荧光余辉的非指数分量及处理

发现高精度荧光测温时,荧光寿命与荧光强度有关,表现为激励光源强度、光传输效率、通道放大倍数等影响测量结果,原因在于荧光余辉不是准确的指数变化,它可能导致以荧光余辉指数变化为前提推导的结论要重新考虑其适用范围。论证了实际荧光余辉偏离指数的程度与光谱形状的关系。提出了余辉曲线截断归一化法,用来比较不同材料的余辉偏离指数程度的大小。指出多指数拟合法可以减少非指数分量对测量的影响,给出了数值示例。

基于光纤测温法的电流互感器

提出了电流-温度传感新方案,它在解决光纤电流互感器性能不稳定问题上有突出的理论优势。文中建立了电流-温度传感的数学模型,分析了暂态、稳态特性,给出了光纤电流互感器实验装置及测量结果。理论分析及实验测试表明,只要技术措施得当,采用本传感方案实现全光纤电流互感器是可行的。

荧光余辉测温法中的数据处理

在荧光余辉测温法中,数据处理的关键是尽可能准确地求取荧光寿命τ,而通过光电转换接收到的荧光信号中常伴有随机噪声、直流偏移成分等背景干扰,严重影响测温效果.基于该原因,提出了用软件来消除背景干扰的方法,并介绍如何通过最小二乘法来拟合测量数据,从而较准确地求取荧光寿命τ.理论分析和实验结果都表明,这套软件处理方法可以提高系统的信噪比,改善测温系统的测量效果.

基于超磁致伸缩材料的光纤光栅电流传感器

电流是电气领域进行监测和设备保护的关键参数,精确测量电流参量能确保电力设备运行的安全。提出了基于超磁致伸缩材料的光纤光栅电流传感器的设计方案,将工频大电流通过Rogowski线圈得到采样电流,采样电流通过驱动线圈能够产生一定强度的磁场,超磁致伸缩材料在磁场力作用下形变带动粘贴的光纤Bragg光栅伸缩,通过测量其中心波长变化量来测量电流值。利用ANSYS有限元分析软件确定了驱动线圈的直径为3 cm,仿真得产生磁场强度在超磁致伸缩材料产生应变的线性区域（100~200 MPa）。传感器分辨率在1 pm/A,灵敏度为0.034 61 pm/A,实现可探测母线电流的传感器的结构设计。

多功能盲人智能拐杖的设计

为了方便盲人朋友出行,提出了一种基于STC90C516RD单片机的多功能盲人智能拐杖设计方案,并完成了系统的软硬件设计。整个系统采用模块化设计,由测距模块、电子指南模块、时钟显示模块、GSM通信模块、语音播报等模块组成,实现了报时、紧急呼救、方位辨识和障碍探测等功能,并且所有功能均伴有语音提示。为了使设计更加人性化,该系统设置了功能按键,使用者可以通过按键实现各个功能之间的切换。实际应用结果表明,智能拐杖不但克服了传统拐杖的缺点,而且使用简单,能够为盲人朋友提供更加便捷、安全的出行方式。

热疗测温技术的现状及测温误差估算

精确测量肿瘤部位的温度是热疗装置的关键技术之一.目前对测温方法的讨论,较多集中在电磁场干扰问题,对温度示值的误差问题未得到足够的重视,有的数据未标明误差,致使参考意义很受限制.针对上述问题,根据热疗原理和测温精度要求,分析了各种测温方法存在的问题、改进措施及国内外产品的性能指标;分析了提高温度示值精度的措施,并以实际数据为例证,论述了测温误差的估算问题.

高精度光纤荧光测温法的稳定性研究

荧光测温方法的分析通常是基于指数曲线而进行的,实践中发现实际的余辉曲线与指数曲线有差别,是影响仪器稳定性的关键因素。从荧光发光机理出发,分析了产生非指数的根源,提出了用截断归一法来评价余辉曲线的非指数性,通过几种代表性的荧光材料的光谱特性和截断归一化分析实验,验证了理论分析的正确性,给出了改善非指数性的措施。在此措施下使测量系统达到0.1℃的分辨率和±0.2℃的精度,可以现场实时进行校准,测温探头可以互换,已用于微波加热医学生物研究中。

变压器绕组热点温度监测技术的研究

设计基于光纤布拉格光栅(FBG)的温度监测系统,实现对变压器绕组热点温度的实时监测。介绍光纤光栅的测温原理,并利用Ansys中的Maxwell和Fluent模块对变压器的电磁场-流体场-温度场进行仿真,得到热点的具体信息,以便在实际测量时,合理放置光纤光栅传感器的位置。使用FBGA解调模块对检测到的光信号进行处理,完成硬件部分的搭建。在计算机上通过Labview软件调用动态链接库DLL函数完成上位机的设计,可以实现温度和波长的显示,超出用户设定的阈值温度进行报警等功能。最后将硬件部分与软件部分相连接完成整个测温平台的搭建,进行了标定实验和误差分析实验,得出FBG的中心波长与温度之间的拟合关系式并验证了该测温平台的可行性。

太阳能电池板自动追光系统研究

为提高太阳能的利用率,设计了一套以STC89C52单片机为控制核心的自动追光系统。系统采用光电追踪和视日运动轨迹追踪相结合的方法,通过阴晴检测电路判断晴天或阴天。晴天时利用光电传感器采集的光强偏差控制步进电机,实现光电追踪;阴天时采集时钟芯片信息利用Spencer算法计算当时当地的太阳高度角和方位角,驱动步进电机,实现视日运动轨迹追踪。实验表明,该追光系统能在不同天气状况下对太阳进行较准确追踪,能量接收效率明显提高,达到了充分利用太阳能的目的。

基于荧光寿命的微波场中温度测量技术

为了实现微波场中的温度测量,以荧光光纤作为传感器,基于荧光寿命测温法的原理,设计了荧光光纤测温系统。为选择合适的数据处理算法,使用VC++6.0软件编写了上位机数据处理显示界面,分别对最小二乘拟合法、FFT拟合法和积分面积比值法进行仿真,得出3种算法的优劣,为不同测量条件下选取数据处理算法提供依据,进而实现微波场环境下的温度测量。

高压电器过热故障的早期诊断系统

设计了具有早期故障诊断功能的多路荧光光纤测温系统.介绍了系统的组成及工作原理,给出了适用于狭小密闭空间的探头结构,采用光电分段传输法实现了信号的远距离传输,通过多路分配器解决了多点测量问题,应用面向对象开发工具Visual C+ +6.0设计出可视化用户操作分析处理界面.系统实现了全光纤传感无源工作,探头纤细,耐高压、抗强电磁干扰,既不会破坏被测设备的绝缘性,也不会受到它们的干扰,更不会引发爆炸燃烧,具有良好的响应速度、稳定度和精度.

基于导师组的本科生创新能力培养模式的研究

目前高校普遍采用的是"一对一"或"一对多"的导师制培养模式。这种模式存在较多弊端。可以采用"分层、分流、全程、全方位"的专业导师组培养新模式,建立基于专业导师组的多层次、开放式、创新型多维实践平台。这一实践平台弥补了单一导师指导的局限性,把学生创新能力培养贯穿于整个本科阶段,这既保证了创新能力培养的渐进性、连续性和普及性,又实现了因材施教、"启明星"式的个性化培养的目标,促进了学生创新能力的全面提升。

辐射测温仪误差的自动校正

提出一种新的自动校正方法，利用单片机把辐射和接触两种方法统一起来，通过接触测温法提供一个校正参数，并把此校正参数自动存入测温仪内，在进行辐射测温过程中，利用此校正参数，可以将现场误差修正掉。

基于薄膜电阻的新型光纤电流传感器的研究

为了满足电力需求,在高压直流输电技术的基础上,提出了基于薄膜电阻的新型无源光纤电流传感器的设计方案。在实验室条件下,为金属薄膜电阻选取合适的性能参数,利用有限元热分析ANSYS软件对传感器部分进行建模分析,搭建实验平台,根据荧光余辉特性得知,荧光寿命τ与温度存在对应关系,采集测量数据,通过前期算法比较,在低压端选择prony算法处理测量数据。结果表明:该方案稳定性高、误差小,理论分析与实验监测结果比较吻合,可完成高压大电流的测量。

以省精品资源共享课为契机 加强《电子测量技术》课程建设

以省精品资源共享课为契机,从课程体系、教学方法、课程资源、教材建设、实践教学等方面入手,加强《电子测量技术》课程建设。通过启发式讲授、案例法强化、探究力引导、前沿性引入、任务性温故的教学手段,以及"仿真—调试—实验"的自主性实践模式,激发学生学习兴趣,培养学生自主学习的能力和创新性思维的形成。

基于光纤Bragg光栅的力传感技术研究

基于光纤Bragg光栅设计力的检测系统,以实现机器人对外界力的感知。介绍光纤Bragg光栅的测力原理,利用ANSYS有限元分析法对传感器弹性结构体进行静态、模态和瞬态的分析,以获得弹性结构体在受到各方向的力/力矩时的应力应变情况,确定光纤Bragg光栅的粘贴位置。在模拟的基础上,进行压力实验,确定力传感器的灵敏度、线性度、重复性以及稳定性等指标。

基于Bragg光栅的电力电缆温度在线测量方法研究

依据光纤Bragg光栅测温原理,研究了电力电缆温度在线监测方法。通过ANSYS有限元仿真,得出电缆内部温度云图,建立电缆缆芯温度与表皮温度的温升方程,并与IEC-60287标准进行比对,证明仿真所得温升方程具有更高的准确性。根据实验原理图,选择合适器件,搭建实验系统。

四足压电驱动装置的电源设计与研究

压电驱动装置具有纳米级/微米级定位的特性,被广泛应用于精密控制运动平台中,故对压电驱动装置的速度和精度的要求越来越高。根据步进式压电马达驱动原理,结合四足压电驱动装置动力学模型,设计了一种用于新型叠堆结构的四足压电驱动装置的驱动电源。该电源是高电压为±250 V和高频率为1.5 kHz的线性电源,且采用硬件阻抗补偿和信号切换两种策略,进一步解决了容性负载对信号频宽影响的问题,使四足压电驱动装置高精度恒速输出。同时应用硬件在环仿真与测试的方法搭建了实验平台。实验结果表明,在精度为1 nm分辨率的激光干涉仪采集设备中,实现了点对点50.7 nm的四足压电驱动装置的运动测试。

光纤测温系统中荧光材料的光谱和温敏特性研究

在荧光光纤温度测量系统中,荧光材料作为感温元件,其发光强度及灵敏度对测温系统的准确性会产生很大影响。为了了解并掌握其物理化学性能、强荧光发射波段、荧光温度及时间衰减特性,对荧光材料进行了理论分析,并对其进行了光谱特性和温敏特性实验,为荧光材料的选取提供理论依据。

光纤电流传感器新方案研究

随着输变电线路的电压和电流等级的不断提高,传统的基于电磁原理的电流互感器已经不能满足实际测量的需要。因此,提出了一种基于电流热效应的新型光纤电流传感器的设计方案:通过带气隙的铁芯互感器把高压侧的大电流,转化为低压侧的小电流,再把此电流信号加载到电热器件上,通过对电热器件的温升测量达到间接测量电流的目的。研究了电热器件-薄膜电阻的热稳定性,根据薄膜电阻的结构和实际的测试条件,利用有限元软件ANSYS建立了薄膜电阻的三维模型,并对其进行了热分析,得到了装置的温度场分布。