一种变电站消声器结构参数优化设计

针对大型变电站变压器及电抗器噪声辐射特点,提出一种结构由玻璃棉、微穿孔板组合而成的吸声降噪装置。基于正交试验优化原理利用COMSOL仿真软件建立了降噪装置的降噪模型,并在此基础上对消声结构的穿孔率、穿孔孔径、穿孔板厚和玻璃棉密度等参数进行优化设计。仿真实验结果表明,当消声结构的参数设置为:穿孔板穿孔率为10%,穿孔孔径为1.2 mm,板厚为1 mm以及内部吸声玻璃棉密度为36 kg/m^(3)时,优化后装置在10 Hz至1 500Hz的平均传声损失为39.19 dB。隔声降噪效果明显,能够有效减少变电装置对环境的噪声污染。

一种压电陶瓷微位移测量的新方法

提出了一种简单、有效的基于光纤Fabry-Perot干涉的压电陶瓷(PZT)微位移测量的新装置,为提高干涉现象,在Fabry-Perot干涉腔两端面上分别镀不同反射率的薄膜。通过软件编程快速实现对干涉条纹的计数进而确定PZT的微位移,得到的位移电压斜率误差小,实现了对PZT微位移的实时快速测量。测试了同频率不同腔长和同腔长不同频率的压电特性,结果表明变化很小,说明该方法可操作性强,可靠性高。分析了光纤耦合效率和光源的相干性等对实验的影响。

分布式光纤Sagnac定位传感技术评述

介绍了分布式光纤Sagnac定位传感器的工作原理,分析了国内外研究中的单Sagnac环形、双Sa-gnac环形、Sagnac-Michelson和Sagnac-Mach-Zehnder形等各种结构形式,以及位置信息的解调方法,讨论了该类型的传感器的优点及需要改进之处。

一种声表面波转矩传感器快速解调方法设计

针对多个谐振器组成的无线无源声表面波(SAW)转矩传感器阅读过程复杂、耗时长的问题,利用SAW谐振器的频率响应特性设计了一种基于时域的转矩传感器快速解调方法.分析了SAW谐振器的响应特性并设计了信号的截断与去噪声方法,以及周期计算方法.根据设定的高频与响应信号周期的关系确定各个谐振器谐振频率的范围,然后通过谱估计具有最大周期的信号以解调出频率.提出的扫描方法只需采集一路信号,即降低了阅读器硬件系统的复杂性,同时在时域中简化了信号解调算法.通过实验测试了该扫描方法,完成一次搜索过程只需521ms,而传统的2路正交信号(IQ)扫描方法需要828ms.实验结果表明:设计的算法与IQ法相比扫描速度提高了37.1%,验证了该算法的有效性.

一种抑制传感死区的Sagnac分布式传感器

提出了一种能抑制传感死区的Sagnac分布式光纤传感结构,利用2×2耦合器实现光路的循环。运用琼斯矩阵对光路进行了分析,指出只要延迟光纤的长度选择合适,就能消除传感光纤中的传感死区,排除信号中伪零频点对信号解调的干扰。在八个不同的点分别进行扰动定位监测,对得到的信号经滤波平滑后在局部最小值附近运用最小二乘法拟合,以确定零频点的位置。实验结果表明该系统能实现扰动定位,平均误差最大值为68 m,最小为3 m,证明了结构的正确性,表明该结构可用于远距离管道泄漏检测。

光纤傅里叶变换光谱仪光谱复原软件开发

为了满足快速光谱测量的需要,研发了一台光纤傅里叶变换光谱测量装置。介绍了该测量装置的上位机数据采集和光谱复原软件的开发,包括主程序结构和复原算法等。该软件能对干涉信号进行实时采集、处理与显示,所得光谱与标准谱谱型一致,光谱分辨率可以达到0.78 cm-1,能满足实际应用的需求。

对测控技术与仪器专业工程教育认证的思考

工程教育认证是国际通行的提高人才培养质量和促进专业建设的质量保证。通过介绍上海理工大学测控技术与仪器专业在工程教育专业认证背景下,对本科教学进行了全方位改革的过程,包括以学生为中心、培养目标和方案以及持续改进等多种实践环节,说明此次专业认证,保证了测控技术与仪器专业人才培养的质量,促进了专业办学实力的提高。

基于维诺图匹配的粒子跟踪测速法

针对密集颗粒流速度场分布的测量问题,提出了基于维诺图匹配的粒子跟踪测速法。首先,通过对图像粒子进行维诺图构建,给出面积相似度筛选匹配粒子的条件;其次,引入Delaunay三角网搜索结构,通过计算维诺多边形的形状相似度来匹配粒子;再次,研究了去除错误匹配粒子矢量的方法和匹配算法中的关键参数;最后,通过模拟二维旋转流场运动以及二维转盘中的颗粒流实验对算法进行了测试。结果表明:维诺图匹配的匹配准确率高于DT-PTV并且在处理密集粒子匹配效果上更好;维诺图匹配算法适用于测量密集颗粒流速度场分布,颗粒匹配准确率高达99%,并由得到的颗粒流速度场分布验证了算法的有效性。

基于“工程教育认证”理念的自动控制原理教学模式改革探索

自动控制原理是控制类专业与电子信息类专业的基础课程,该课程的知识面较广,包含的内容较多,具有很强的实用性。随着科学技术的不断发展,新的控制技术与方法也在不断地适应时代的需求进行改革,所以需要不断地对自动控制原理的课程进行相关教学的改革,在工程教育认证的相关理念推动下,通过有效的措施,提高学生的动手能力,不断提升教学质量,推进课程朝着积极的方向不断发展。

光源相干长度对光纤Fabry-Perot干涉的影响

从数值上分析了光源相干长度对光纤Fabry-Perot干涉的影响。推导了光源在理想情况和非理想情况下的光纤Fabry-Perot干涉模型,通过计算机模拟了干涉信号,指出在非单色光源下,干涉条纹失去周期性,随着腔长相干长度比增加干涉条纹的变化幅度减小,最后演化成一条直线,条纹的可见度也慢慢趋近于零。综合考虑了光纤的耦合效率和光源的非单色性对干涉信号的影响,随着腔长的增加,干涉信号的幅值和变化幅度都在减小,信噪比变差。要得到好的干涉信号,腔长不宜选择过大,必须使光源的腔长相干长度比值低于0.1。

新型智能孔板流量计在天然气测量中的应用

文章论述了孔板流量计在天然气测量中的应用情况 ,分析了传统孔板流量计的原理及在石油天然气钻采工程领域应用的优缺点 ,阐述了新型一体化智能孔板流量计的特点及对未来发展前景的展望。

单水滴附载的Lamb波宽频Chirp激励成像研究

为研究水滴附载效应对Lamb波传播特性的影响,基于Lamb波与不连续介质相互作用的远场散射原理,采用稀疏传感器阵列对单水滴附载的远场散射信号进行试验监测,研究宽频Chirp激励方法和窄带响应的滤波提取算法,优化选取对表面水滴敏感的Lamb波模态和成像中心频率、调制周期数,最终实现对不同体积水滴的椭圆算法定位成像.结果表明:水滴附载对Lamb波A0模态的传播特性影响显著,即使微小的单水滴附载亦会对监测信号产生较大影响.椭圆算法可实现单水滴附载的定位成像,成像质量除受水滴体积大小影响外,成像颜色带宽的设置亦与成像质量息息相关.

高校大学生开学首堂课教学的实践策略——以“工程学导论”课程为例

高校教师的首要任务是立德树人,而课堂教学是教师教书育人的主阵地。良好的开端是成功的一半,上好开学首堂课意义重大。围绕“如何才能激发开学首堂课的积极效应”这一核心问题展开讨论。首先,强调开学首堂课对高校师生的重要意义;随后,就开学首堂课的现状指出其意义被忽视、内容形式化,师生缺乏互动等不足之处;然后,结合“工程学导论”教学案例提出了开学首堂课的五点改进策略。

激光散斑血流成像系统中的光源相干性

针对激光散斑血流成像系统中光源相干性对散斑衬比的影响进行了研究,提出了一种基于混合遗传算法的散斑图像恢复方案。首先,分析非完全相干光用于激光散斑血流成像系统时的劣势,说明混合遗传算法恢复被低相干性光源破坏的散斑图像的原理;使用对比度与噪声比来衡量由两种光源成像得到的静态白盘散斑图像质量;最后,将算法分别用于静态白盘散斑图像和真实的手背血流检测场景。实验结果表明,相干性较好的单纵模激光器成像得到的散斑图像,较之于相干性较差的半导体激光器成像得到的散斑图像,对比度与噪声比高出67.2%;将算法用于质量较差的散斑图像后,其对比度与噪声比提高了57.7%;将算法用于手背血流检测场景,进行恢复运算后,验证了手指指尖的血流灌注量平均高于手指关节30%的临床事实。将本算法用于激光散斑血流成像系统,可以有效消除非完全相干光给散斑衬比分析造成的影响,获得质量更好的血流图像。本算法的推广使用可以提高激光散斑血流仪器在光源选择方面的灵活性。

激光散斑血流成像对中医理疗功效的检测

为了获得更加准确的中医理疗功效检测结果,根据中医经络的气血和人体皮肤微循环密切相关的理论,提出了一种基于散斑血流成像的检测方法。对检测过程中由于被测对象身体抖动等因素产生的图像信噪比下降问题进行研究和改进,并通过软管模拟实验对成像系统的稳定性进行验证。然后,对10名健康志愿者的内关穴或外关穴进行艾灸实验,以血流灌注指数为检测指标,采用散斑血流成像系统对手部不同经络的穴位及非穴位检测点进行检测。实验结果表明:艾灸后,在艾灸点所在经络上的穴位检测到的血流灌注指数增加比其它穴位点高20%。激光散斑血流成像系统能够对理疗过程中皮肤血流变化予以大视角的成像,此方法在中医理疗功效检测中具有有效性。

声表面波温度传感器抗干扰技术研究

目的设计一种声表面波(SAW)温度传感器抗干扰技术,以提高温度测量的稳定性。方法分析SAW谐振器(SAWR)回波特性,建立SAWR回波信号熵能量模型,发现SAWR回波信号的衰减过程与熵能量的上升过程对应。当回波信号达到噪声水平时,熵能量的单调上升过程消失。为了抑制正弦干扰设计一种改进型自相关算法,利用该算法对信号进行去噪的同时使谐振器回波信号的衰减特性和正弦干扰的等幅特性得到保持。结果根据模拟仿真结果设置了SAWR回波信号的检测阈值(V_(thre)=1),并对该阈值进行了蒙特卡罗仿真实验。仿真结果表明,当信号信噪比大于4dB时,SAWR回波信号的检测率达到86%,而正弦干扰误检率小于0.5%。最后应用该算法对实际的正弦信号和SAWR回波信号进行了检测,得到的误检率接近于0。结论实验结果显示,所设计的算法可以用作声表面波温度传感器的抗干扰技术。

激光散斑血流成像技术对艾灸效果的研究

以艾灸前后血流灌注指数为观察对象,研究艾灸对人体微循环的作用。将10个人分别进行不同时间(10min、15min、20min)的艾灸和物理加热,使用激光散斑血流仪对检测区域进行测量和成像,观察各组穴区血流灌注指数的变化。经艾灸或者物理加热后,穴位处的血流灌注指数均有明显升高并有一个峰值,艾灸峰值出现在停止加热后,物理加热峰值出现在加热时间内,停止加热后,艾灸效应持续时间比物理加热长。研究表明,艾灸能够引起穴位局部微循环血流量增加,并与其作用于机体的时间有关,艾灸对机体产生作用的最主要原因是温热效应。

用小波变换提高散斑能见度光谱测量法的灵敏度

在分析被动层颗粒温度含噪特点的基础上模拟了低信噪比的方波信号,根据变化规律,采用Mallat快速算法分析低信噪比的方波信号,并根据噪声分布特性设计了用于抑制被动层颗粒温度中干扰噪声的算法。对所设计算法进行仿真实验,结果表明,该算法可以最大限度地滤除信号中的噪声。通过搭建滚筒实验装置,测量滚筒被动层的颗粒温度,对测量数据进行分析,有效地测出了内部颗粒温度状态变化,表明了小波变换能有效提高测量被动层颗粒温度的信噪比。

胶层对声表面波扭矩传感器特性影响分析

为了研究胶层对声表面波(SAW)扭矩传感器特性的影响,建立了包括胶层在内的扭矩敏感模型。利用微扰理论得到扭矩载荷与SAW谐振器频率偏移量之间的关系,采用剪滞理论分析了胶层对SAW扭矩灵敏度的影响;根据Maxwell模型建立了胶层松弛时间谱,得到了应变传递响应时间,通过数值计算分析了不同弹性模量、不同胶层厚度的响应时间。研究结果表明,采用弹性模量大、黏度系数小的粘接剂有利于减少胶层的响应时间,提高扭矩测量精度。利用分析结果指导了SAW谐振器的封装。对采用MBond-200胶水封装的SAW扭矩传感器进行了实验,得到100 Nm量程的SAW扭矩传感器的线性度、重复性和迟滞特性分别为0.68%,1.27%和1.01%,实验结果说明所选用胶水的响应时间对测量结果影响较小。

用于包装物管理的无源声表面波标签设计

目的针对声表面波相位编码标签中不同位置反射栅的回波能量不一致,易受噪声干扰、误解调等问题,设计一种回波脉冲能量一致性高的声表面波标签模型,以降低误码率。方法基于耦合模理论并利用COMSOL有限元仿真软件建立反射栅膜厚、膜宽与反射栅反射率之间的关系;根据最优原则优化设计反射栅的结构参数,降低插入损耗,提高声表面波回波信号能量的一致性。结果通过仿真分析得出,当反射栅的厚度为530 nm、宽度为0.23λ时,反射栅的反射率达到最大值;优化反射栅结构得到回波一致性较好的标签,其4条反射栅的厚度均为640 nm;当宽度分别为0.245p、0.27p、0.32p、0.46p时,回波的最大幅值误差为2.02%。通过数字正交解调方法提取了回波脉冲幅值一致性调整前后的标签相位信息,结果证明经过回波脉冲幅值一致性调整后,可以正确地恢复标签的相位信息。结论设计的SAW标签模型可提高标签的抗干扰性和编码容量。