FeGa膜/AT切石英晶片双面复合蝶形谐振磁场传感器

蝶形磁致伸缩膜由于磁汇聚,其中心区域的磁致伸缩应变增强,但是和矩形AT切石英晶片复合时,磁膜耦合至矩形晶片电极区的应变会向周围无磁膜区域扩散,降低应变对晶片厚度剪切振动的作用,降低磁场传感器灵敏度。提出AT切石英晶片和FeGa膜形状一样的蝶形谐振磁场传感器,蝶形晶片可以将蝶形磁膜增强的晶片应变汇聚至晶片电极区,以提高传感器灵敏度。仿真结果预测,在23.8~118.9 Oe的磁场范围内,蝶形结构的灵敏度为蝶形磁膜/矩形晶片结构的3.73倍。通过微机械加工,制作了蝶形器件,对实际器件测试的结果表明,在76.4~117 Oe的线性区间内,蝶形传感器的灵敏度可达-29.08 Hz/Oe。

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。

多芯电缆微弱磁场能量采集器的高效管理电路

现有磁场能量采集器标准能量管理电路效率低、功耗高、输入阈值功率高,在换能器采集较弱磁场能量时,难以驱动多芯电缆监测系统。针对上述问题,本文提出了一种间歇充放电的低功耗多芯电缆微弱磁场能量采集管理电路方案,设计了自供电的低功耗间歇控制电路,大幅度降低功耗。该电路通过自供电变频匹配,提高管理电路的能量转换效率。实验结果表明,当三芯电缆通过40 A、50 Hz的交流电时,磁场能量采集器输出功率为3.3 mW,管理电路的最大输出功率可达2.45 mW,最大效率74.24%,较标准能量采集管理电路提升了6.9倍。所提出的超低功耗自供电控制电路,满足启动阈值的最小平均功耗仅为1.52μW,仅为带辅助电源的控制电路功耗的5.93%。该高效管理电路不仅可以用于多芯电缆微弱能量采集,还可以用于由于铠装屏蔽导致的微弱电缆周边磁场、电磁振动能量采集器、反向散射传感器网络等微弱感性磁场能量管理。

罗莫佐单抗治疗骨质疏松症的研究进展

罗莫佐单抗是近年来在多个国家相继获得批准用于治疗骨质疏松症的新药物,是首个同时具有抑制骨吸收和促进骨形成双重作用的骨硬化蛋白抑制剂。本文就罗莫佐单抗治疗骨质疏松症的作用机制及临床应用进行综述,以期为该药的临床应用提供参考。

采用无源磁传感标签的交流电流无线监测:测量及标定

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。

自全式无线霍尔电流传感器

输/供电线的电流、温度等是电网运行和用电安全监测的重要参数，需要沿电网和伴随用电设备广泛监测。无线传感器是监测的首选，但是无线传感器的电池维护或者外接电源，限制了无线传感器应用。设计了一种自全式无线霍尔电流传感器，在同一磁路上实现传感和能量采集，利用霍尔元件传感电流，用线圈采集磁场能量为传感及数据无线发射提供电源。使用时传感器只需扣在被监测电线外包层，无需外接电源并免除电池维护，就可以持久实现无线传感。实验表明：该无线传感器的灵敏度达15．10 mV/A，可自主实现2～100 A的电流检测和无线数据传输。

管道泄漏检测中的噪声自适应抑制

在供水管道泄漏检测中,干扰和环境噪声直接影响到泄漏检测的有效性和漏点定位的精度,因此有必要对检测信号进行噪声抑制,增强检测信号的信噪比,以保证可靠检测和准确定位。提出一种根据不同带宽信号与噪声自相关长度的差异,利用线性增强器和预测器分别自适应抑制检测信号中的窄带噪声和宽带噪声的方法。该方法不需要任何先验知识就可以自适应抑制与有用信号带宽不同的噪声,处理后数据的信噪比较处理前平均提高4 dB以上,对实际的泄漏检测信号处理后,使得定位误差平均减小0.3 m以上,并且降低了误检率。

依据声信号频率分布和复杂度的供水管道泄漏辨识

为了实现不同工况下的供水管道泄漏检测,提出采用谱宽参数和近似熵作为特征量进行管道泄漏辨识的方法。根据泄漏声信号与噪声信号在频谱内能量分布的差异,采用谱宽参数作为特征量辨识泄漏信号与宽带噪声、窄带噪声;对于与泄漏信号在频谱内的能量分布相当的固定干扰噪声可能引起的误判,则利用泄漏信号和固定干扰噪声的随机性差异,引进近似熵复杂度作为特征量进行辨识。将经去噪处理后检测信号的谱宽参数和近似熵同时作为支持向量机的输入,辨识管道泄漏。对工程实际检测的信号进行处理,结果表明泄漏辨识的准确率大于93%,采用该方法能够有效辨识供水管道的泄漏信号与环境中存在的多种非固定干扰噪声及固定干扰噪声。

固定干扰源存在下的管道泄漏检测和准确定位

为了解决固定位置的声/振动干扰源引起的管道泄漏声检测的虚警或者漏点定位错误问题,利用泄漏信号源和固定干扰源之间的独立性,通过盲卷源分离算法得到泄漏信号在一定代价函数下的最优估计,并将该估计作为输入信号从检测信号中自适应预测得到泄漏信号,这样就可以保留泄漏信号中的时延信息。对实际检测信号的处理表明,应用提出来的方法可以有效的去除检测信号中来自固定干扰源的噪声,同时不损失泄漏信号中的时延信息,可在固定干扰源存在时实现管道泄漏有效检测和准确定位。

一种振动自供能无线传感器的电源管理电路

针对振动能量采集器的输出功率过低不足以直接驱动无线传感器的问题,设计了振动自供能无线传感器的电源管理电路,根据调谐和阻抗变换原理对能量采集器进行了阻抗匹配,以最大功率对储能超级电容进行充电,对能量存储和电源管理电路的充放电特性进行了理论分析和实验验证。结果表明,该电路大幅度提高了采集器的输出功率和对储能超级电容充电的效率,当0.47 F超级电容电压达到0.6 V时,能量瞬间释放电路控制超级电容瞬间放电,成功驱动最大功耗为75 mW的无线传感器工作。

压电机敏混凝土原理

将压电元件埋入混凝土构件中 ,形成敏感网络 ,可以无源、主动、不间断在线监测混凝土工程结构的动态特性。为了同时实现对结构静特性的监测 ,用相同的压电元在电激励下产生声振动 ,声波在结构中传播 ,结构的静、动态特性都将调制声传播 ,其他的压电元将声信号转换成电信号输出。压电机敏混凝土技术 ,充分利用了压电特性 ,可以实现结构的在线、不间断、主动及无源监测 ,解决了土木工程结构监测中空间大范围分布、时效性、能耗的要求。

用多项式近似逆滤波函数实现场曲修正

根据光电成像系统传递函数 ,确定逆滤波函数对获得图像进行反降质恢复 将连续逆滤波函数按泰勒级数展开 ,用多项式近似表示 对逆滤波函数的多项式作反傅里叶变换 ,得到图像恢复在空间域中的近似运算表达 ,即图像信号及其各阶导数的线性组合 ,而不是复杂的反卷积操作 该方法特别适合空间移变系统的图像恢复 详细分析了这种方法的原理 ,推导了运算公式 。

采用复合磁电换能器的振动能量采集器研究

采用Terfenol-D/PZT/Terfenol-D复合磁电换能器,设计了一种新型振动能量采集器。采集器由悬臂梁、磁电换能器和永磁体三部分组成,环境振动引起换能器与永磁体相对运动,使得作用到换能器的磁场变化,变化的磁场引起Terfenol-D产生应变,应变传递到PZT得到电输出。采用等效磁荷理论分析了影响换能器与永磁体相对运动的磁场力;并用林滋泰德-庞加莱法分析了永磁体的非线性运动情况。实验结果表明,在振动激励频率为33Hz,加速度为0.5gn时,输出电压峰峰值45.1V,输出功率112.1μW。

一种采用频率变换的自供电电源管理电路

在低频率条件下,采用直接阻抗匹配的原理,设计的压电材料换能器电源管理电路,匹配电感值很大.本文采用频率变换,设计了一种自供电电源管理电路.分析了频率变换的原理.将低频信号变换至较高频率,匹配电感值很小,有利于电路的小型化.该管理电路还可以在宽频带内对于压电换能器实现匹配.实验结果表明,电路实现了频率变换,匹配电感值和电路体积都大大减小.电源管理电路的最大采集功率为181.6mW,能量采集效率可以达到44.8%.当0.47法拉的储能电容电压为1.13V时,该电路最大放电功率可达110mW,放电时间持续620ms,能够驱动无线传感器在一个周期内正常工作.

自适应时延估计中的信号自相关函数估计

应用自适应滤波方法可以估计未知源信号的观察信号间的时延。但是只有知道观察信号的信噪比或者其中源信号分量的自相关函数或功率,才能确定时延估计的方差。本文根据被动检测时延估计的信号模型和自适应滤波原理分析指出,采用自适应滤波结果直接计算的相关分量的自相关函数及功率是一个有偏估计。应用自适用滤波器参数,可以得到一个常数修正因子,修正该有偏估计,得到自相关函数的近似无偏估计。不同条件下的估计实例表明,通过修正显著提高了信号功率估计的准确性。

老年慢性充血性心力衰竭患者利尿治疗时连续监测体重和尿比重的临床意义

目的 :通过监测 2 4h尿量 (TUV)、体重 (BW )、尿比重 (USG)和中心静脉压 (CVP)并作相关分析 ,为指导老年CHF患者的利尿治疗、观察临床疗效提供依据。方法 :4 8例CHF患者行低钠盐饮食的同时 ,予以利尿治疗 ,每日清晨测体重、留 2 4h尿测TUV及USG ;另经颈内静脉插管测CVP。各项参数前后的差值分别为BWd、TUVd、USGd和CVPd。结果 :利尿治疗前后比较 ,CVP和BW显著性下降 (P <0 .0 0 1,P <0 .0 1) ,而USG(P <0 .0 0 1)和TUV(P <0 .0 0 1)有明显上升 ;BWd与CVPd呈高度正相关 (r=0 .872 ,P <0 .0 0 1)、USGd与CVPd呈低度正相关 (r =0 .386 ,P <0 .0 1)。结论 :针对老年CHF患者作BW和USG的监测 ,能定量地反映患者CVP的变化 ,较好地指导利尿剂的临床应用。

石英称重传感温度漂移抑制的软件方法

石英称重传感器的输出信号中的温度漂移噪声是一阶或一阶以上连续的，而称重激励信号的变化是离散的。基于这两个显然不同的信号特征，本文作者提出了一种应用石英谐振称重传感器自身输出频率采样的差分值消除温度漂移造成的传感误差的方法，不采用任何其他的温度补偿元件和电路。这种方法还可以同时消除由于其他各种因素所产生的连续漂移噪声，噪声抑制精度可以由采样时间间隔确定。文中详细分析了差分方法抑制漂移噪声的原理，给出了相应的处理算法和在石英谐振称重传感器中应用和实验结果数据。

一种采用复合磁电换能器的振动能量采集器

设计了一种由悬臂梁、磁电换能器和永磁体组成的新型振动能量采集器。环境振动引起换能器与永磁体相对运动,使得作用到换能器的磁场变化,变化的磁场引起换能器得到电输出。理论分析了影响换能器与永磁体相对运动的磁场力和永磁体的非线性运动情况。实验结果表明:在振动激励频率为33 Hz,振动加速度为0.5 g的条件下,输出电压峰峰值45.1 V,输出功率112.1μW.

用多项式近似的图象逆滤波及空间移变系统图象的恢复

光(电)成像系统的特性会引起图象降质,但如果能够根据系统的传递函数确定其逆滤波函数,就可以对这种降质图象进行一定的恢复.为此,提出了一种用多项式近似的图象逆滤波的图象恢复方法,该方法就是首先将连续的逆滤波函数按泰勒级数展开,并用多项式来近似表示,通过对用多项式表达的用于图象恢复的逆滤波函数作反傅里叶变换,就可得到恢复图象在空间域中的近似运算公式,该运算是图象信号及其各阶导数的线性组合,而不是复杂的反卷积操作.同时还详细分析了方法的原理,并推导了算法公式,最后给出了空移不变和移变系统图象的恢复处理结果.实验表明,该方法特别适合于空间移变系统降质图象的恢复,如场曲恢复.

通过信号分离抑制离散变化变量传感器漂移噪声

在传感器的输出信号中,漂移噪声是一阶或一阶以上连续的,而在有的传感器中,传感量的变化在时间轴上是离散的.正是基于这两个显然不同的信号特征,本文提出在这类传感器中,利用输出采样的差分值,从传感器输出中将传感信号和漂移信号分离.不采用任何其它的漂移变量补偿元件和电路,可以消除零点漂移。