采用压电片阵列传感进行损伤监测的研究

运用智能材料和智能结构的基本思想,采用压电片阵列对结构的损伤进行监测,通过传感器所得到的结构和动态应变信息来反映结构的损伤程度和损伤位置,从实验结果来看,监测效果比较理想,为今后进一步研究太空柔性结构的健康监测奠定了良好的基础。     

图像插值模糊的非线性自适应消除

针对线性移不变图像插值方法造成的插值图像边缘模糊,提出采用具有高通特性的有理滤波器增强图像,重建锐变的图像边缘。对基本有理滤波算子进行改进,避免滤波信号峰值点和孤立点的失真。推广算子的二维形式并引入图像对比度约束,形成一种自适应图像插值模糊消除算法。实验结果表明,算法能够不失真地重建图像边缘的高频细节,提高图像的视觉分辨率,图像质量优于现有图像插值模糊消除算法。     

多方向宽频磁电式振动能量采集器

针对目前振动能量采集器只能拾取环境振动中一个方向的能量,以及响应频带较窄的问题,提出并设计了一种由弹性圆柱悬臂梁、环形磁路和复合磁电换能器组成的多方向宽频带振动能量采集器.圆柱悬臂梁具有在其横截面内沿任意方向振动的特性,同时,借助磁力耦合,使任意方向振动具有非线性的特点,从而采集器实现多方向宽频带振动能量拾取.理论推导了磁力作用下圆柱悬臂梁的非线性动力学方程,以及电压输出模型;借助磁场分析软件Ansoft Maxwell分析了矩形、圆形和环形永磁铁分别组成3种磁路的磁场分布,研究了不同磁路中磁力、磁场强度及其变化量等因素对动力学方程和电压输出的影响,为获得更优性能的采集器提供了设计依据.实验结果表明:在5.88 m/s2的加速度下,具有环形磁路的采集器能够拾取0°～ 180°多方向的振动能量,各个方向响应频带宽度达到4.4～5.6Hz;负载电阻为3 MΩ时,采集器输出0.5 mW的最大功率.     

声表面波谐振器型无源无线温度传感器

介绍了一种新型的单端口声表面波谐振器构成的无源无线温度传感器。分析了间歇正弦信号无线激励的单端口声表面波谐振器的响应特性。该响应为幅度衰减的振荡信号，振荡的中心频率为声表面波器件固有频率。设计并构造了高效、快速、较远距离自动无线遥测温度的实验系统，实验系统验证了测量原理的正确性。     

基于盲系统辨识的供水管网泄漏定位系统研究

管道长度作为已知参量是传统时延估计泄漏定位方法应用的前提,针对实际应用中长度较难测量或不能获得的情况,采用盲系统辨识方法估计泄漏信号传播信道响应函数,并从中提取源信号从漏点传播到采集点的时间信息,从而不依赖管道长度定位漏点.盲辨识中,采用overlap-save和相关函数配准原理构建代价函数,解决高阶信道估计和信道间的病态问题;采用遗传算法对多目标函数进行全局最优化,避免梯度算法收敛陷入局部最小点.基于虚拟仪器技术构建了整个定位系统,实现信号采集、存储、处理及检测信息显示等功能.应用表明,系统解决了管道长度未知情况下的漏点定位问题.     

自来水管道泄漏相关检测定位系统研究

研究了基于信号互相关分析原理的自来水管线泄漏检测定位技术及其系统组成,重点分析了影响系统时延估计精度的主要因素,并根据测量现场环境噪声复杂多变的特点,采用可程控陷波、滤波参数和程控放大增益的信号调理电路,提高采集信号的信噪比,以提高软件分析的时延估计精度.最后通过对自来水管线泄漏的实际测量验证了该系统的有效性.     

通道式智能传感器原理及其应用

本文提出了通道式智能传感器的新概念,采用这种方法可以构成多向并行输出的多传感器网络。这种技术实现容易,可以提高传感器性能价格比以及使传感器设计、加工标准化和模块化。     

LED芯片在线检测方法研究

对于封装过程中的LED芯片的检测目前还没有行之有效的方法,基于p-n结的光生伏特效应和法拉第定律,提出一种非接触式的针对LED封装过程中芯片质量及芯片与支架之间连接状态的检测方法。根据实际LED芯片所处的闭合短路状态,感应回路由绕在高磁导率条形磁芯上的多匝线圈构成。磁芯采用不同搭接方式以提高检测的信噪比,根据实验结果确定了磁芯的最佳搭接方式。实验结果表明,该方法具有较高的检测精度,可以实现对闭合短路状态微安量级光生电流的检测。计算结果与实验结果吻合较好。     

埋地异型供水管段泄漏定位方法

供水管道泄漏时产生泄漏声波,根据泄漏声波到达安装在管道上的两个传感器的时间差,可以估计出泄漏位置。泄漏声波在管道中的传播速度与管道材料、内径和壁厚等有关。当泄漏发生在由不同类型管道组成的管段上时,用平均声速计算泄漏位置会增大定位的不确定度。借助于供水管网信息化提供的地下管线详实信息,根据各段管道的长度和声速可以更准确地估计出泄漏位置。介绍了异型管段泄漏定位的计算方法,给出一个检测实例和算法的流程。     

三芯电缆非侵入式多导体电流测量研究

针对当前的三芯电缆电流测量直接使用传感信号进行多导体位置和电流的测量,传感器数量未确定,使用数量多不仅 使多导体电流测量系统没有确定的传感器使用策略,而且导致测量误差大的问题,本文分析给出了非侵入测量三芯电缆电流所 需的最少且最优的磁传感器数量,提出了非侵入式多导体电流测量原理。 根据三芯电缆电流传导环电缆磁场分布关系,使用 6 个磁传感器环绕电缆分布,由每个传感信号获取 2 个特征值的最优估计,建立 12 个独立方程,实现电缆中导体位置的检测和 导体电流的测量。 搭建了三芯电缆电流测量平台,进行了测试验证。 测试结果表明,该方法测量 15 ~ 100 A 的三相电流的振幅 最大误差小于 1. 00% ,相角误差小于 2°,导体位置误差小于 0. 2 mm。 提出的测量原理极大减小了多芯电缆电流的在线测量误 差,且测量系统拥有更简单的结构和精准的位置及电流波形测量结果。