火灾烟气中CO和烟颗粒的光声复合探测方法

利用气体滤波光声技术和光散射原理测量早期火灾烟气中CO和烟颗粒浓度的方法和系统.分别采用两个气体滤波光声腔的作为CO测量光声腔和烟雾参比光声腔,在光源和光声腔之间建立火灾烟气的测量路径,记录其进入该路径后光声信号强度的变化,通过两个滤波波长上CO吸收和烟颗粒消光的相关处理,同时得到CO浓度和烟雾浓度.     

催化剂颗粒浓度在线检测系统的研究与开发

基于Mie光散射理论,开发了石油炼化装置烟气催化剂颗粒浓度在线检测系统,采用了基于最小二乘支持向量机(least square support vector machine,LS-SVM)的软测量技术.利用LS-SVM优良的非线性映射和强大的泛化能力,建立了颗粒浓度的软测量模型,通过LS-SVM的学习和支持向量的自适应更新,实现催化剂颗粒浓度的最佳估计.仿真和实际运行结果表明所开发的监测系统可对烟气催化剂颗粒浓度进行有效测量,其测量精度比经验公式提高4.2倍.     

燃煤发电厂高温高尘烟气流速静电测量技术研究

高温烟气流速(流量)是实现燃煤电厂选择性催化还原脱硝(SCR)过程优化控制的关键参数之一,提高烟气流量测量的准确性对于提高SCR系统脱硝系统效率和控制NOX排放浓度具有重要意义。针对燃煤电厂烟气管道管径大、截面速度分布不均匀、含尘量高等特点,利用烟道内飞灰颗粒起电,开展了基于静电原理的SCR区高温高尘烟气流速测量方法研究。开发了接触式棒状静电互相关高温烟气流速测量系统,在实验室输送带装置上进行了性能实验评价研究,并对某330 MW燃煤机组锅炉脱硝系统入口烟气流量进行了现场测试。试验结果表明在3.1 m/s^43.6 m/s速度范围内,速度相对误差优于4.8%,重复性误差小于4.1%,验证了静电法烟气流量测量方法的可行性和准确性,并适用于高温高尘烟气恶劣现场环境,为开发新型可靠的高温烟气流速在线测量系统提供了技术基础。     

基于PSO-互信息的多变量时序校正方法研究北大核心

选择性催化还原(selective catalytic reduction,SCR)是火电厂目前广泛采用的烟气脱硝方法。但因为烟气连续监测系统(Continuous emission monitoring systems,CEMS)测量滞后带来的影响无法通过控制系统消除。针对脱硝系统NOx浓度测量滞后和各变量相对于SCR入口侧NOx浓度的反应延迟对后续建模精度造成的不利影响,设计了基于PSO-互信息的多变量时序校正方法:通过物理方法测量、计算,得到CEMS测量滞后,并对入口侧NOx浓度测量值进行时序校正。基于机理分析,确定影响火电机组锅炉侧NOx排放的辅助变量,运用自适应惯性权重粒子群和k-近邻互信息法计算各个变量的估计反应延迟,并基于各自延迟对数据样本进行相空间重构时序校正。以某电厂SCR脱硝系统实际数据进行实验,比较建模精度。结果表明,采用时序校正后的数据建立的模型,其精度有了明显提高。     

烟气组分体积分数自适应传感技术的研究

工业生产所排放的烟气是主要的大气污染源,对其所含污染源气体(SO2,NOx等)体积分数进行实时连续监测具有重要的意义。研制的实时连续监测系统采用了紫外差分吸收光谱法对烟气组分体积分数进行测量。为使现场光路调整更加方便,设计了单边插入式四自由度调整探头,有效地提高光耦合效率。研究了光谱自适应算法,根据所接收到的光谱强度,自动调整光谱仪积分时间,延长了光源的使用寿命;实时监测光谱谱线的漂移并进行自动调整,提高了长期测量的稳定性。将所研制的烟气组分探头进行了现场应用实验,SO2,NOx的体积分数测量误差小于±2%。     

光纤烟气光学密度传感器的研制及应用

微小颗粒场相对浓度的测量在大气、工业炉、化工厂及火灾研究等领域有着广阔的应用前景。研制成功一种光纤烟气传感器，用于测量烟气的光学密度。尤其适用于恶劣和危险环境中的测量及自动控制。文中还给出该仪器对火灾烟气的测量实例。     

光纤灰尘传感器的研制及应用

微小颗粒场（灰尘、烟气）相对浓度的测量（报警）在大气、工业炉、化工厂及火灾研究等领域有着广阔的应用前景。我们成功地研制了光纤烟尘传感器、用于测量烟气、灰尘的相对浓度、尤其适用于恶劣和危险环境中的测量及控制。文中还给出该仪器对高炉布袋除尘器破损的测量实便。     

矿井CH4和煤尘的光声复合检测方法研究

煤矿瓦斯（CH4）爆炸常常与煤尘爆炸相互伴随发生,以往CH4和煤尘的浓度都是分开检测,不利于煤矿瓦斯煤尘爆炸的准确预测。本文利用气体滤波光声技术和光散射原理对矿井气体中CH4和煤尘质量浓度进行复合测量。分别采用两个气体滤波光声腔作为CH4测量光声腔和煤尘参比光声腔（CO测量光声腔）,在光源和光声腔之间建立CH4和煤尘的测量腔,记录其进入该测量腔后光声信号强度的变化,通过对两个滤波波长上CH4吸收和煤尘颗粒消光的相关处理,同时得到CH4浓度和煤尘质量浓度。实验数据表明,光声复合检测方法可以对CH4和煤尘质量浓度进行准确检测,准确度达到10-4数量级。     

基于DOAS方法烟道污染气体在线监测系统的设计

基于紫外差分吸收光谱法,研制了烟气在线连续监测系统.阐述了系统的工作原理和数据处理方法.仪器实现了高灵敏探测器和低噪声放大器的关键技术,解决了脉冲光源关键问题,因而具有良好的稳定性和可靠性.仪器工作波段在200-500 nm,可以对烟气中SO2和NO2含量进行定量测量.实验结果表明:测得的SO2和NO2浓度在满量程范围内相对误差≤±5%,可满足烟气排放污染物连续在线监测的要求.     

金属粉尘浓度检测技术研究

针对称重法无法实现金属粉尘浓度的实时、在线检测问题,分析了光散射法和电荷感应法应用于金属粉尘浓度检测技术的基本原理,设计了基于光散射法和基于电荷感应法的金属粉尘浓度信号采集及处理电路。实验结果表明:在检测初期,光散射法和电荷感应法检测误差均较小;但在长时间连续检测后,光散射法检测误差增大且检测值均偏高,而电荷感应法检测精度仍较高。     

附网光盘刻录设备运行品质参数模型与仿真

附网光盘刻录设备兼具网络存储和光存储的优点，提供方便的低成本远程数据备份，并且具有良好的扩充性，但基于分组交换原理的网络数据流量的不稳定直接威胁光盘刻录设备的运行品质．通过排队理论分析和数学模型仿真，定量地研究了在不同的网络负栽环境下，附网光盘刻录设备的Cache容量及使用策略对其运行品质的影响，最后针对不同的使用环境，提出了具体的提高附网光盘刻录设备运行品质参数的方法．     

基于光学扫描的高精度基准孔测量方法研究

飞机部件装配连接孔的位置精度对飞机装配质量和使用寿命有重要影响。提出了一种高精度基准测量技术,利用伺服电机和光学扫描仪组成基准找正装置对基准孔进行扫描得到基准孔三维点云数据;然后对测量数据进行基准孔边界提取并通过最小二乘法计算出基准孔中心坐标;最后利用基准找正装置坐标系和数控机床坐标系的标定关系,计算得到基准孔中心在机床坐标系下的坐标。通过实验验证,证明了该方法能够对基准孔三维坐标进行精确测量,且具有一定的鲁棒性。     

Positioning device for outdoor mobile robots using optical sensors and lasers

We propose a novel method for positioning a mobile robot in an outdoor environment using lasers and optical sensors. Position estimation via a noncontact optical method is useful because the information from the wheel odometer and the global positioning system in a mobile robot is unreliable in some situations. Contact optical sensors such as computer mouse are designed to be in contact with a surface and do not function well in strong ambient light conditions. To mitigate the challenges of an outdoor environment, we developed an optical device with a bandpass filter and a pipe to restrict solar light and to detect translation. The use of two devices enables sensing of the mobile robot’s position, including posture. Furthermore, employing a collimated laser beam allows measurements against a surface to be invariable with the distance to the surface. In this paper, we describe motion estimation, device configurations, and several tests for performance evaluation. We also present the experimental positioning results from a vehicle equipped with our optical device on an outdoor path. Finally, we discuss an improvement in postural accuracy by combining an optical device with precise gyroscopes.     

Phenomenological model for gas-damping of micromechanical structures

Simple analytic expressions are presented which describe the gas-damping of squeeze-type micromechanical structures and which set design criteria for optimum response. The model is shown to accurately represent experimental data obtained for a device intended to function as an optical modulator with fiber-to-the-home applications.     

A real time cost effective geometry calibration method for isocenter tracking of a rotating gantry using optical vision sensors

In this paper, a real time and cost effective deformation sensor system is proposed to verify isocenter sphere of a dual-head radiation imaging device within its driving range. For the effectiveness in sensing, installation point was decided according to the finite element deformation analysis of the device model. The proposed sensor was implemented to the device, and then the result was evaluated by comparison with an optical tracker position data. In this method, attachable optical system were designed and implemented to the dedicated radiography system. From the attachment test relative deformation data of two orthogonal X-Ray tube and detector sets were obtained simultaneously by two image sensors attached on each of them. Laser spot orbits were obtained as a result, and were compared with optical tracker data results for verification. The proposed method significantly reduces costs and time spent for calibration process while satisfying micro scale precision requirements and it is applicable to other rotation mechanical system. Comprising devices costs much less than the manufacturing or purchasing a dedicated geometry phantoms, because this method only requires a low powered spot laser and a CMOS Camera plus additional optical devices.

     

基于LabVIEW的投影机光学性能自动测试系统的设计

为了实现投影机光学性能测量的准确可靠,研制一套高精度、高效率的投影机光学性能自动测量系统.以运动控制卡、视频信号发生器、色彩照度计为硬件框架,以LabVIEW为软件平台进行开发.编制的测试软件串联起运动机构、信号源、数据采集等各部分,实现光度、色度等投影机光学性能的自动测量.随后利用计量校准、人工/自动测试对比实验分别对运动平台定位准确性、测试系统整体稳定性进行了验证.运动平台定位精度达到±0,1 mm;自动测试结果离散程度小,且实验标准偏差及极差均优于人工测试结果.实验结果表明:开发的投影机光学性能自动测量装置准确可靠.     

静态容积法流量标准装置的架构

分析了静态容积法流量检定装置设计方法，重点研究了装置的压力稳定性、换向器的选择、工作量器的设计等关键技术，并对装置的相关参数进行详细的分析，提出了装置架构方案，并用大量试验数据证实了装置的可靠性，对建立一个高精度的流量标准装置具有重要意义。     

基于PC机的指纹仪检测系统的研制

为了在指纹仪批量生产过程中,自动计算出指纹仪光学系统分辨率和系统畸变的系数,避免出现人为的误差,研制了一套基于PC的指纹仪检测系统;通过介绍该系统的总体设计思想、系统组成、工作原理和主要技术途径,阐明了各组成部分的功能和PC检测程序设计思想;最后,给出一组实验数据的结果,实验结果达到了预期设想,说明此检测系统具有工程上的实用性和应用性。     

基于嵌入式的空间光通信系统前馈补偿系统设计

为满足光通信系统对于目标数据的快速捕获需求,缩小各级通信设备间的动态跟踪误差,设计基于嵌入式技术的空间光通信系统的前馈补偿系统;以并串转换电路作为唯一的电能输出装置,在光通信信号发射模块、波分复用器件、嵌入式光放大器三个通信设备元件的共同调节作用下,确定PWM功率放大器的实时执行能力,达到对前馈型角编码器的调度与应用,实现空间光通信系统前馈补偿结构的搭建;配置Linux嵌入内核的移植协议,多次创建空间光环境下的通信数据根文件,以此为存储标准,计算补偿调制的基础传信率,实现对前馈脉冲波的调制与处理,完成嵌入式通信系统的前馈补偿原理研究;实验结果表明,应用前馈补偿系统后,在光通信参量等于5.0×1011 T、7.0×1011 T、9.0×1011 T的情况下,目标数据的捕获速率均超过7.0 T/mm,满足缩小通信设备间动态跟踪误差的实际应用需求。     

基于电子散斑干涉术的残余应力测量

提出一种电子散斑干涉术与钻孔法相结合的残余应力的测量方法,设计了一种测量残余应力的装置。该装置采用半导体激光器实现了紧凑的双光束干涉光路,从而使该装置体积小便于安装和测量。装置中的整个光路和CCD布置在倾斜平面上,避开钻孔方向,实现了残余应力的实时测量。通过试验对单向压缩残余应力进行了测量,对比了试验结果与实际值,证明了该方法的可行性。