干涉分布式光纤水下长输气管道泄漏检测系统设计

介绍了一种基于马赫曾德尔和萨尼亚克混合干涉仪原理的分布式光纤干涉测量架构,可实时对管道进行泄漏检测和定位。阐述了该架构的检测原理和泄漏点的定位方法,并利用小波变换算法对采集的泄漏信号进行分析处理。对全长为3.994km的感测光纤进行了管道泄漏检测实验并重复做了10次测试实验。实验结果表明,该系统运行稳定且泄漏检测的最大相对定位误差为1.47%。     

基于深度学习的管道热图像泄漏识别

为了降低输液管道多泄漏点微小泄漏的检测难度,提高输液管道无损检测的检测精度与检测速度,通过搭建水循环管道泄漏实验系统,改变管道泄漏点尺寸、泄漏点数量及输送介质温度,应用红外热像仪实时采集红外图像,提出基于非线性平稳小波和双边滤波算法实现图像降噪;并结合红外检测技术和YOLO(You Only Look Once)v4模型实现输液管道单、多漏点的自动化智能检测。结果表明,与传统滤波算法相比,该降噪方法的峰值信噪比、结构相似性均有所提升;该模型能够快速且准确地检测管道单、多漏点,检测精度（m AP）分别达到了0.9822及0.98,准确率分别达到了98.3%及98.36%,单帧检测时间分别达到了0.3021s及0.3096s,实现了在复杂背景干扰下对单、多泄漏点的识别。通过与YOLO v3、Faster R-CNN和SSD 300这3种算法比较发现,YOLO v4算法对管道单一漏点及多泄漏点检测的准确率、m AP和检测时间均更佳,具有更高的检测准确性与检测效率。     

基于HC32L136的液体推进剂泄漏无线监测系统设计

为提高对液体推进剂泄漏的监控能力,提出一种基于多通道气敏冗余的无线式气体浓度传感器组合的液体推进剂泄漏的无线监测系统,减少传统的单通道气敏元件监测传感器因气敏故障存在漏报或误报的不足。利用国产化微控制器HC32L136内置ADC采集2种电化学传感器（偏二甲肼和四氧化二氮）共6路气体浓度数据进行表决运算;RTC周期性唤醒微控制器,透过UART接口由2.4 GHz无线模块将采集的数据传输至手持终端或现场监测报警主机并报警显示,再按相关标准进行标准气测试及环境适应性试验考核。测试结果表明：推进剂泄漏无线监测系统周期性监测2种推进剂气体浓度、电池电量等参数,误差结果在±3%F.S.范围内,声光报警准确,误报率低。该系统具有功耗低、可靠性高、安装方便等优点,为液体推进剂泄漏监测提供一种新的技术手段。     

水下天然气管道分布式光纤泄漏检测系统实验分析

介绍了一种基于马赫-曾德尔(M-Z)和萨格纳克(Sagnac)混合干涉仪原理的分布式光纤泄漏检测系统,阐述了系统的工作原理及对泄漏点的定位方法。分别在空气和水下环境中进行实验,并分别在泄漏点距离法拉第旋转镜4025、7043、9050 m处进行实验,检测不同环境以及不同泄漏点位置对检测系统的影响。在泄漏点距离法拉第旋转镜为7043 m处重复做了20次实验,测试检测系统的精确度。实验结果表明:在水下环境中实验所得的干涉信号频谱强度较大,频带较宽;泄漏点距法拉第旋转镜越远,实验结果所得的绝对误差越大;系统能够检测出管道内气体压力为0.5 MPa,泄漏孔径为2.5 mm的微小泄漏信号并对泄漏点定位,平均相对定位误差为1.44%。     

基于VB的泄漏在线监测系统设计

由于不规则复杂狭小空间微小渗漏难以测量,急需一种便于安装、痕量级测量、快速应答、精准定位的在线监测系统。本文设计了一种基于Visual Basic(VB)的泄漏在线监测系统,总节点以XC6SLX16-3CSG324I为主控芯片,子节点以STM32F103C8T6为硬件电路的主控芯片,微系统(MEMS)金属氧化物传感器Ccs811、Bmp180、Si7021构成数据采集电路。采集电路采用柔性电路技术,以适应狭小空间贴装,便于监测;被测泄露工质可以是纯粹的气体或含有某些挥发性物质的液态。实验结果表明,该系统可实现非接触式测量、快速传感、精确定位,并可测量到挥发性有机化合物(VOC)气体浓度为ppb量级,实现痕量级渗漏测量。     

基于MSP430的输油管道检漏系统的设计

输油管道安全运营是一项重要工作,为检测管道泄漏情况,设计一种基于MSP430的管道泄漏检测系统。该系统通过微线检漏传感器(MLLD Sensor)采集端口的电压高低来判断管道是否泄漏。通过DS18B20温度传感器和KE-260/210压力传感器分别采集管道温度和压力信息,最终由单片机汇总采集信息通过基于CC1101的无线通信模块发送给中继单元。本设计的原理简单、电路功耗低、检测结果相对可靠、对环境适应性强、具有很好的普适性。     

一种新的直线型Sagnac光纤干涉仪管道泄漏检测系统及其定位技术

研制了一种基于Sagnac干涉仪的直线型分布式光纤传感器,可实时进行管道泄漏检测与定位。利用法拉第旋转镜将传统Sagnac干涉仪的环形结构改为直线型结构,使其适用于各种复杂管道的布放。推导了泄漏信号引起的光信号相位变化表达式;分析了该干涉仪应用于泄漏检测的原理及其泄漏源定位方法,并在泄漏点距法拉第旋转镜为4.020 km处进行了泄漏有无及定位的研究。实验结果表明,该系统很好地检测到泄漏源的有无,又较准确地确定了泄漏源位置且最大定位误差小于118 m。     

无线传感网络环境温度监测系统研究

以温度数据采集为例,在Crossbow公司的TinyOS平台上设计并实现了一种基于无线传感器网络技术的环境监测系统,该系统能实现对环境温度参数的实时采集。测试结果显示,该系统能准确地采集到环境中温度变化,其稳定性、准确性、可靠性和方便性均得到了验证。     

城市供水管网检测及阀门智能控制系统的设计

供水管网的泄漏会造成经济损失及环境危害,及时对管道检测并准确对阀门进行合理调节是减少漏损率的关键.介绍基于AT89C52单片机为核心的供水管网检测及阀门智能控制系统的软、硬件设计方法.该系统的建立,能够实现对城市供水管网数据的采集及阀门开关的自动控制,使管理员在最短的时间内了解现场情况并做出相应对策,不仅提高了供水企业的管理服务水平,而且降低了供水成本.     

水下管道泄漏检测技术及定位方法研究

为了实时进行水下管道泄漏监测和定位,采用干涉的方法,研制了一种基于Sagnac干涉仪的直线型分布式光纤管道泄漏监测系统。分析了该干涉仪应用于泄漏检测的原理及其泄漏源定位方法,并通过实验研究了管道压力对检测系统的影响。当管道压力大于0.35MPa时,系统的检测效果较佳,且定位误差小于1.17%;压力小于0.35MPa时,无法实现泄漏点定位。结果表明,当管道压力大于0.35MPa时,研制的水下管道泄漏检测系统能有效检测管道泄漏发生,且较准确地确定泄漏源位置。     

小型加速度测试仪在转管武器中的应用

针对转管武器发射时的特殊环境,采用存储测试技术,研制了小型加速度测试仪。文中介绍了研制小型加速度测试仪的背景和意义,阐述了测试仪的工作原理及关键技术,分析了所用加速度传感器灵敏度校准的实现过程,并给出了系统抗冲击的处理方法。该测试仪体积小、功耗低,可用电池供电,能够实时记录被测枪弹在枪管中的相关运动信息,并能在系统掉电情况下保持所测数据,为高射速武器的研制提供了重要参考手段。     

基于Web的敏感数据安全传输方法

敏感数据的安全传输是电子商务中的关键问题。目前电子交易中经常使用的安全套接层SSL协议和安全电子交易SET协议因其自身的特点和局限性不适合用于仅有少量敏感数据传输的小型电子商务网站。因此，本文提出了一种基于传统的非对称RSA算法进行加密实现安全传输的方法。     

基于嵌入式单片机和射频技术的电子价格标签

基于单片机和射频技术的电子价格标签,使用扫描仪读取货物条形码所提供的商品信息,采用无线的形式发送至电脑主机,经过数据处理后,将价格信息以无线的形式传送到货架上的单片机,与之相连的显示屏随即显示价格。该系统实现了商品价格管理的智能化,具有高效率,低功耗,灵活性强的特点。     

基于低压电力载波单相电子式电能表的设计

电能表作为电能计量工具,在国民经济各个部门得到了广泛应用。随着微电子技术的迅猛发展,微控制器和大规模集成电路在电能计量领域的应用,使电能表的技术水平和性能得到长足发展。针对目前国情以及建立智能化住宅小区的要求,介绍了一种基于低压电力载波通信的单相电子式电能表的设计方案,该方案以微处理单元为核心,以低压电力线为数据通信媒介,实现电表数据自动传送。该表计与数据集中器以及系统管理中心一起构成远程抄表系统,将具有广阔的推广应用前景。     

磁光晶体MCDS及MCBS的测量

本文介绍了用光学多道分析器(OSMA),测量磁光晶体的磁圆二向色谱(MCDS),及磁圆振双折射谱(MCBS)的工作,被测磁光晶体是(BiTm)_3-(FeGa)_5O_(12)磁光单晶薄膜。用斯托克斯参数原理测量,测得数据,用Lotus软件包处理。所得结果较为精确,且与目前已有的理论分析符合较好。     

激光检测系统的微尺寸测量和控制

本文介绍了激光检测系统中实现微尺寸检测和控制的方法,该系统利用微处理控制,由专用芯片驱动混合式步进电机控制十字型位移光学导轨,采用电流细分技术实现微尺寸的高精度检测。     

基于MSP430的心电采集系统

采用仪表放大器和MSP430单片机设计开发了一种简单有效的心电采集测量系统。通过标准2导联,把生物电信号传送到放大器,由于生物电信号比较微弱,信号还需要经过二次放大。利用50 Hz陷波器消除工频干扰;使用单片机采集数据;采用单端模式,测量心电信号测量范围0～600 mV。可以在12864液晶屏上显示,也可通过串口传送到...     

Detection on micro-Doppler effect based on laser coherent radar

A laser coherent detection system of 1550 nm wavelength was presented, and experimental research on detecting micro-Doppler effect in a dynamic target was developed. In the study, the return signal in the time domain is decomposed into a set of components in different wavelet scales by multi-resolution wavelet analysis, and the components are associated with the vibrational motions in a target. Then micro-Doppler signatures are extracted by applying the reconstruction. During the course of the final data processing frequency analysis and time-frequency analysis are applied to analyze the vibrational signals and estimate the motion parameters successfully. The experimental results indicate that the system can effectively detect micro-Doppler information in a moving target, and the tiny vibrational signatures also can be acquired effectively by wavelet multi-resolution analysis and time-frequency analysis.     

Vasculature Segmentation in MRA Images Using Gradient Compensated Geodesic Active Contours

Precise segmentation of vasculature from three-dimensional (3D) magnetic resonance angiography (MRA) images is playing an important role in image-guided neurosurgery, pre-operation planning and clinical analysis. Active Contour based evolution algorithms are being widely applied to MRA data sets, however existing approaches exhibit some difficulties in extracting tiny parts of the vessels. Our objective is to develop an automated segmentation scheme to accurately extract vasculature of the brain, especially tiny vessels. Inspired by the intrinsic properties of MRA, we have proposed a scheme called the gradient compensated geodesic active contours (GCGAC), which compensates for low gradients near edges of thin vessels. The GCGAC, which is implemented based on level set, has been tested on both synthetic volumetric image and real 3D MRA images. Our experiments show that the introduced gradient compensation can facilitate more accurate segmentation of tiny blood vessels.     

Training a Wireless Sensor Network

The networks considered in this paper consist of tiny energy-constrained commodity sensors massively deployed, along with one or more sink nodes providing interface to the outside world. Our contribution is to propose a scalable energy-efficient training protocol for nodes that are initially anonymous, asynchronous and unaware of their location. Our training protocol imposes a flexible and intuitive coordinate system onto the deployment area and partitions the anonymous nodes into clusters where data can be gathered from the environment and synthesized under local control. An important by-product of the training protocol is a simple and natural data fusion protocol as well as an energy-efficient protocol for routing data from clusters to the sink node. Being energy-efficient, our training protocol can be run on either a scheduled or ad-hoc basis to provide robustness and dynamic reconfiguration. We also outline a way of making the training protocol secure by using a parameterized variant of frequency hopping.