一种无机械连接的方位测量同步系统

介绍了一种基于偏振和磁致旋光原理的方位测量同步系统 ,该系统可用于实现两台无机械连接的仪器间高精度方位失调角测量或方位同步 ,工作距离可达 3～ 1 0 m ,工作范围达± 90°,同步标准偏差小于 3角秒 ,响应时间最大为 40 s.另外 。

基于激光干涉仪同步测量的动态校准装置

为满足时变几何量的瞬时动态测试需求,研制了一种基于激光干涉仪同步测量的动态校准装置。该装置采用直线运动导轨和运动发生器、长度标准器激光干涉仪,以基于GNSS驯服时钟的同步触发器实现同步测量并确保时间准确稳定,并使用动态校准软件实现控制一体化。经综合分析激光干涉仪的最大允许误差、直线运动导轨的直线度、环境因素、触发信号间时延及激光干涉仪测量时延等因素,该装置的长度示值的测量不确定度为Q[1.8μm,3×10^(-7)L](k=2)。与同型号激光干涉仪的比对实验和激光跟踪仪瞬时长度测试实验,证明了不确定度评定的合理性以及该装置在瞬时动态准确度测试中的可行性。

基于新型改进矩阵束的便携式电网同步相量测量装置

针对传统同步相量算法受电网间谐波影响较大的问题,本文提出了一种基于新型改进矩阵束的电网同步相量测量算法.将电网信号构建成Hankel矩阵,对其进行奇异值分解并使用自适应定阶方法滤除其中的噪声干扰分量,通过矩阵运算得到准确的电压幅值、频率及相角.经过仿真验证,本算法对含有间谐波分量的电网信号测量结果优于流行的傅里叶变换测量算法.并根据此算法设计了一款便携式电网同步相量测量装置,可解决传统同步相量测量设备体积庞大、成本较高的问题,利用高精度卫星同步信号监测晶振实际频率,动态调整采样控制参数降低采样时间误差,将同步采样的电网波形参数与时间标签等无线传输至移动终端,完成电网信号幅值、频率及相角计算.实际测试表明,本装置具有较高的测量精度,其中电压幅值、频率和相角测量误差分别为0.038 5%、0.000 51 Hz和0.053 7°,满足《电力系统同步相量测量装置检测规范》(GB/T 26862—2011),具有较强的实际应用价值.

TDLAS在森林可燃物热解气体多组分同步测量中的应用分析

森林可燃物热解的研究,对森林火灾预警和控制具有重要意义。森林可燃物热解过程中主要生成CO、 CO_(2)和CH_(4)等含碳气体,这些气体的不断释放容易引发森林火灾并加剧温室效应,快速准确检测这三种组分的浓度有利于火灾早期预警和大气环境保护。通过频分复用结合可调谐二极管激光吸收光谱(TDLAS)技术准确测量了六种山林树种样品热解气体中CO、 CO_(2)和CH_(4)三种组分的浓度,证明了频分复用-TDLAS技术对森林可燃物热解气体多组分同步测量的适用性。首先,介绍了频分复用-TDLAS技术的基本原理,确定了三种组分互不干扰、且谱线强度适宜的吸收谱线。其次,为了准确反演不同的浓度,对二次谐波(2f)信号和二次谐波/直流(2f/DC)信号的特性进行了研究。通过Simulink仿真的方式,比较了利用2f信号和2f/DC信号反演不同浓度准确性的差异,结果表明2f/DC信号具有更大的线性区间,适用于森林可燃物热解气体中不同浓度组分的测量。最后,利用两支中心波长分别为1 580.0和1 653.7 nm的分布式反馈(DFB)激光器搭建了CO、 CO_(2)和CH_(4)同步测量的实验装置。在900℃管式炉中对六种树种样品进行热解以及热解气体制备,利用Herriott吸收池测量了三种组分的2f/DC信号,通过标准气体建立标定模型获得了热解气体中三种组分的绝对浓度。结果显示,三种组分的2f/DC信号峰值与浓度满足良好的线性关系,线性度大于0.995,且在焦炭气化反应和Boundouard反应的作用下,六种树种样品热解气体中CO浓度明显高于CO_(2)和CH_(4)。通过分析枫香叶样品的光谱,表明在2 s测量时间内,该光谱系统对于CO、 CO_(2)和CH_(4)的最低检测限低于0.008%,灵敏度优于0.005%,满足森林火灾预警的需求。该研究为森林可燃物热解气体多组分同步测量以及森林火灾预警提供了方法参考。

基于维纳预测器的非同步测量数据同步化方法

基于最小均方差准则,推导了用于带参考传声器的非同步测量的维纳预测器表达式,提出了基于维纳预测器的带有参考传声器的传声器阵列非同步测量数据同步化处理方法。维纳预测器通过传递参考传声器与阵列之间的时空相关性,实现非同步测量数据同步化。分别通过仿真和实验将非同步测量结果和同步测量结果进行比较,验证了所提基于维纳预测器的非同步测量数据同步化方法的准确性和可靠性,同时也表明非同步测量方法可以提高阵列孔径和阵元密度。

Virtual Scoping:轻量级可扩展的TSN时间同步精度测量方法

针对现有基于时钟脉冲的时间同步精度测量方法存在测量系统构成复杂、测量规模受仪器采集接口数量限制、测量数据无法支持实时网络管理控制等问题,基于时间敏感网络(TSN)集中式管控架构,提出了一种轻量级可扩展的时间同步精度测量方法Virtual Scoping(VS),能够在网络控制平面虚拟化示波器的功能。该方法定义了可用于精确测量同步精度的参数DriftTime,该参数由同步报文发送时间戳、驻留时延、链路时延等协议状态数据计算。最后在网络控制平面实现V-Scope工具并部署在基于OpenTSN开源项目搭建的原型系统进行实验。实验结果表明,V-Scope工具与专业测试仪的测量结果具有一致性。此外,以精度优化为例对VS方法在支持网络管理控制功能的可行性和优越性进行探讨和论证,设计实现了一种基于V-Scope的频差补偿算法,最高可将原型系统同步精度提升32.3%。

基于激光吸收光谱的CO/CO_(2)/H_(2)S浓度同步在线测量研究

CO、CO_(2)、H_(2)S是燃煤锅炉炉内气氛重要组成部分,其浓度不仅能够反映燃烧工况,还可作为水冷壁高温腐蚀程度判断依据,因此实现CO、CO_(2)、H_(2)S浓度的准确测量意义重大。首先采用波长调制-直接吸收(WM-DAS)方法结合约40 m长光程Herriott池,在室温低压下,开展不同CO/CO_(2)浓度配比下三种气体吸收率同步测量实验,结果表明三种气体的吸收率测量值与理论计算值相近,相对误差在6.82%以内,测量结果可靠性较高;然后对不同浓度CO/CO_(2)(0~2000μL·L^(-1))、H_(2)S(0~20μL·L^(-1))进行动态测量,结果表明,测量系统对三种组分浓度变化的响应具有较好的线性度。

次/超同步间谐波影响下PMU基波频率测量误差机理分析及抑制

高比例新能源和高比例电力电子设备在电网中产生了大量的次/超同步间谐波,导致同步相量测量装置(PMU)的基波频率测量出现较大偏差,影响各类频率相关应用的效果。因此,文中提出了一种次/超同步间谐波影响下基波频率测量误差机理分析及其抑制方法。首先,建立了频率测量算法的频域特性模型,基于此推导了单个间谐波和对称次/超同步间谐波影响下的基波频率振荡数学模型,揭示了间谐波干扰下的基波频率测量误差机理。其次,根据频率的振荡行为,建立了多分量叠加的拟合模型,提出了基于傅里叶变换和最小二乘法的短时窗频率振荡分量抑制方法,大幅降低了基波频率偏差。最后,仿真和现场录波数据测试表明,所提方法极大降低了频率测量误差。

燃煤电厂SCR脱硝出口分区同步测量系统研究与应用

本文针对燃煤电厂SCR脱硝出口分区同步测量系统进行了研究,提出了分区同步测量系统、实际应用效果、系统应用效果与优势分析、应用前景。通过对系统的详细设计、现场情况、运行效果以及系统优势的分析,验证了分区同步测量系统在提高脱硝效率、降低运营成本和环保压力、实时监测与预警以及智能化与自动化程度等方面具有显著优势。此外,该系统在支持智能化调控、大数据与人工智能技术结合、拓展到其他工业领域的应用以及绿色低碳发展等方面具有广阔的应用前景。

同步相量测量装置在水电站的应用

根据国网四川省《关于开展并网电厂PMU装置布点建设和信息完善工作的通知》要求,DXG水电站完成了CSD-361同步相量测量装置(PMU)的安装,按冗余配置方式通过一、二平面接入省调电力系统实时动态监测系统(WAMS),实现调度中心对机组励磁、调速器等实时数据的监控。现主要介绍DXG水电站同步相量测量装置的结构和功能,电压、电流相量的计算,PMU系统的建设过程,PMU装置功能实现的方式,并分析PMU在DXG水电站的应用成效、PMU装置故障的处理方法。

基于无线同步的避雷器阻性电流测量系统

避雷器的阻性电流是反应避雷器状态的重要标志之一,传统的避雷器阻性电流测量方法存在着安全隐患。笔者提出一种阻性电流的无线测量方法,具有现场接线简单、适用于在线监测等特点。通过基于IEEE 1588定义的精确时间协议的算法解决了无线同步测量的问题,实验测试证明该方法满足避雷器阻性电流测量的精度要求。

四肢血压同步测量仪研制原理与医学实践

本文从医学计量工作的实践出发 ,谈了血压、血压计以及参与了“电子血压计准吗 ?”的讨论。经过大量比对测量 ,认为 :袖带式、合格的电子血压计测量的血压基本上是准确的。这就是本项课题研究的技术基础采用四个技术参数相近的、全自动电子血压计为基础组件 ,研制出四肢血压同步测量仪。经过大量实测发现 :人在水平仰卧时 ,同步测得的四肢血压值之间相差得越大 ,与血液粘稠度高、高脂血症、血管内粥状血栓形成、血管硬化等 ,越密切相关 ,为今后临床检测与有关疾病的相关性研究打下了良好的基础。

基于广域同步测量系统的预防连锁跳闸控制策略

潮流转移引起的连锁跳闸是导致世界各国大停电事件发生的重要因素,严重地威胁着电力系统的安全运行。该文针对潮流转移引起的连锁跳闸问题,提出了一种基于广域同步测量系统(WAMS)的预防连锁跳闸控制策略。利用网络支路电流与注入电流之间的关系,提出了最佳切机、切负荷控制点的选取原则,在此基础上推导了切机、切负荷控制量的计算方法,并提出了这一预防连锁跳闸控制策略的流程;同时,给出了控制策略中涉及到的动态过程中切机、切负荷前支路电流的计算方法。最后,文中对新英格兰10机系统进行了发生潮流转移情况下切机、切负荷控制策略的仿真,验证了该控制策略的有效性。

直流输电线路下地面合成电场的无线同步测量系统研究

受电晕放电及环境气候的影响,直流输电线路下的地面合成电场大小会在一定范围内随机变化,研制方便、有效的地面合成电场同步测量系统对直流线路电磁环境研究和评价具有重要意义。研制了基于ZigBee的地面合成电场分布式无线测量系统。分析了无线测量网络的节点构成和组网过程,重点分析了基于同步广播报文的节点时间同步方法和基于改进时分多址接入(time division multiple access,TDMA)机制的数据传输协议,其以很小的算法开销和能量开销实现了电场数据的同步采集与可靠传输。现场测量试验证明:该电场测量系统操作方便,测量结果能准确反映地面合成电场的实际分布情况。

适用于同步相量测量的DFT算法研究

讨论了用于同步相量测量的离散傅氏变换DFT(DiscreteFourierTransform)算法。传统DFT算法计算量大,不适于采样率高且测量量多的场合。给出了一种递归傅氏变换算法,可减少计算量,并由此算法而推出一种频率测量方法,可以灵敏、准确地反映系统频率变化。将该算法用于所开发的同步相量测量装置中,实验结果表明该算法正确,且能满足精度要求。

超视距宽带信号同步测量技术研究

本文提出了一种新颖的超视距条件下信道的宽带信号同步测量技术。首先在发射端和接收端各利用一台基带信号发生器产生相同频率的宽带步进频率信号。然后,通过两台锁定于同一颗卫星的GPS时钟频率参考源,输出极高稳定度的10 MHz信号作为基带信号发生器的外参考源,使得宽带信号的相位保持一致。接下来,利用GPS时钟频率参考源产生的秒脉冲信号作为触发信号,保证基带信号发生器和矢量网络分析仪同步发射和接收信号。通过对宽带信号的频域响应进行逆傅里叶变换,间接获得了信道的时域脉冲响应。实验在相距几十km的海面利用蒸发波导作为传输信道。通过对信道的衰落特性多径时延分布情况的观测与分析,该方法可获得200 MHz带宽信号的频域响应,比相同条件下时域测量的信号带宽提高10倍,等效的时域脉冲宽度达到5 ns,实验结果验证了技术的有效性。

海洋白浪与海面摩擦速度的直接同步测量及其结果分析

本文报告首次进行的海洋白浪、泡沫和沫流带与海面摩擦速度的直接同步测量结果.由此结果得海洋白浪覆盖率W_c与海面摩擦速度U_*的经验关系为W_c=1.34×10^(-5)U_*^(1.93).这一关系式支持白浪覆盖率正比于海面风应力的论断;显著不同于白浪覆盖率正比于摩擦速度3次方的物理分析结果.基于此经验关系式,还对白浪在海-气交换中的作用进行了讨论.

三测头同方位同步测量实时分离轴系回转误差

本文提出的三测头同方位同步测量实时分离轴系回转误差的新方法,能在一次测量过程中将轴系回转误差的系统误差和随机误差一并分离,可提高测量准确度几倍至几十倍。文中给出了分离轴系回转误差的计算程序流程图,论述了所研制的试验装置的特点、方法和在多种试验装置上的试验结果及该方法的应用前景。

基于PMU动态同步相量测量的故障测距

为提高故障测距的准确性,提出了一种基于相量测量单元(phasor measurement unit,PMU)动态同步相量测量的输电线路双端故障测距算法。通过分析单端故障测距算法因线路对端数据未知而导致的故障测距误差,引入同步相量测量单元,并应用动态同步相量测量算法,有效提高动态同步相量测量的精确性和实时性;以全球定位系统(global position system,GPS)为时间基准,将故障时刻线路双端相量测量结果,应用于正序网络的测距方程,进行准确地故障定位。仿真实验表明,所提算法充分利用线路两端的故障信息,提高了故障测距的准确性。

基于双目视觉的植物叶片三维形态与光照度同步测量

植物叶片的生长与光照度密切相关,尤其在温室大棚内,对光照度的控制要求更高。为同时获取叶片的三维形态与光照分布,该文提出了一种基于双目视觉的纹理植物叶片三维形态与光照度同步测量方法。利用双目视觉原理结合数字图像相关技术,实现叶片三维形态测量;通过植物叶片光照度与图像灰度关系推导,实现三维光照分布测量。该文以网纹草为例,对上述方法进行验证。试验表明:参考子区半径为57 pixels、计算间隔7 pixels时三维形态测量效果最佳;对叶片实施均匀光照,照度仪测量值与图像测量平均值相对误差在6%以内;对叶片实施非均匀光照,测量的光照分布真实反映了叶片光照分布。该方法具有非接触、方便、快捷等优点,为植物叶片的三维形态与光照度测量提供了一种方法,为温室大棚的智能光控提供了数据支撑。