疲劳对操纵员监视行为影响机制的脑电试验

为优化操纵员疲劳风险管理,降低疲劳对操纵员作业绩效的影响,完成疲劳诱发前后的监视任务,首先,以某压水堆核电厂数字化主控室为背景,设计2-back范式的疲劳诱发任务和oddball范式的监视任务,并以低、中、高3种复杂度的控制界面为素材;然后,采集23名被试的主观疲劳评分、行为数据和脑电(EEG)信号,用相关疲劳指标验证疲劳诱发的有效性;最后,对比分析疲劳诱发前后3种不同复杂度界面下被试的行为数据、事件相关电位P3成分的差异性。结果表明:最短30 min、最长60 min的2-back任务能够诱发疲劳;疲劳或界面复杂度增加都会导致监视行为的绩效水平下降,疲劳状态下高复杂度界面与中复杂度界面之间的绩效水平差异最大;其中,正确率下降4.9%,反应时增加10.4%;P3潜伏期的变化趋势与反应时一致,P3波幅仅在高复杂度界面下显著增大。结合绩效数据和事件相关电位数据变化特征分析表明:界面复杂度的提高会加深疲劳对操纵员脑力负荷的负面影响。

基于金属化薄膜电容器状态在线监测的剩余寿命评估方法

模块化多电平变流器(MMC)是柔性直流输电系统的核心装备,其中子模块(SM)金属化薄膜电容器是MMC中的薄弱环节之一,故研究金属化薄膜电容器的状态监测和寿命评估对于提高MMC运行可靠性和制定系统维护计划具有重要意义。目前,现有金属化薄膜电容器的寿命评估方法未考虑电容器老化进程对电容值和等效串联电阻(ESR)的影响,难以准确实现不同服役状态下的电容器剩余寿命评估问题。因此,该文提出考虑当前电容值状态在线监测的金属化薄膜电容器的剩余寿命评估方法。首先,在考虑电容器老化速率与温度耦合关系的基础上建立了电容器ESR和电容值的老化模型。其次,在进行寿命计算时考虑到电容器的老化效应,根据提出的容值在线监测方法得到当前的电容值,推断出电容器已使用年限及电容器目前的ESR值,并代入建立的场路协同仿真电热耦合模型中计算得到电容器温度。最后,根据提出的剩余寿命模型对电容器当前剩余寿命进行预测。该文研究成果将为设备选型、系统设计和MMC系统子模块电容器的可靠性评估提供参考。

基于工业数据挖掘的ESD软失效分析

针对电子产品出货后出现ESD软失效而导致的退货现象,文章通过机器学习算法分析产品ICT电性能测试参数、生产线ESD防护监控数据和产品ESD软失效的相关性。集成算法模型经过优化,分类准确率达到0.88,可以用于量产电子产品的ESD软失效的识别和出货风险管控。同时,利用ESD防护监控点风险指数数据集可以提高产品ESD软失效的识别准确率(8.6%)。安装部署基于物联网技术的静电放电防护监控系统,对管控电子产品生产过程中的ESD软失效风险以及控制出货风险是很有帮助的,可以提高电子制造业防静电管控的智慧化水平。

心电监护仪检定方法及注意事项

心电监护仪能够连续、实时、自动地对人体心电信息进行采集并分析,经处理后实现对生理参数的记录及报警。为使其在使用过程中具有良好的运行状况,应定期进行计量检定。本文探讨了心电监护仪工作原理、检定方法及注意事项,为心电监护仪检定工作提供重要的参考依据。

面板挠度监测电平器埋设安装技术在夹岩工程中的应用

针对目前混凝土面板挠度监测中普遍存在的仪器存活率低、对面板混凝土浇筑施工干扰大、测值精度低、成本高等问题,文章依托夹岩工程大坝面板挠度监测项目,提出了将面板挠度监测电平器暗埋、串联及数据采集成套技术,可有效提高仪器存活率和观测成果精度,工作效率提高50%以上。该技术为获取面板挠度长期监测数据、评价面板工作状态提供了科学依据,可供类似工程参考。

考虑高海拔环境及焊料层缺陷的IGBT芯片温升与识别模型

针对焊接型IGBT模块缺少相应的高海拔地区的电热耦合模型,同时有关高海拔地区由于焊料层缺陷导致芯片失效的研究也少之又少。根据IGBT模块内部电场、热场的耦合作用关系,以焊接型IGBT为研究对象,建立芯片焊料层不同缺陷类型及缺陷比例的高海拔地区焊接型IGBT电热耦合模型,分析了海拔高度以及焊料层空洞、裂纹以及脱落缺陷对焊接型IGBT最大结温的影响,并从机理上做出相应解释,同时提出了高海拔地区焊接型IGBT焊料层缺陷识别模型。研究表明,不同的海拔高度对芯片温度的影响程度不同,高海拔地区芯片温升较低海拔地区明显;不同的缺陷类型、缺陷比例对芯片温度的影响程度也不同,当缺陷比例超过5%后,脱落对芯片温度的影响程度远大于裂纹缺陷和空洞缺陷,同时,所提缺陷识别模型能准确地获取芯片焊料层的缺陷类型和比例,对焊料层的健康状况进行评估。本文研究为高海拔地区焊接型IGBT焊料层健康状态检测,提高IGBT模块运行稳定性提供了理论指导。

基于压电阻抗技术的门式起重机健康监测研究

借助自行搭建的便携式电阻抗测试系统,对额定载重量41 t的龙门起重机进行加载过程监测。采用有限元分析的方法确定起重机加载时的应力分布云图,选择应力集中部位作为监测点。选择4个监测频段,在起重机加载前、加载中和加载后分别对压电传感器进行电阻抗信号测量。结果表明,随着测量频率的增大,压电传感器电阻抗幅值整体上呈现不断减小的趋势。高频段范围内电阻抗峰值和谷值数量更多,对于结构损伤监测的灵敏度更高。当被监测起重机金属结构无裂纹损伤时,整个加载周期内,电阻抗峰值和谷值对应频率不发生偏移。

基于EMI技术与PSO-BP神经网络铝梁损伤定位研究

为了定位铝梁等一维结构的损伤位置,采用压电阻抗(EMI)技术与粒子群(PSO)-BP神经网络进行研究。首先,搭建损伤检测试验平台,使用阻抗分析仪测出健康和损伤状态下的压电导纳曲线,分析不同位置压电陶瓷传感器(PZT)测量的结构谐振峰特征,并通过Pearson相关系数对导纳数据进行处理;然后,构建PSO-BP神经网络,以不同位置上的PZT传感器测得的导纳值作为网络的模式样本进行训练。结果表明,压电阻抗技术能有效识别铝梁健康、损伤工况;Pearson相关系数与PZT传感器和损伤之间的距离呈线性关系,与损伤位置间距越小,PZT测得的导纳曲线的Pearson值越大;选取PZT导纳值变化明显的频率点作为神经网络的输入向量,经过训练后的PSO-BP神经网络能够快速准确地识别铝梁损伤位置。

MEMS传感器在岩溶塌陷物理模拟试验监测中应用研究

针对岩溶塌陷地下土体位移监测难度大的问题,提出了一种基于微电机系统(Micro-Electro Mechanical Systems,MEMS)传感器的监测方法。采用时域积分算法处理MEMS加速度数据,先去除噪声和直流分量,通过多项式拟合去除趋势项,从而获取位移监测数据,通过定距试验分析算法误差。设计了2组室内模型试验,一组将MEMS传感器集中布设于稳定区,另一组多布设于塌陷区,对不同埋深土体的位移进行监测,结合粒子图像测速设备(Particle Image Velocimetry,PIV)实测数据分析误差,验证利用MEMS传感器监测土体位移的适用性和实用性。结果表明:根据MEMS的加速度时程,通过时域积分算法能有效获得土体的位移,MEMS传感器可用于岩溶塌陷的实时监测;分析得到岩溶塌陷地下土体位移规律,土体位移的变化与塌陷源位置相关,随着土体高度的增加,位移逐渐减小,而处于塌陷源正上方的土体水平位移几乎为0;工程中可针对已经发生的塌陷和有可能发生的塌陷2种工况,分别将MEMS传感器埋设在稳定区和塌陷区,进行实时监测,保障生命财产安全。提出的方法为岩溶塌陷的监测提供了新的思路,也为MEMS传感器在岩土工程中的应用奠定了基础。

基于大数据的电脱盐系统智能优化与影响因素分析

针对电脱盐系统影响因素耦合关联,脱盐后盐的质量浓度控制困难等问题,提出基于贝叶斯分类的电脱盐系统脱盐后盐的质量浓度智能预测模型,建立基于模型及线性规划的脱盐系统优化方法。利用从分布式控制系统(DCS)和实验室信息管理系统(LIMS)中获取的运行数据,筛选影响电脱盐效果的主要因素,建立基于40个运行参数的脱盐后盐的质量浓度智能监测模型。模型对脱盐后盐的质量浓度1.5~2.0、2.0~3.0 mg·L^(-1)和大于3.0 mg·L^(-1)的识别召回率分别达到89.6%、84.4%和70.0%。利用优化方法识别了脱盐罐油水界位、操作温度、混合压差及注水量等影响脱盐效果的关键因素,通过对电脱盐操作参数进行优化,显著降低了脱盐后盐的质量浓度,实现系统的优化运行。

ZDY23000LDK电液控制大功率定向钻机研制与应用

根据大功率定向钻机的市场需求和煤矿智能化的发展要求,提出了基于防爆电液控制技术的煤矿井下智能化大功率定向钻进装备解决方案。重点解决紧凑布局、关键部件设计、自动装卸钻杆、防爆电液控制等问题。研制了ZDY23000LDK智能化定向钻机,实现了施工过程的远距离遥控、自动装卸钻杆、参数监测等功能,提高了钻进装备的智能化水平,减轻了工人劳动强度,为“以孔代巷”大直径定向钻孔高效施工提供了装备保障。

基于电-声检测法的整流变压器局部放电故障监测

针对整流变压器局部放电处理不及时会造成变压器击穿、使用寿命缩短的问题,提出了一种基于电-声检测法的整流变压器局部放电故障监测方法。通过加速度传感器和电容传声器分别采集整流变压器振动信号和声纹信号,采用集合经验模态分解(EEMD)和盲源分离相结合的方法提取振动信号和声纹信号特征,包括时域、频域和Mel频谱倒谱系数,以提取的特征作为输入,通过隐马尔科夫模型实现整流变压器局部放电故障识别。以故障类型为绝缘材料内部放电的整流变压器为测试对象进行算例分析,结果表明:绝缘材料内部放电故障类型的观测样本概率最大,说明整流变压器存在局部放电故障,且故障类型为绝缘材料内部放电,与实际情况一致,证明了所研究监测方法的有效性。

红外反射式播种机电子监测装置的设计

针对目前播种机电子监测装置普遍存在的安装不便、布线复杂、维护困难和实用性差等问题,设计开发了红外反射式播种机电子监测装置,较好地克服了上述缺点。该装置的探头采用了红外反射式的检测原理,以高速单片机为核心,能实现软件抗干扰及计数精度补偿,体积小巧,可单侧安装,适用于各种排种管。同时,采用无线数据传输方式及无极性二总线布线方式,极大地简化了布线工作,尤其适用于大型宽幅播种机的作业需求。该装置与2BJQ-9气吸式精密播种机配套的田间试验结果表明:故障检知准确率为100%,落种计数检测精度>93%,具备声光告警功能,人机界面友好,操作方便,为播种机电子监测装置的广泛应用提供了新思路。

面向3D打印复合工艺的生物CAD/CAM系统及试验研究

3D打印复合成形工艺将3D打印技术与静电纺丝技术相结合,在构建具有多尺度多梯度结构特征的,生物硬组织修复用再生支架方面表现出独特优势。提出一种针对3D打印复合成形工艺的生物CAD/CAM系统构建方法,不仅能实现成形过程的自动监控,保证多工艺的柔性复合,而且能实现从STL模型,到生成加工路径信息,并最终驱动系统硬件进行加工的自动化处理流程。该系统及方法将生物建模软件与生物3D打印复合成形系统有效集成,将CAD过程中无法建模的尺度信息与来自CAD的加工信息有机结合并处理,有效解决了3D打印成形再生支架时,精度受限而无法在支架内部成形微观尺度结构的问题。最后,通过骨组织工程支架的制备试验验证了系统的有效性。

基于改进自适应混合滤波算法的输电杆塔倾角测量方法

针对输电杆塔在线监测系统在使用低成本惯性测量单元(inertial measurement unit, IMU)测量杆塔倾角时存在测量精度低、姿态解算易发散、稳定性差的问题,提出一种基于改进自适应混合滤波算法的输电杆塔倾角测量方法。首先建立杆塔姿态解算坐标系,并结合四元数法确定了定姿方案。其次,运用改进型PI互补滤波算法对陀螺仪及加速度计进行信息融合,高低频优势互补,初步提升系统的姿态解算精度。最后将初步去噪后的信息作为Sage-Husa自适应滤波算法的初值,并引入滤波发散判据,在发散时调整误差协方差矩阵,从而对发散进行有效抑制,提高算法稳定性。实验结果表明,该算法可以有效提高测量精度,抑制解算结果的发散。

光电技术在边坡稳定监测的应用

因边坡不稳定所造成的灾害损失巨大,这占全球尤其是我国国民经济损失较大部分。较之传统的监测技术,时域反射计(TDR)、光时域反射计(OTDR)、布里渊散射光时域反射(BOTDR)、光纤三维编织复合材料和光纤水听器等光电技术本身具有的高精度、高灵敏度、高增益充分体现了它在边坡稳定监测应用中的实时性、连续性、高效性和可行性,将成为边坡稳定监测研究与应用的新方向。

精密播种机电子监控装置的研制

研制了一种基于C8051F226高速单片机、用于精密播种机的电子监控装置,介绍了其传感器布置、硬件工作原理与组成、软件实现方法与流程组织。本装置采用软件监视单片机输入端口状态,完成多行播种状态监视,实现了用硬件难以做到的连续漏播判断、断续漏播判断和传感器故障判断,具有播种量统计与漏播量统计等功能。本装置原理新颖、成本低廉和智能化程度高。

精密播种机种肥智能监测系统

大型宽幅精密播种机作业中一旦发生种肥堵塞或种肥箱排空问题,就会造成巨大经济损失。为此,采用了一种半值角较小的光电元件构成光电阵列的方法,检测种子和肥料流动情况,解决了以往研究中漏检和光电元件间相互干扰的问题,传感结构易于拆卸,便于维护,系统能够及时发出声光报警信号,并显示故障行号。通过田间试验表明,该系统误报率低,故障播报准确。

多分量地震监测系统AETA的感应式磁传感器磁棒研制

根据多分量地震监测系统AETA的技术需求,完成一种感应式磁传感器的研制和工业化实现。通过分析电磁扰动的监测需求,确定感应式磁传感器磁棒的各项设计参数,并提出较优材料选取以及结构设计方案。磁棒的设计指标为0.1 Hz^10 k Hz,工作温度范围为-40~130℃,监测的磁场强度范围为1~1000 n T,灵敏度大于20 m V/n T@(0.1 Hz^10 k Hz)。测试结果表明,研制的磁传感器满足AETA的性能要求。该传感器已成功地投入应用,正在大区域规模化布设。

基于上下位计算机结构的EDT机床监控系统的研究

简介了电火花加工工艺 ,规划了电火花毛化加工机床监控系统的功能 。