检索结果-内蒙古大学图书馆

仪器仪表学报 2023年第12期44卷 270-279页

作者：林其伟文玉梅邵壮李平上海交通大学电子信息与电气工程学院上海200240

本文所采用的传感标签利用无源无线传感技术传递数据和能量,再通过内置的传感模块检测电缆线周围的磁场强度,可实现免电池维护、无线缆连接的电缆电流测量。但受射频供电微瓦量级功率的限制,传感标签采样点数少、采样频率低和磁场敏感... 详细信息

本文所采用的传感标签利用无源无线传感技术传递数据和能量,再通过内置的传感模块检测电缆线周围的磁场强度,可实现免电池维护、无线缆连接的电缆电流测量。但受射频供电微瓦量级功率的限制,传感标签采样点数少、采样频率低和磁场敏感元件的非线性使得传感数据和电缆电流间映射关系复杂,导致传感标签标定、测量困难。针对该问题,本文提出先通过粒子群与内点法结合的优化算法对传感数据进行傅里叶级数拟合提取特征值(频率和有效值)再标定的方法。在测量时对传感数据分组进行傅里叶级数拟合获取特征值,再将特征值代入标定时建立的传感模型,实现频率为47~60 Hz、有效值为5~45 A内的等振幅电流测量,电流频率和有效值的相对误差分别低于0.4%和1.9%。实验结果表明,采用该方法搭载传感标签的测量系统不仅可实现电缆电流的无源无线测量,也能实现国内电力系统标准所允许的最大电流波动测量。

关键词：无源无线测量粒子群传感模型傅里叶级数拟合

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物联网下多无线传感网络中不同信道信息融合方法

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传感技术学报 2023年第6期36卷 972-977页

作者：江河李晓茹孙敏太原学院计算机科学与技术系山西太原030032 山西大学计算机与信息技术学院(大数据学院) 山西太原030032

物联网结构下多个无线传感器组成的不同网络差异较大。当差异化的数据量急剧增加时,多信道信息之间易产生信息孤岛,导致信息融合的能耗大、精确度和节点存活率低。为此,提出一种物联网下多无线传感网络中不同信道信息融合方法。将传感... 详细信息

物联网结构下多个无线传感器组成的不同网络差异较大。当差异化的数据量急剧增加时,多信道信息之间易产生信息孤岛,导致信息融合的能耗大、精确度和节点存活率低。为此,提出一种物联网下多无线传感网络中不同信道信息融合方法。将传感器网络与多输入多输出(Multiple-Input Multiple-Output,MIMO)通信系统结合,构建传感器模型。通过物联网技术采集数据信息,利用传感器信息融合模型对收集的信息进行处理后,传送到融合中心,完成多信道信息的融合。仿真结果表明,所提方法在实施多信道信息融合过程中,传输能耗最低达到0.14 J,信息融合节点存活率和精度值分别达到97%和92%,证明所提方法的能耗小、信息融合节点存活率和精确度高。

关键词：无线传感器网络信息融合物联网多信道信息采集传感模型融合中心

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电阻型铂修饰氧化铟氢气传感特性分析及建模研究

电阻型铂修饰氧化铟氢气传感特性分析及建模研究

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作者：王泽斌沈阳工业大学

学位级别：硕士

氢能作为环境友好、可持续发展的清洁再生能源,目前是缓解全球范围内能源危机的主要策略。然而,因氢气（H2）自身的理化性质特点,导致其在制取、存储、运输以及使用过程中,很容易发生泄漏从而引发爆炸燃烧,不仅造成人身危害及财产损失,... 详细信息

氢能作为环境友好、可持续发展的清洁再生能源,目前是缓解全球范围内能源危机的主要策略。然而,因氢气（H2）自身的理化性质特点,导致其在制取、存储、运输以及使用过程中,很容易发生泄漏从而引发爆炸燃烧,不仅造成人身危害及财产损失,也限制了氢能的发展。H2具有较宽的爆炸极限及较快的向空气扩散系数,从而导致H2易与空气形成爆炸性混合物,在遇明火或受热的条件下,仅需0.018m J的能量即可引发爆炸。此外,在标准条件下,H2是无色无味的气体,当H2发生泄露时,无法通过感官的判断,来及时地采取有效的控制措施。H2传感器作为精准、高效的H2传感装置,可以及时地监测与反馈H2泄漏问题,避免事故的发生。其中,电阻型H2传感器具有造价低、易集成、性能强等优势,使其更具备工业化实际应用的前景。然而,工作温度高、H2检出限高及易受湿度影响等缺点,阻碍了其进一步发展。基于此,本文的主要研究内容如下所述: （1）采用喷墨打印技术,在叉指电极上,制备出铂修饰氧化铟电阻型氢气传感器（Pt-In2O3）,并利用SEM及EDS对其形貌结构及元素组成进行表征与分析。随后,通过实验体系的搭建,在室温条件下,系统的测试了Pt-In2O3对干H2（湿度为3.3%）及湿H2的氢敏性能。结果表明:Pt-In2O3成功制备且形貌呈现出较为均匀的微球结构;在室温条件下,Pt-In2O3对低浓度H2显示出较强的响应性,且随着干H2的浓度由0.1%升高至0.6%,Pt-In2O3对干H2的响应率由0.6%升高至42.34%;在室温条件下,随着0.5%H2的湿度由3.3%升高至15.5%,Pt-In2O3对H2的响应率逐渐降低,由34%下降至23%。（2）基于材料表征及性能测试的结果与分析,阐述了Pt-In2O3传感机制并建立出基本传感模型。在基本传感模型的基础上,基于Wolkenstein理论,利用Matlab编程,建立了Pt-In2O3对干H2在线实时响应的传感模型,并利用性能测试的结果对所建立的传感模型进行了验证。利用该模型可以在较短的测量时间内计算出H2浓度,无需等待响应饱和,大大减少了传感器的传感和恢复时间。该传感器有望成为室温H2检测的有力工具,该模型的建立将有助于推动该传感器在实时H2泄漏监测中的应用。此外,本文还建立了Pt-In2O3对湿H2响应的传感模型,并利用此模型阐述了湿度影响Pt-In2O3传感性能的机制。

关键词： H2传感器室温湿度传感模型 Pt-In2O3

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润滑油金属屑末传感器研制及屑末参数在线检测算法研究

润滑油金属屑末传感器研制及屑末参数在线检测算法研究

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作者：王占利天津大学

学位级别：硕士

润滑油金属屑末检测技术可准确获得机械设备磨损信息,已成为机械设备健康状态监测与故障诊断的重要手段。电感型传感器具有结构简单、可区分铁磁与非铁磁屑末、漏检率低等优点,已获得广泛应用。然而受环境噪声、振动干扰与油液气泡等影... 详细信息

润滑油金属屑末检测技术可准确获得机械设备磨损信息,已成为机械设备健康状态监测与故障诊断的重要手段。电感型传感器具有结构简单、可区分铁磁与非铁磁屑末、漏检率低等优点,已获得广泛应用。然而受环境噪声、振动干扰与油液气泡等影响,该类型传感器还存在检测灵敏度较低、抗振动干扰能力弱以及气泡易被误检等问题。为此,本文聚焦金属屑末传感模型构建、传感器线圈参数优化、屑末参数检测算法等关键技术,研制了三线圈型润滑油金属屑末传感器并发展了一种金属屑末参数在线检测算法,主要工作如下:1.针对润滑油金属屑末检测区分屑末铁磁性与统计屑末尺寸分布的需求以及气泡易被误检的问题,分析了单线圈、双线圈与三线圈三种电电感型传感器的优缺点及抗干扰特性,设计了基于三线圈型传感器的润滑油金属屑末检测实现方案。2.基于毕奥萨伐尔定律与法拉第电磁感应定律构建了金属屑末时谐磁场传感模型,并结合有限元仿真,分析了长径比、匝数、内外径与间距等线圈结构参数以及激励频率对感应电压的影响规律,利用正交试验法确定了线圈结构参数最优组合,实现了传感器感应电压最大输出,有效提升了传感器检测灵敏度。3.分析了环境噪声、机械振动与油液气泡对传感信号的影响规律以及干扰信号特征,提出了一种融合自适应谱线增强、小波变换与高斯微分曲线拟合的金属屑末参数在线检测算法。利用振动干扰短时平稳的时频特征,将传感信号进行延时作为参考信号,使用自相关滤波算法实现振动干扰抑制;使用变品质因子小波变换将原始信号分解成多个小波子带,使用相邻系数阈值法对小波系数进行处理与重构得到去噪信号;利用金属屑末信号波形与高斯函数一阶微分高相似度特性,使用连续小波变换与高斯微分曲线拟合算法实现金属屑末识别检测与气泡干扰抑制。4.研制了三线圈型屑末传感器样机,搭建了润滑油金属屑末检测系统与实验平台;开展了系统性能测试与可靠性测试实验;实现了直径150μm铁屑末与250μm球形铜屑末准确检测;并且验证了系统的抑制振动干扰与气泡干扰的能力。

关键词：润滑油金属屑末传感器设计屑末参数检测传感模型

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便携式脉诊仪设计与研究

便携式脉诊仪设计与研究

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作者：陈颖重庆大学

学位级别：硕士

脉诊作为中医医学体系的重要组成部分,具有无创诊断且高效的特点,依据切脉后手指的触觉感知,结合脉诊理论与行医经验,即可诊断身体疾病状况。但脉诊过程易受主观因素影响,且脉象概念和描述复杂抽象,迟滞了中医脉诊的现代化发展。为解决... 详细信息

脉诊作为中医医学体系的重要组成部分,具有无创诊断且高效的特点,依据切脉后手指的触觉感知,结合脉诊理论与行医经验,即可诊断身体疾病状况。但脉诊过程易受主观因素影响,且脉象概念和描述复杂抽象,迟滞了中医脉诊的现代化发展。为解决上述问题,诸多学者投身到脉诊仪的现代化研究中,并基于不同的检测机理与传感技术实现了脉搏信号的采集与复现,然而所设计的脉诊仪存在体积庞大、舒适性与便携性能不足等问题,无法满足脉诊仪的临床应用。基于此,本文以传感单元为核心,结合气动技术,设计具有自动分层施压的便携式脉诊仪,以满足实际应用需求。首先,通过分析手指生理结构和触觉感知机理,以此为基础构建多层结构的脉搏传感模型。针对传感模型结构和受力分析,得到影响传感模型性能的主要因素,包括覆盖层的厚度、材料的弹性模量、柔性基底的表面结构和硬质支撑的曲率半径。应用仿真分析软件,针对不同影响因素进行仿真分析,根据分析结果,拟合出各影响因素与传感器的应力应变曲线,为脉诊仪传感单元的优化设计提供理论与数据支撑。设计可分离传感单元的传感实验装置进行耦合实验,验证传感模型的有效性,同时,测试多组不同影响因素下的脉搏波波形,证实了仿真分析结果。其次,围绕便携式脉诊仪总体方案,设计基于气动原理的便携式脉诊仪,结合传感模型设计4通道独立柔性传感单元,全面覆盖桡动脉寸、关、尺及尺下取脉区域,通过微型气泵-气囊的施压方式,满足采脉时的柔性接触与快速施压,结合硬件控制电路,实现脉诊仪的自动分层施压,契合中医脉诊原理。同时配合穿戴单元设计,实现脉诊仪采集区域的快速定位与固定。最后,应用脉诊仪采集冠心病脉搏信号,提取脉搏波的典型时域特征,由特征数据统计分析,冠心病脉搏波的潮波和主波的幅值比例明显大于正常人波形,同时主波下降支斜率A2和潮波上升斜率A3均偏大。时频域分析中,对脉搏波进行EEMD分解并计算相关系数,结合HHT变换,分析关键IMF分量的瞬时频率和能量分布特点,同时以相空间重构理论研究冠心病脉搏波的混沌特性,为冠心病的无创诊断和预测提供一定的理论支撑。

关键词：触觉机理传感模型便携式脉诊仪 EEMD 相空间重构

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改进路标定位传感模型在机器人定位中的应用

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机械设计与制造 2013年第8期 74-77页

作者：申伟锋钱东海胡猛上海大学精密机械系上海200072

分析了移动机器人基于路标定位的贝叶斯滤波理论中的传感模型,传统传感模型利用周期末检测到的观测值进行更新修正。若在一个周期内不同位置检测到多个不同角度观测值,传统的传感模型默认为这些角度观测值为周期末静止时所得到,提出了... 详细信息

分析了移动机器人基于路标定位的贝叶斯滤波理论中的传感模型,传统传感模型利用周期末检测到的观测值进行更新修正。若在一个周期内不同位置检测到多个不同角度观测值,传统的传感模型默认为这些角度观测值为周期末静止时所得到,提出了通过转化算法将这些角度观测值转换到更新周期末,使得周期末角度观测值得到的位置观测更精确。计算机实验数据表明提出的传感模型观测值转换算法与现有传统算法传感模型相比,更新位置具有更高的精度。

关键词：机器人路标定位贝叶斯理论传感模型观测值转换

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铂型离子聚合物金属复合材料传感特性

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机械设计与制造 2017年第1期 16-20页

作者：顾娜熊克安逸裘进浩南京航空航天大学机械结构力学及控制国家重点实验室江苏南京210016 南京工业大学数理学院江苏南京211816 南京理工大学发射动力学研究所江苏南京210094

基于不可逆热力学和薄板大挠度理论建立了大挠度状态下的IPMC的传感模型。即以不可逆热力学理论为基础,描述了IPMC的离子输运内在机理,以及离子运动与电场及浓度差之间的关系,并考察了IPMC内部的离子运动形式,建立电场与内部压力差之间... 详细信息

基于不可逆热力学和薄板大挠度理论建立了大挠度状态下的IPMC的传感模型。即以不可逆热力学理论为基础,描述了IPMC的离子输运内在机理,以及离子运动与电场及浓度差之间的关系,并考察了IPMC内部的离子运动形式,建立电场与内部压力差之间的关系;同时通过分析受外载荷作用后发生大挠度情况下压力与挠度之间的关系,建立IPMC在大挠度时曲率与两金属膜之间形成的电势差之间的关系,即给出了大挠度状态下IPMC的传感性能模型,并分析了IPMC输出电压的影响因素。将模型仿真值与实验结果进行对比,误差在25%以内,说明建立的传感模型能够较好的预测大挠度状态下IPMC受载后的输出电压。研究结果也表明环境因素对IPMC传感性能的影响很大,在一定程度上限制了其应用范围。

关键词：复合材料传感模型离子聚合物金属复合材料不可逆热力学大挠度

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压电智能传感器力学模型的建立及数值模拟

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北华大学学报（自然科学版） 2014年第6期15卷 826-832页

作者：蒙彦宇关海爽高丽曲国军北华大学汽车与建筑工程学院吉林吉林132013 北华大学电气信息工程学院吉林吉林132021 中国石油天然气集团吉林石化分公司吉林吉林132021

以单片压电陶瓷(如锆钛酸铅,简称PZT)晶体、粘贴式和埋入式压电传感器为研究对象,从压电本构方程和结构动力学的振动原理出发,采用集总质量法推导出PZT传感器正压电效应的电荷表达式及等效刚度表达式,建立粘贴式和埋入式PZT传感器的简... 详细信息

以单片压电陶瓷(如锆钛酸铅,简称PZT)晶体、粘贴式和埋入式压电传感器为研究对象,从压电本构方程和结构动力学的振动原理出发,采用集总质量法推导出PZT传感器正压电效应的电荷表达式及等效刚度表达式,建立粘贴式和埋入式PZT传感器的简化力学模型,得到考虑多参数影响的电荷表达式.考虑黏结胶层阻尼吸收能量的作用,建立了胶层阻尼效应影响的传感模型,并求得压电传感器的电压表达式.数值模拟结果表明:在PZT传感模型中,利用压电方程和振动方程联合求解可以快速得到PZT的传感信号,而且PZT片的电压输出特性与作用力的大小及黏结胶层有关.通过测量和分析PZT传感器输出电信号峰值与频率的变化,并与数值分析结果进行对比,证明了运用所建立的传感模型能够有效地模拟检测PZT的正压电规律.

关键词：压电效应传感模型集总质量法数值模拟

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无线传感网络覆盖中概率Voronoi模型及算法研究

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传感技术学报 2012年第5期25卷 702-706页

作者：汪小龙张红艳方潜生葛运建汪增福安徽建筑工业学院安徽省智能建筑重点实验室合肥230022 中国科学院合肥智能机械研究所传感技术联合国家重点实验室合肥230031

覆盖是无线传感网络中最重要的问题之一,随机覆盖是目前研究的主流。基于Voronoi图的随机覆盖算法是无线传感网络领域的研究热点。目前研究中采用的Voronoi图,主要采用基于距离的Voronoi边赋权值模型,存在两个主要问题,即模型粗糙和监... 详细信息

覆盖是无线传感网络中最重要的问题之一,随机覆盖是目前研究的主流。基于Voronoi图的随机覆盖算法是无线传感网络领域的研究热点。目前研究中采用的Voronoi图,主要采用基于距离的Voronoi边赋权值模型,存在两个主要问题,即模型粗糙和监测节点不全。以实测的分段概率传感模型为基础,从多传感协同监测的角度构造一种概率Voronoi模型,试图解决以上问题。并且用基于概率Voronoi模型的最大突破路径算法验证了模型有效性。就掌握的文献来看,该模型是首次提出,具有较好的实用推广价值。

关键词：无线传感网络覆盖概率Voronoi模型 Voronoi图传感模型

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埋入式压电陶瓷传感器力学模型及试验验证

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沈阳建筑大学学报（自然科学版） 2012年第1期28卷 79-87页

作者：阎石梁丽娉王秋婧蒙彦宇赵乃志沈阳建筑大学土木工程学院辽宁沈阳110168 大连理工大学建设工程学部辽宁大连116024 北华大学交通与土木工程学院吉林吉林132013

目的验证采用集总质量法建立PZT晶体简化传感模型并进行数值模拟的正确性.方法以压电陶瓷晶体为研究对象,以压电本构方程为出发点,推导出PZT传感器正压电效应的电荷表达式,进行简谐荷载激励下传感效应数值分析及试验验证.结果根据压电... 详细信息

目的验证采用集总质量法建立PZT晶体简化传感模型并进行数值模拟的正确性.方法以压电陶瓷晶体为研究对象,以压电本构方程为出发点,推导出PZT传感器正压电效应的电荷表达式,进行简谐荷载激励下传感效应数值分析及试验验证.结果根据压电方程和振动方程建立的智能骨料的传感力学模型与试验误差为12.18%,在工程应用中是可行的.PZT片在混凝土包围下作用力越大,传感信号也越大.PZT主要沿轴向振动,在径向受力较小基本忽略,骨料的径向尺寸对PZT信号影响不大证明了运用所建立的传感模型能够有效地模拟检测PZT的正压电规律,同时PZT片的电压输出特性与作用力的大小、PZT尺寸以及边界条件有关.结论在PZT传感模型中,由压电方程和振动方程的联合求解,可以快速得到PZT的传感信号,通过试验对比证明了力学模型的正确性.

关键词：压电陶瓷传感模型集总质量法压电效应试验验证

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