声共振风传感器用全相位风速风向解算方法

提出了一种超声波共振式全相位风速风向解算方法,搭建以间距L呈等边三角形分布的3个超声波换能器A、B、C,测量了超声波换能器A、B、C回波初相,根据得到的回波初相解算出从顶点无角度直接吹风和从顶点有角度吹风情况下的风速与风向数据。结果表明,该文建立的全相位风速风向解算方法连续无奇点,与其他方法相比,在输入量相同的情况下风速波动较小,风向解算较准确。

压电超声共振式风传感器风场闭环解算策略研究

为了能够在复杂环境下实现风速风向的高精度和高稳定性测量,在基于声学共振原理的风传感器系统的基础上,采用闭环控制扫描技术改进了系统的性能指标。采用声学共振的方式,同时对换能器产生的信号进行频率调制和强度调制,实现对超声换能器的线型扫描。频率调制解决了在不同压力、温度等环境因素影响下导致的共振频移的问题,强度调制解决了换能器性能随时间衰减问题,极大地提高了信噪比。实验结果表明,采用闭环控制的方法可以准确测量风速风向。风速测量范围0~50 m/s,风速测量精度为±0.5 m/s(≤15m/s)/±5%(>15 m/s且<35 m/s)/±9%(>35 m/s)。改进后的系统在复杂环境下受环境变化影响小、精度高、稳定性好、抗干扰能力强。

地下基础设施监测设备架构设计与工程实现

针对地下基础设施复杂环境中的多源异构传感器信息获取的问题,该文基于Real Time-Thread物联网操作系统,设计了总线式数据获取、传输、处理和上报的信息处理框架。通过设计传感器插入主动监测与识别机制、传感器运行调度与数据采集机制,以及不同形式传感器信息编码等手段,实现了设备随应用场景需要即插即用、不同原理传感器数据结构化、多传感器同时在线调度和较强的地下复杂环境适应性的能力。环境试验和地铁现场示范性部署表明,该文设计的面向地下基础设施一体化监测终端具有良好的指标拓展性能、可靠的现场运行能力和稳定的传感器数据采集及上报能力。

基于纳米修饰导电高分子的电化学气体报警器

针对公共安全领域对甲基膦酸二甲酯(DMMP)等神经性毒剂模拟剂的高灵敏度检测的需求,该文提出了一种基于纳米修饰导电高分子电化学阻抗型气体传感方法,通过开展改性修饰导电高分子聚合物材料和平面叉指微电极研究,制备了电化学阻抗型气体传感器,并设计了传感器阵列化结构和报警器总体架构;研制出电化学阻抗型气体报警器,并开展了性能测试。实验结果表明,该电化学阻抗型气体报警器可对质量浓度低至1μg/L的DMMP进行有效检测,响应时间低至52 s。