基于CAN总线与ZigBee的矿井下锚杆应力监测系统设计

早期矿井下,用于顶板工作面的锚杆应力采集装置,多采用电缆线将检测结果传送至井下基站,使得网络布线繁杂、移动不便、维护困难。为此,文章设计了一套基于ZigBee无线技术与CAN总线的应力监测系统。该系统采用扩散硅压力传感器对分布在顶板上的锚杆应力进行检测,通过ZigBee无线技术传送至通信分站,然后采用CAN总线技术将接收到的压力值传送至地面监控中心,便于对历史数据进行分析,达到预防顶板塌方的目的。通过大量的实验,文章验证了该套系统的可行性。

齿轮动态应力无线测试系统开发及应用

齿轮传动过程中承受复杂应力状态,在循环载荷下可能发生齿轮接触疲劳和弯曲疲劳失效,齿轮动态应力的准确测量是保障其传动稳定性与可靠性的重要途径。基于STM32微控制器设计数据采集和无线传输电路,编写数据处理、显示、存储的上位机程序,开发了齿轮动态应力无线测试系统。在齿轮弯曲疲劳试验中进行了测试,其结果表明,齿根弯曲应力测试值与ISO标准计算值的误差在5%以内,与有限元计算值的最大误差在10%以内,验证了该测试系统具有较高的准确性。

港口机械金属结构无线应力检测系统研究

结构应力测试是港机状态监测的重要手段.在分析了港机金属结构应变无线检测特点的基础上,介绍了港机应变无线检测系统的总体结构及应变传感器节点设计,并在实验室和现场对检测系统进行了性能试验,验证了系统的有效性.

基于无线传感器网络的蜗壳水压试验应力测试

为了改进传统水电站蜗壳应力测试中信号传输线以及电源等在试验现场易受干扰的缺点,在糯扎渡水电站1号蜗壳水压试验应力测试中采用了基于无线传感器网络技术的应力测试方法。试验结果表明:1号蜗壳水压试验所有测点的实测应力值均小于材料的屈服强度值,强度满足设计要求;试验所采用的无线应变测试系统与传统应变测试系统的检测结果相同,且无线方法具有便捷、高效、不易受干扰的优点。试验成果为今后水电站蜗壳水压试验应力测试采用无线传感器网络技术这种新的检测方法提供了借鉴。

固体仪器发动机粘接界面应力监测系统设计

针对当前推进剂老化和装药缺陷研究方法的不足,提出了固体仪器发动机的概念,分析了固体仪器发动机对粘接界面应力监测系统的基本要求和粘接界面应力传感器及监测系统的实现途径,设计了固体仪器发动机粘接界面应力监测系统并进行了实验验证。结果表明,该监测系统能有效监测发动机的粘接界面应力。

基于LabVIEW的齿根动态应力无线测试研究

基于虚拟仪器集成平台,通过无线应变采集卡和路由器传输齿根应变数据,设计齿根动态应力无线测试系统。基于DAQ功能模块,编写被试齿轮的转速转矩子程序和齿根动应变子程序。经过时域平均法消除随机电噪声获取的齿根应变曲线比较准确地反映了单/双啮区交变、啮合冲击及相邻啮合齿对的影响。测得的最大齿根拉应力与GB/T3480-1997标准及其他研究者的结论比较一致,验证了齿根动态应力无线测试的正确性。

起重机应力状态监测无线检测系统的设计与实现

起重机应力是起重机状态监测的重要指标之一,针对起重机的应力测试提出了2种基于无线技术的状态监测系统的设计方案,通过比较其优缺点,选出较好的一种方案。该方案由硬件部分和软件部分组成。介绍了该方案的硬件设计部分,并给出了软件设计的程序流程图。

基于无线传感器网络的茶树田间参数自动采集系统

为了精确判断茶树水分胁迫情况,以Idso的作物水分胁迫指数(CWSI)模型中的参数为监测对象,研制了一套茶树水分胁迫田间参数自动采集系统,实现对表征茶树发生水分胁迫的茶树自身生理参数及茶树田间物理环境参数的自动监测。系统通过不同的传感器节点分别监测茶树的冠层温度、田间的土壤湿度和土壤热通量、太阳净辐射、风速及空气温湿度。通过所采集的上述参数,结合CWSI模型,便可精确计算出茶树水分胁迫指数,用于指导灌溉,避免茶树发生干旱胁迫或过度灌溉。系统充分利用了无线传感器网络的便捷性,各传感器节点所采集的参数以多跳的方式无线传输至远端的上位机节点,上位机节点可以本地存储参数,也可通过串口,输送至电脑上。系统经过重新标定,也可用于监测其他作物的水分胁迫情况。

无线应力应变测试技术在游乐设施检验中的应用

大型游乐设施运行工况复杂,结构受力多变,无法准确计算其应力结果。传统应力应变测试技术无法满足大型游乐设施运行形式复杂、传输距离远和安装空间小等使用条件。本文介绍了无线应力应变测试技术的基本原理,及其在大摆锤检验中的应用实例。测试结果表明无线应力应变测试技术在大型游乐设施检验中具有很好的前景。

基于作物水分胁迫声发射技术的无线传感器网络精量灌溉系统的初步研究

为实现准确判断作物水分亏缺程度,为精量灌溉提供科学依据,该文基于作物水分胁迫声发射技术,研发了无线传感器网络节点,并设计了无线传感器网络精量灌溉系统。该系统可以使人们随时随地精确获取作物需水信息,并实现精量灌溉。该系统具有功耗低、成本低廉、鲁棒性好、扩展灵活等优点。初步试验表明了该系统的合理性与实用性。可以应用于温室、农田、苗圃等区域。该研究为无线传感器网络在节水农业中的应用做出了探索。

煤矿分布式突水监测系统设计

针对现有集中式煤矿突水监测系统人员劳动强度大、数据采集效率低等问题,基于ZigBee无线传感器网络架构,开发了分布式水文与围岩应力采集节点、路由节点和汇聚节点的硬件及软件,设计了一套煤矿分布式突水监测系统。该系统将矿井水文、应力监测集成在统一的网络中,通过上位机对采集数据进行集中处理,可实时在线获取矿井水文与围岩应力的动态变化。测试结果表明,该系统监测精度较高。

基于传感器网络和GPRS网络的岩土工程应力监测

利用MSP430单片机、无线传感网络技术以及GPRS全球无线通信技术,构造出一个对大型岩土建筑具有远程实时监测的智能系统,实现了对大型岩土建筑的远程监控。实验结果表明,该系统能对被测建筑进行监测,当应力超过预设警戒值时,能在较短时间内收到应力数据。

基于茎直径变化的无线传感器网络作物精量灌溉系统

为实现准确判断作物水分亏缺程度,为精量灌溉提供科学依据,该文基于作物水分胁迫茎直径微变化诊断方法,研发了无线传感器网络节点,并设计了无线传感器网络精量灌溉系统。该系统可以使人们随时随地精确获取作物需水信息,并实现精量灌溉。该系统具有功耗低、成本低廉、鲁棒性好、扩展灵活等优点。初步试验表明了该系统的合理性与实用性。可以应用于温室、农田、苗圃等区域。该研究为无线传感器网络在节水农业中的应用做出了探索。

基于SAW器件的微间隙压力监测传感器

声表面波SAW(Surface Acoustic Wave)器件能进行无源无线通信,为微间隙等特殊环境下物理量的测量提供了新的解决思路。研究设计了一种基于声表面波延迟线的接触应力传感器。围绕微间隙环境,研究了声表面波器件的结构类型,并确定压力监测的技术方案;根据设计原理,设计一种新型声表面波传感器,并利用有限元分析法对压电基片进行应力仿真;将设计出的传感器进行实验测试并提出温度补偿。通过对声表面波传感器设计的探究,验证了利用声表面波传感器实现微间隙压力监测的可行性。

无线传感器技术在水电工程中的应用

本文介绍了应力应变和振动的传统测量方法和采用无线传感器技术的测量方法,列举了在水电工程中四种不同测量环境下,采用无线传感器技术进行应力应变和振动测试的应用案例。研究表明:该方法有别于其他传统应力应变和振动测量方法,具有高效、经济、便捷、适应能力强、节能和抗干扰能力强等优点。

基于改进准静态法的刀盘动应力分析及实测验证

通过对计算精度、计算效率的综合考量,研究出一种获得全断面岩石掘进机(TBM)盘体动应力的改进准静态法。首先利用ADAMS仿真软件获得TBM工作过程中的刀盘加速度,然后利用有限元仿真软件求出盘面相关危险点的动应力,最后以某工程实际掘进的TBM为例,利用无线测试系统对其应变情况进行测试,将测试值与计算值进行比对,均值和变化范围的误差分别为3.2%和9.8%,最小值和最大值的误差分别为18.8%和14.5%。

某钢结构廊桥施工吊装过程监测

介绍基于无线传感的监测技术在钢结构廊桥施工吊装过程中的应用。该廊桥工程采用吊装提升方法,由于结构布置形式复杂、跨度和自重大、吊装位置高等特点,两侧结构以及吊装部分结构的受力和变形均发生明显变化,与结构正常设计使用状态相比存在很大差异。为此,利用基于无线传感技术的应力和加速度监测系统以及全自动测量机器人对整个施工提升过程中结构的应力、振动和变形进行了实时监测,保证了整个吊装部分结构在施工提升过程中的安全。

机敏水泥基材料及其无线应力/应变测量系统的研制

为监测混凝土结构性态,开发了一种机敏镍粉水泥基材料及其无线应力/应变测试系统。首先,给出了填充镍粉的水泥基材料的应力/应变传感单元的制备方法、测量原理和性能分析;其次,制作了应力/应变的无线测试系统;最后,完成了机敏镍粉水泥基材料的无线应力/应变测试系统的实验。结果表明,机敏镍粉水泥基材料的电阻率随着压应力/应变是线性可逆变化的;集成的无线压应力/应变测试系统的测量范围在0MPa/0με到2.5MPa/311.5με,无线应力/应变系统可以实现应力/应变灵敏度为16.894%MPa-1/0.13365%με-1(即应变灵敏度系数为1336.5)和分辨率为150Pa/0.02με;新开发的机敏镍粉水泥基材料的无线应力/应变测试系统具有应力/应变灵敏度高、分辨率高、电路简单等优势,适合结构健康监测用。

高架桥梁应力结构安全监测方法研究

为解决传统监测方法应用于高架桥梁应力结构安全监测时,监测结果与实际测量结果相差较大的问题,开展无线传感技术在高架桥梁应力结构安全监测中的应用研究。通过监测传感器选型、监测点布置、基于无线传感技术的应力结构现场数据采集以及高架桥梁结构应力横向分布判断和预测,提出一种全新的监测方法。试验结果表明,新的监测方法应用于高架桥梁应力结构监测时,监测数据与实际结果基本一致,与传统监测方法相比监测精度更高,具备桥梁工程应用价值。

基于低功耗无线传感网络的应力在线监测系统设计

为解决传统应力在线监测系统存在的问题,基于低功耗无线传感网络设计了应力在线监测系统,实现了对工作面应力变化的实时监测、显示、预警。为提高钻孔应力的测量精度,设计了十字交叉式油枕应力计,相比传统应力计具有监测精度高、安装简单的优点。给出了系统的结构图、硬件设计方案和软件算法的流程图,重点针对无线传感网络的低功耗进行了研究,并给出了设计方案。经试验验证,系统运行稳定性好、功耗低、维护量小、监测连续不中断,能够对保证煤矿安全生产发挥重要作用。