新型变压器局放监测特高频传感器的研究

近年来,特高频法监测变压器内部局部放电得到了广泛的关注,而特高频传感器性能的优劣直接决定着特高频信号的接收.介绍并设计了一种新型变压器局部放电特高频传感器--Goubau天线,研究了阻抗匹配线圈对Goubau天线驻波比的影响,并仿真研究了传感器安装时手孔升高座对传感器驻波比的影响.进一步,在真型变压器上进行了局放监测实验.仿真和实测结果表明,设计的Goubau天线频带为400 ～1000MHz,并在该频段内有2个谐振点,方向图较好,阻抗匹配线圈能明显改善天线驻波比,手孔升高座对Goubau天线性能基本无影响,天线频域响应能够分辨不同的局部放电类型,适用于变压器局部放电特高频信号监测.     

基于光纤法珀传感器的局部放电测试系统

针对油浸变压器中局部放电的测试需求,设计了一套基于光纤法珀传感器的超声波测试系统。该系统采用集成可调谐激光模块作为光源,通过光纤环形器把光源、法珀传感器和光电探测器连接起来。光电探测器的直流输出信号通过MCU的检测,用来调整集成可调谐激光器模块的工作波长和传感器的工作点。对光电探测器输出的交流小信号通过信号调理电路进行放大、滤波得到被测声波的模拟信号。通过对模拟信号进行数据采集、分析和显示,实现对局部放电的监测。     

大型电力变压器局部放电在线监测系统的研制

阐述了变压器局部放电监测的重要性,介绍了大型电力变压器局部放电在线监测系统的系统组成及各组成部分的功能,提出了模拟信号预处理电路结构的设计方案,分别说明了固定增益放大电路、程控增益放大电路、微调放大电路、滤波电路的电路设计方法,并简单介绍了以ARM为核心的现场监测单元的组成。     

基于ARM和GPRS的微光安全监测预警系统的设计

对电气设备表面局部放电闪络产生的紫外光辐射进行在线监测,可以有效地预防电力系统的事故发生,对电力系统、电厂以及中低压开关柜等的稳定可靠运行提供了重要保障。设计了一种微光安全监测预警系统,该系统主要包括传感器模块、信号采集模块、数据传输与存储模块、上位机软件等。在强电磁干扰环境下提取局部放电微光信号,利用光电转换信号放大模块转为电信号,通过ARM9以及GPRS模块把采集的数据上送至手机端或上位机软件,实现实时在线监测预警的功能。     

基于VCSEL半导体激光器的浊度传感器设计北大核心CSCD

为更准确测量水体的水质浊度,设计一种基于半导体激光器的浊度传感器,该传感器由光学采集模块、信号处理模块、信号输出模块和电源供电模块组成。光学采集模块采用850 nm的VESEL半导体激光器为光源,采用后向散射光检测法,该方式具有宽线性范围,适用于悬浮颗粒物浊度测量。信号处理模块采用I/V转换电路、滤波检波电路、三级运放电路、振荡电路、温度补偿电路和差分放大器对采集的散射光信号进行处理。信号输出模块采用放大电路和4~20 mA转换电路将散射光信号转换成4~20 mA信号。传感器性能测试结果表明:浊度传感器准确度误差在±1.36%以内,稳定性优于0.6%,具有较高的准确性和可靠性。     

局部放电超声信号监测及数字降噪

设计了基于超声法的局部放电监测系统,并对信号进行了数字降噪研究。系统的硬件设计主要包括超声传感器、放大电路、滤波电路和数字电路,其中放大电路设计为两级四档可调放大电路,滤波电路采用四阶高通滤波器和二阶低通滤波器级联而成。对采集的信号综合运用FIR滤波器、FFT降噪、小波包降噪等数字降噪方法进行降噪。实验和仿真表明,系统可以清晰地采集局放信号,数字降噪算法可以有效地抑制干扰。     

变压器模拟平台的设计

电力变压器是电网中能量转换和传输的核心,为保证其安全可靠运行,需要对变压器内部的绝缘状况进行在线监测。建立既可以真实模拟变压器的各种运行状况,又适用于不同情况的便携式多功能实验平台,并通过实验室模拟小平台系统试验验证了多种真实、可控的局部放电模型。通过该模型与变压器真型平台的配合,可以为特高频传感器的运行、检测等提供理论支持和平台支撑。     

三线圈电感式磨粒传感器的检测电路

润滑油中磨粒反映了机械运行状态的大量信息,所以对磨粒进行检测具有很重要的工程应用价值。依据润滑油中磨粒与电感线圈之间耦合关系,设计了一种三线圈电感式磨粒在线监测传感器。根据传感器测量原理,该检测电路设计主要包括调幅调相驱动电路、前置放大电路、精密整流电路和后级滤波放大电路。实验结果表明:该检测电路结合后续NI信号采集模块与LabVIEW数据处理,对铁磁磨粒的分辨率达到100μm.     

变电设备智能物联超声局部放电微型化测量转换电路北大核心CSCD

针对变电设备智能物联监测中的分布式智能感知节点微型化设计需求,设计了一种新型的超声局部放电测量转换电路。使用高集成度仪表放大电路对高阻抗的超声局部放电传感器输出信号进行了低阻抗变换和固定增益放大,设计通带为20~300 kHz的宽带滤波电路以适应变电设备上带宽不同的传感器,最后通过增益可调仪表放大电路适应不同灵敏度的传感器输出信号。电路能同时连接2个超声局部放电传感器并对其测量信号进行转换,电路尺寸为83 mm×50 mm×15.5 mm。设计了相应的电路性能测试实验并给出了其在智能物联系统中的应用方法。实验结果表明:电路各级增益误差在整个通带频段内低于1%,1000倍增益条件下的输出端噪声RMS值不超过10 mV。     

局部放电在线监测系统研制与超声定位研究

设计了基于超声波、超高频及高频电流3种检测方法的局部放电在线监测系统,在硬件上采用多路信号的同时采集,从而增强了局部放电判定的可靠性。快采慢读数据采集方案,降低了系统的硬件成本。多传感器采集方案更加适用于不同电力设备放电检测。研究了超声定位时延的计算,采用基于FFT的互相关函数法实现了放电点的精确定位。经现场试运验证,设计的系统完全可实现放电信号的提取与定位,并在监控主机上实时显示放电波形与趋势。     

多视点输送带纵向撕裂检测系统采集控制模块的研究

文中针对输送带纵向撕裂检测问题,提出一种基于FPGA的多视点输送带纵向撕裂检测系统采集控制模块的研究方案。采用FPGA XC3S500E芯片设计了采集控制模块硬件电路,包括CMOS图像传感器电路、信号调理电路、模数转换电路、信号采集控制电路和数据传输接口电路等。采用VHDL语言设计了FPGA软件,包括CMOS传感器驱动模块、模数转换驱动模块、乒乓存储模块等,并采用Modelism仿真工具对程序进行了时序仿真。经实验验证,该采集控制模块能够实现对多路线性CMOS信号的高速采集、实时存储和处理,满足系统对实时性和同步性的要求,可用于对多视点采集的同步性和实时性要求较高的工业检测系统。     

心电监测系统的设计

心电监测系统是用来采集、分析及显示心电信号的医疗设备。心电监测系统的硬件电路设计包括高频干扰滤除电路、导联选择电路、差动输入电路、50Hz工频干扰滤除电路、前置放大电路等模拟预处理电路的设计和基于单片机的数据采集、存储和传送系统的设计。心电监测系统的软件设计,主要是指在Visual C++6.0的开发环境下心电分析、显示软件的设计,包括患者信息输入模块、串口通讯模块、分析显示心电波形模块、保存心电数据模块和读取心电数据模块的设计。     

变压器局部放电超高频在线检测

变压器安全运行对电厂至关重要,对其局部放电在线检测一直是研究的重点。超高频检测法具有强抗电磁干扰能力、频带高、高灵敏度等优点,目前已经广泛被应用。文中重点介绍了变压器局部放电超高频在线检测的原理、超高频局部放电检测系统的构成及各环节的功能,通过举例,从不同角度分析了在线检测信号放电。     

基于ARM的变压器局部放电信号采集系统设计

运用ARM S3C2410s微处理器,针对变压器局部放电产生的超声波信号特征设计了一种变压器局部放电信号采集系统.该系统由超声波预处理电路和基于S3C2410s的信号采集、图形显示、键盘操作和数据存储等功能模块组成,具有速度快、结构简单、经济、方便携带等优点.测试表明:该系统能可靠地采集处理变压器局部放电超声波信号,准确地反映信号的大小、频率及波形.     

基于MSP430单片机的红外便携式心率监测系统

设计了一种基于MSP430单片机的便携式心率监测系统。系统主要由超低功耗MSP430芯片、红外光电传感器、滤波与放大电路和无线传输模块组成,可以对心率进行实时监测,系统首先对红外传感器检测的心率信号进行滤波和放大,MSP430单片机对信号进行计算、处理,并将监测结果通过nRF2401无线模块发送给监护中心。该心率监测系统体积小、功耗低,使用简便,可实现24小时全天候监测,并具有异常心率监测和报警功能。     

利用无线模块的列车轴承在线监测系统的设计

鉴于道旁麦克风采集的声音信号受多普勒效应及周围噪声影响而难以提取的缺陷,提出一种基于无线模块的轴承在线监测系统。通过振动传感器在线采集轴承振动信号,利用无线模块进行无线数据传输,最后对接收到的数据进行分析处理以确定是否有故障。主要从无线模块选型、硬件电路实现、通信协议等几个方面介绍了系统的设计与实现过程。     

基于智能控制的汽车防撞系统研制

采用单片机作为核心控制元件,对超声波传感器和红外传感器采集回来的信号滤波和分析计算;再转换成控制信号,经过放大驱动变换成可以控制电机转速的模拟信号控制汽车防撞以防追尾.其中采集的超声波信号经过核心电路、电源控制模块、检测反馈模块、电机驱动模块和液晶显示模块等模块,完成了对车距的检测;红外传感器采集和反馈的信号主要是车速的控制,防止车与车之间发生碰撞.同时,对车速智能控制系统进行了性能指标分析、可靠性设计、电路兼容性设计,并最终完成了整个电路的设计.试验结果表明,该装置性能可靠,分辨率高,控制准确,有效防止了车与车的相撞,保护了驾驶员的人身安全.     

电感测微仪测量系统的研制

本文分析了国内外电感测微仪测头和测量电路研究现状,利用瑞士TESA公司的标准半桥电感测头作为传感器,设计了应用直接数字频率合成芯片搭建的正弦信号发生电路、交流信号放大电路、带通滤波电路、相敏检波电路、采集电路、单片机电路和人机交互电路,并编写程序,研制了一套电感测微仪测量系统。试验证明,本系统具有较高的测量精度且性能稳定。     

飞机主系统液压泵工作温度监测仪设计

为提高飞机主系统液压泵工作温度的监测精度和可靠性,基于数字温度传感器DS18820和AT89S51单片机设计了兼有液晶显示和报警功能的新型温度监测仪及其C语言驱动软件;硬件设计的温度采集模块省去了传统模拟信号放大及A／D转换电路,仅包括数字温度信号采集、监测结果的液晶显示及单片机3个模块;软件设计主要包括温度采集驱动、液晶显示驱动和逻辑判断3个模块;对设计的硬件电路和软件进行了Proteus仿真,结果表明,该监测仪设计正确、运行可靠。     

多参数在线空气质量监测系统关键技术研究

本文旨在研究一种基于嵌入式系统的多参数在线空气质量监测系统,配合各种化学传感器、温湿度传感器采集空气中各项参数并输出相对应的微弱信号,经高精度放大电路放大后,采用高精度AD转换进入嵌入式芯片STM32,采取温度补偿、滤波算法后计算出空气中各气体的具体含量,通过物联网上传至服务器。本文研发的系统可实现对空气质量的常规、定向在线监测,提升空气监测的实时性及准确度。