基于虚拟仪器的核电站主管道振动监测系统设计

针对主管道振动在线监测的迫切性需要,分析了主管道振动监测的原理;开展了核电站主管道振动监测系统的硬件设计和软件设计;采用LabView为开发平台,集虚拟仪器技术、设备组态图形技术和数据库管理技术于一体,实现了主管道振动的在线实时监测;利用电磁振动台模拟主管道的振动,验证了主管道振动监测系统的性能和基本功能。     

综合在线监测技术在轴承故障诊断中的应用研究

基于滚动轴承加速寿命试验台和综合在线监测技术,实现了轴承全寿命周期内振动及其润滑系统的油液品质和磨粒的在线监控。结果表明:轴承性能的退化直接导致了润滑油品质的劣化和金属磨粒的出现;通过对在线监测诊断数据的合理评估和系统分析,解释了油液品质参数的演变趋势,并结合轴承振动信号的RMS值,探究了滚动轴承性能与油液品质的关联性;油液综合在线监测技术能快速、准确地实现设备的早期隐患预警,进而为机械设备的视情维修和寿命预测提供参考依据。     

水电站水工金属结构自动化监控系统设计

为防止水工金属设备因磨损、变形对水电站运行安全产生危害，设计水电站水工金属结构自动化监控系统。根据闸门、启闭设备等主要监控内容，确定系统整体架构；设置传感器、服务器与客户端的工作流程，选取计算机、视频系统等硬件设备，通过软件设置报送数据；利用接地准则与加权滤波算法减少硬件与软件干扰，将分类分层算法与安全度概念相结合，评估金属结构安全性，完成自动化监控系统整体设计。仿真结果表明，该系统可准确采集到各金属结构的运行状态信息，实现自动安全监控，为水电站稳定运行提供保障。     

桥梁长期健康监测中状况评估专家系统的研究

本文利用桥梁健康监测的实时数据,结合状态评估理论和人工智能技术,进行武汉长江二桥桥梁健康状态评估专家系统的工程应用研究,为大桥的管理养护和维修提供科学决策具有重要的理论意义和工程实用价值。同时研究也为该领域建立实用化的桥梁健康监测智能综合评估系统提供了参考。     

基于低功耗策略的自供电无线状态监测系统研究

大型机械设备的健康监测是判断设备工况与预估设备工作效能的关键手段之一。为了解决传统机械设备的健康监测装置受限于有线或电池供电而难以进行大面积、分布式安装与长期使用的问题,本文提出一种低功耗的自供电无线状态监测系统。采用磁悬浮的电磁发电结构作为振动俘能器为系统供电,通过设计双电池智能充放电与动态功率管理策略,降低了系统功耗,提高了供电效率及系统可靠性。测试结果表明,本系统能够有效收集并高效分配利用采集到的振动能量,解决了无线监测装置的续航和数据传输的问题,实现了对环境振动和温度信息的长期、可靠、实时采集与无线传输,为机械设备健康监测装置的分布式安装与在线监测提供了新方案。     

基于LabVIEW的变压器在线状态监测系统

变压器的在线状态监测对于变压器的故障诊断以及电网的正常运行具有重要的意义。对以机械参数为主、电气参数为辅的变压器振动分析法进行了研究,建立了一套在线状态监测系统。系统通过工作现场的数据采集终端检测变压器的振动、电压、电流和油温信号,使用串口和以太网实现数据采集终端和上位机之间的数据通信;上位机采用LabVIEW软件对这些信号进行分析,从而判断变压器的工作状态。试验表明,系统具有良好的在线监测效果。     

网络化水电机组振动监测和故障诊断系统

针对水电机组振动监测与故障诊断的多样性和复杂性,运用PXI总线仪器和LabVIEW可视化的虚拟仪器系统开发平台,设计并组建网络化水电机组在线振动监测和故障诊断系统.该系统实现了水电机组振动信号的数据采集、数据处理和分析,并能通过网络进行故障诊断.实际应用证明这种基于虚拟仪器技术的网络化水电机组在线振动监测和故障诊断系统具有很强的灵活性和可扩展性.     

燃气轮机在线状态建模与仿真研究

关于燃气轮机在线监测优化问题,状态监测对于燃气轮机的安全运行起着至关重要的作用。为了实现对燃机状态监测和性能评估的优化,应对燃机机组热力性能诊断、各部件性能精确预测。根据单轴燃气轮机的工作特点,进行系统建模,通过牛顿迭代法确定燃机各部件的共同工作点,实现对各种运行状态的监测和评估,并针对某型燃机编制了状态监测和性能评估软件进行仿真。结果表明,运算收敛速度较快,得到的结果与型燃机运行数据趋势基本一致,满足燃气轮机在线状态监测的需要,可以投入工程应用。     

大型门座起重机振动模态测试技术探讨

门座起重机作为港口重要的起重运输设备,由于其在潮湿、腐蚀性较大的环境中频繁工作,负荷变化大,且服役时间较长,使得金属结构的振动问题日益突出,非常有必要对金属结构进行振动模态测试分析。本文基于加速度传感脉冲击振测试技术,对某港口MQ1030门座起重机转台平面进行振动测试,并对测试信号进行互功率谱处理,得出转台平面振动模态参数,为该起重机金属结构动态安全评估提供了参考依据。     

基于ZigBee无线传感网络振动加速度的监测与应用

针对现有的机械设备振动监测系统存在布线繁琐、扩展性差等缺点,设计一种基于ZigBee技术的无线在线振动监测系统,该系统由采集终端、协调器和监控中心组成,以CC2530芯片为控制器,利用MMA8451传感器和PC机实现了采集、传输、显示等功能.测试表明:该系统能够有效地代替有线方式实现大多数机械设备的振动监测.     

Expert condition monitoring on hydrostatic self-levitating bearings

Neural network based functional approximation techniques associated with rule based techniques are applied on the condition monitoring task of rotating machines equipped with hydrostatic self levitating bearings. Based on fluid online measured characteristic data, including pressures and temperature, the inherent hydraulic pumping system and the self levitating shaft is monitored and diagnosed applying vibration analysis carried out using virtual measurements. Required signals are achieved by conversion of measured data (fluid temperatures and pressures) into virtual data (vibration magnitudes) by means of neural network functional approximation techniques. Previous to the condition monitoring task (vibration analysis), a supervision task of the system behaviour is carried out in order to validate the information being processed. It is concluded that the vibration analysis based on the analysis of the dynamic behaviour of oil pressure (non accelerometer based signals) subjected to disturbances such as changes in oil operating conditions including viscosity, is successfully feasible.     

Anomaly detection for construction vibration signals using unsupervised deep learning and cloud computing

In-operation construction vibration monitoring records inevitably contain various anomalies caused by sensor faults, system errors, or environmental influence. An accurate and efficient anomaly detection technique is essential for vibration impact assessment. Identifying anomalies using visualization tools is computationally expensive, time-consuming, and labor-intensive. In this study, an unsupervised approach for detecting anomalies in construction vibration monitoring data was proposed based on a temporal convolutional network and autoencoder. The anomalies were autonomously detected on the basis of the reconstruction errors between the original and reconstructed signals. Considering the false and missed detections caused by great variability in vibration signals, an adaptive threshold method was applied to achieve the best identification performance. This method used the log-likelihood of the reconstruction errors to search for an optimal coefficient for anomalies. A distributed training strategy was implemented on a cloud platform to speed up training and perform anomaly detection without significant time delay. Construction-induced accelerations measured by a real vibration monitoring system were used to evaluate the proposed method. Experimental results show that the proposed approach can successfully detect anomalies with high accuracy; and the distributed training can remarkably save training time, thereby realizing anomaly detection for online monitoring systems with accumulated massive data.     

Novel devices and process for 32 nm CMOS technology and beyond

The development of next 32 nm generation and below needs innovations on not only device structures, but also fabrication techniques and material selections. Among those promising technologies, new gate structures as high-κ gate dielectric and metal gate, strain channel carrier mobility enhancement technology, and novel non-planar MOSFET structures are all possible candidate technologies. In this paper, we will specify our discussion on the research progress of high-κ-metal gate and non-planar MOSFET-technologies that are suitable to 32 nm technology node and beyond.     

基于光纤光栅振动传感器的桥梁索力实时监测

将研制成功的光纤光栅振动传感器以及桥梁索力实时监测系统应用于武汉长江二桥进行索力长期远程实时监测.光纤光栅振动传感器输出的信号可在光纤中进行远程传输,能在任何气候条件下长期稳定工作,适合于桥梁拉索索力的长期远程实时监测;开发的桥梁索力实时监测系统软件,具有拉索特征频率自动识别能力,可以实时进行索力计算.通过对武汉长江二桥拉索索力的实时监测,得到了桥梁索力的分布及其运行状况,为桥梁安全评估提供了可靠的依据.该系统可推广应用于其他大型斜拉索桥.     

基于短栅区光纤光栅传感器的油气管线腐蚀在线监测系统研究

基于短栅区光纤光栅传感器设计了一种油气管线腐蚀在线监测系统。对应油气管线外表面周向非线性应变,该系统可以测量油气管线腐蚀缺陷,保障管线安全运行。通过对管线圆柱型腐蚀缺陷周向应变特性及光纤光栅应变传感模型的理论分析,设计了3mm短栅区光纤光栅的应变传感阵列,并在模拟油气管道上验证了测量圆柱型缺陷表面周向非线性应变的可行性。结合波分复用、时分复用技术及光纤光栅解调系统可以组成解调7×7个应变及1个温度补偿共计50个光纤光栅传感器的在线监测系统。该系统已应用于中海油渤南龙口天然气终端处理厂,监测结果表明该在线监测系统稳定可靠,是监测油气管线腐蚀状况,保障管线安全运行的一种有效可靠方法。     

基于双RS485总线的液压支架运行状态监测系统开发

针对现有液压支架电液控制系统缺乏支架运行状态远程监测功能的问题,开发了一种基于双RS485总线的液压支架运行状态监测系统。该系统采用增强型RS485串口通信方式,数据传输速率达10Mbit/s;采用双RS485总线通信模式,可并行执行在线监测和远程控制任务;硬件电路设计采用光耦隔离电路、防高压侵入电路和故障保护电路等抗干扰措施,通过了GB/T 17626.5—1998中的浪涌(冲击)抗扰度试验。实验室及现场调试结果表明,该系统实现了液压支架运行状态的远程在线监测功能,实时性及抗干扰能力强。     

桥梁远程结构综合参数获取与智能评估软件设计

针对老旧桥梁受环境与自身寿命的影响,养护维修的成本不断提高的问题,文章设计开发了桥梁远程结构综合参数获取与智能评估软件;首先利用在桥梁上布设的多个传感器组成一个全天候硬件监测系统,软件通过5G公共网络与监测系统通信,同时借助软件内嵌的多分类卷积神经网络,将深度神经网络在分类领域的独特优势应用于老旧桥梁健康状况的评估;经过实际测试,满足设计要求,解决了老旧桥梁因监测周期长和效率低,而导致的健康诊断难的问题,该系统具有参数获取难度低、精度高、健康评估准确的优势。     

飞机液压导管干涉故障分析和维修方法研究

飞机液压导管工作过程中因为振动导致发生导管间干涉、导管与结构干涉、导管与成附件的干涉等问题。运用有限元方法对某型飞机某段液压导管进行了振动特性分析，发现振动确实容易引发导管与成附件间的干涉，严重时还会导致导管磨损和破坏故障。在总结传统导管干涉处理方法的基础上，提出了基于颗粒碰撞减振器的降振维修方法，并通过试验和离散元仿真的方法验证了其有效性，为工程实际中解决由于振动导致的导管干涉问题提供了新的方向。     

基于PVDF传感器和工作曲率变形实现裂纹梁裂纹检测

提出通过压电高分子薄膜PVDF(Polyvinylidene Fluoride)作为传感器直接测量结构的工作曲率变形(Curvature Operating Shape)实现结构裂纹检测.以悬臂裂纹梁为例,首先探讨基于PVDF传感器测量工作曲率变形,并用于结构损伤检测的可行性,然后介绍工作曲率变形用于损伤检测的理论基础,并以PVDF压电薄膜作为传感器,提出只通过损伤后结构的频率响应函数,直接得到工作曲率变形和损伤指标.最后通过对一条裂纹和两条裂纹悬臂梁的损伤检测实验,证明该方法在梁结构损伤识别和健康监测中的有效性,并且识别过程不需要健康结构的振动信息.