次声波检测的次声波传感器存在的一些不足,设计一种基于PVDF的振弦式次声波传感器,建立了振弦、弹性元件、压电薄膜的数学模型,设计了调理电路,并对该传感器进行测试和验证。结果表明:该传感器具有能对次声波进行全方位接收、量程可调、灵敏度高、误差小等优点。     

基于PVDF的三维指尖力传感器设计

在智能机械手控制过程中,为了获取指尖力三维信息,设计了一种基于聚偏二氟乙烯(PVDF)压电薄膜的指尖力触觉传感器,并通过数学模型描述了压电薄膜及传感探头原理,设计了相应的调理电路。以和接触面所呈不同角度的指尖力为测试对象。测试结果显示:所设计的指尖力传感器能准确检测指尖力的三维信息,可用于实际的指尖力检测。     

基于PVDF压电传感器的足底压力测量系统

采用具有易加工、柔软、韧性好等特点的聚偏二氟乙烯(PVDF)压电薄膜传感器作为足底压力测量系统采集元件,详细介绍了系统的硬件设计,主要包括数据采集和数据通信两部分.数据采集部分包括电荷放大电路、滤波电路、后级调整输出电路;数据通信部分包括ATmega16单片机最小系统、无线数传模块、串口通信电路.实验结果表明:数据符合足底压力实际分布,达到了预期的设计要求.