基于振弦式传感器的深基坑监测系统设计

通过对振弦式传感器的理论研究和分析,结合物联网技术,设计了一种深基坑施工安全智能化监测系统.叙述了振弦式传感器的工作原理,并对深基坑监测系统硬件、软件、通信网络部分进行设计.通过在“智慧安监”项目的实际应用表明:该系统可以对深基坑安全状况进行实时监测评估,在桥梁、涵洞、水利、水电、矿山、地铁等领域具有广阔的应用前景.     

微型核磁共振传感器实时监测汽轮机油老化状态

汽轮机油被广泛应用于火力发电厂汽轮机的调节系统,随着使用年限的增加,其润滑性能和电气性能会随之下降。针对汽轮机油老化状态缺少简单有效的实时监测手段这一问题,提出用核磁共振技术进行检测,并设计了一种方便实时监测的微型核磁共振传感器。传感器尺寸为30 mm ×30 mm ×36 mm,重107 g,可以浸泡在汽轮机油中对其进行检测。通过对来自两个发电厂的不同使用年限的汽轮机油进行测量实验发现：汽轮机油的核磁共振参数有效横向弛豫时间T2ef与纵向弛豫时间T1随着其使用年限的增加而减小。该传感器制作成本低,尺寸微小,操作方便,使得实时监测汽轮机油的老化状态成为一种可能。     

基于UHF传感器与以太网的GIS局部放电监测系统设计

针对传统局部放电监测采样率低、信号易受干扰、不利于实时监测,而超高频（ UHF）传感器进行局放监测因设备通信速度慢、无法故障录波的问题,设计了一种基于UHF传感器与以太网的气体绝缘开关设备（ GIS）局部放电监测系统。该系统由一个主控采集系统和若干个传感器模块组成,传感器模块获取局部放电产生的UHF电磁波信号0.3～2 GHz,通过对数检波电路降频至2～10 MHz;主控采集系统采集该信号,通过SDRAM缓存后经以太网发送至变电站管理员,实现对GIS局部放电高速实时在线监测。测试实验结果表明：该系统功能强,速度高,工作稳定,监测范围广,当局部放电发生时,系统能实时发送报警信号,并可提供故障信号波形用以故障分析。10/100 M以太网通信实际速度可达500 kB/s,比传统的RS—485通信速度提高90倍以上。     

自适应混合滤波在脉搏实时监测系统中的应用

针对脉搏传感器在数据采集过程中干扰信号对系统测量精度带来的影响,提出了一种自适应混合滤波算法.该算法将限幅滤波、递推中位值平均滤波、递推平均滤波相结合,并针对采样长度对滤波效果的影响,自适应采样窗口大小的调整,可有效消除偶然脉冲与抑制周期性脉冲的干扰.通过对10名测试者进行测量实验,将心电图机测量数据、使用与未使用自适应混合滤波的脉搏实时监测系统测量数据进行对比.实验结果表明:使用滤波算法后,脉搏测量的算术平均差约为0.4 BPM,比未使用滤波算法整体提高约9倍.     

基于空心微针阵列的连续监测葡萄糖传感器

研制了一种基于空心微针阵列并可微痛刺入皮下实时连续监测人体血糖浓度的葡萄糖传感器.微针阵列由等间距的三根微针组成,分别作为工作电极、辅助电极和参比电极,其中工作电极与辅助电极采用表面溅射了Ti/Pt的空心不锈钢微针来制作,采用戊二醛-牛血清白蛋白交联法将葡萄糖氧化酶固定并仅置于作为工作电极的针尖通孔处;参比电极采用Ag/AgCl实心微针制作.测试结果表明:葡萄糖浓度在0～21 mmol·L-1范围内传感器输出电流为线性,灵敏度为0.575 μA/(mmol·L-1),响应时间为16s,且具有很好的抗干扰性.     

油液在线监测技术研究进展

油液在线监测技术是机械故障智能诊断的重要发展方向,传感器作为其关键元件,发挥着重要作用。对油液在线监测的粘度传感器、水分传感器、磨粒传感器以及多传感器集成的国内外研究进展进行了介绍。从电磁法、静电法、电感法、图像识别几个方面对磨粒测量与分析的国内外研究进行了介绍。提出了现阶段存在的不足,对油液在线监测的未来发展之路进行了展望。     

一种战场士兵多生命体征监测头带设计

针对战场环境,从便携式角度出发,采用可穿戴技术,设计了一种集成心电、脑电、脉搏波、体温以及人体姿态测量的战场士兵多生命体征监测头带。其中,以超低功耗的MSP430单片机为主控芯片,以低功耗的ADS1292R作为双电极心电和脑电采集芯片,以反射式光频转换器采集人体光电容积脉搏波,以医疗专用负温度系数（ NTC）热敏电阻器作为体温传感器,以MMA7660数字三轴加速度计作为姿态测量传感器。通过蓝牙将所采集信息传送至单兵PDA,实现了多生命体征的监测,具备体积小、重量轻、功耗低、成本低、便携舒适等特点。     

基于多传感器的机载导弹环境应力监测装置

为长期有效地监测机载导弹贮存过程中的环境应力,以分析其对导弹寿命和性能的影响,设计了一种跟随导弹贮存全周期的环境应力监测装置.该装置主要通过三种高集成度、低功耗的传感器对环境进行实时监测,围绕传感器模块设计其它辅助电路,以方便数据处理和存储.在密闭空间采用锂电池工作的前提下为保证系统长期有效工作,加入电源监控模块以实现系统工作模式可调.实际试用表明:该环境应力监测装置有效工作时间可达9个月以上,且功能满足要求、性能稳定可靠.     

高压开关柜温度远程在线监测系统设计

针对现有高压开关柜测温系统的缺陷,设计了一种温度远程在线监测系统.系统由6只SAW温度传感器和1个基于雷达原理的无线询问器组成,询问器通过向传感器发射高频激励信号(497～503 MHz)并接收带有温度信息的回波信号实现温度测量,同时,系统利用GSM模块进行短信报警、即时温度查询以及系统参数设置实现了远程在线监测.经过大量的实验和测试表明:该系统工作稳定,抗干扰能力强,测量误差在0.5℃以内,采用10 Ah锂电池供电,可持续工作超过35天,相比传统设备,更适合于高压开关柜的温度监测.     

大型起重机械在线监测的无线传感器网络节点设计

从大型起重机械结构健康监测的实际应用出发,结合无线传感器网络分布式、高鲁棒性的特点,设计了一种基于Zig Bee的可对大型起重机械长期在线监测的无线传感器节点系统,并结合LabVIEW针对节点的通信距离、数据传输可靠性以及功耗等进行了现场实验,证明了节点能够很好地完成结构健康监测数据的采集与发送,能够满足在实际现场环境中大型起重机械结构健康监测对通信距离和可靠性以及节点功耗的要求.