暖通空调小流量风机机械振动信号自适应采集研究

当暖通空调小流量风机运行时,频繁产生的脉冲噪声增加了信号采集的复杂性并引入了干扰,使得采集到的振动信号含有大量不必要的噪声成分,降低了采集精度和准确性。为此,提出暖通空调小流量风机机械振动信号自适应采集方法。使用经验模态分解方法对振动信号进行处理,获得信号在时域和频域上的特征信息。根据振动信号的频率特征,设计自适应变采样算法在不同的时间段内动态地调整采样率,采集风机振动信号。使用数学形态滤波器调整信号的形状,去除脉冲干扰以提高采集信号的精度,并进一步优化信号的质量。实验结果表明,所提方法的振动信号自适应采集精度高,且采集时间短。

基于径向梯度的车载LiDAR点云路面点提取

针对大规模车载LiDAR点云数据量庞大,以及因障碍物遮挡或道路起伏导致提取结果准确度欠佳且存在噪声等问题,本文采用一种基于径向梯度的车载LiDAR点云路面点提取方法。首先对点云数据进行预处理,包括直通滤波和体素滤波降采样;然后根据车载激光雷达的设备参数,将极坐标系下的点云投影至扇形格网内;最后以扇形格网为基础,提取基于移动窗口的径向梯度路面点,并利用最小二乘法对提取的路面进行平面拟合,优化提取结果。试验选取KITTI数据集用于提取路面点,结果表明,相较于其他路面点提取方法,本文方法稳健性强、准确度高,其中,路面点提取的平均准确度可达91.85%,平均完整度可达80.63%,平均精度可达75.25%。

基于生命周期评价的FFU碳足迹分析

碳足迹作为评估产品碳排放的量化指标,已成为低碳经济产业中重要的考量因素。风机过滤单元(FFU)由于应用范围广、能耗占比大等特点,其碳足迹研究具有重要意义。基于生命周期评价方法(LCA),依据碳足迹国际标准PAS2050的“从摇篮到大门”模型,研究FFU全生命周期内的碳足迹。基于使用运行阶段不同能耗预测模型的计算分析,一台FFU全生命周期内碳足迹为5376.6kgCO_(2)e或6873.7kgCO_(2)e。其中,运行阶段碳排放占比96%以上。因此,降低运行阶段的能耗是降低FFU全生命周期碳足迹的主要措施,这对FFU的使用运行环境、高效/超高效空气过滤器的动态性能、FFU综合性能提出了要求。

空调轴流风叶叶尖颤动抑制方案的研究及应用

轴流风叶由于其显著的大流量和高效率特性,对于在空调室内部分的应用呈现出极大的潜力。针对某一空调室内侧的轴流风叶在运行中存在的噪声值和声品质问题,采用流固耦合仿真技术对轴流风叶的受力和变形情况进行深入分析研究,并对变形较大的叶尖部分进行截面优化。研究结果表明,采用压力面增强部的轴流风叶新设计方案,能够显著减小叶尖处的变形量,有效降低轴流风叶的噪声值和OA差。

机舱式激光雷达应用下风机功率测试研究

在风机周围的环境中存在其他风源、建筑物、地形影响因素,导致准确采集风机风速和风向难度较高,使得风机功率测试结果不准确。为此,该文提出一种机舱式激光雷达应用下风机功率测试方法。利用机舱式激光雷达技术测量风速、风向;采用零均值化方式与滤波器预处理功率信号、计算转矩,并借助频谱分析算法计算同频信号的扭转角;根据磁阻传感器输出的交流电流信号计算风机相位差,最终得出风机功率,完成风机功率测试。实验结果表明,所提方法满足风机测试精度等级要求,且测试精度高,8台风机只用18 ms内即可完成功率测试。

重力卫星时变重力场位系数误差Fan滤波算法分析

针对GRACE(gravity recovery and climate experiment)时变重力场模型中因高阶项误差引起的南北条带误差,分析利用滤波算法消除该条带误差的基本原理,着重研究Fan滤波和高斯滤波的理论差异,最后利用CSR(center for space research of texas university in austin)提供的Level-2 RL05版本时GRACE重力场数据对2010年全球陆地水储量月变化进行了数值计算,并分别利用Fan滤波和高斯滤波对相关误差进行了处理,并将计算结果与GLDAS(global land data assimilation system)水文模型的结果进行了验证分析。比较结果表明:Fan滤波相对于高斯滤波,能够有效地消除模型高阶项误差引起的条带误差。

风机过滤单元送风均匀性理论分析及实验研究

分析了造成风机过滤单元风速不均匀的几个结构因素,对常见的风速不均匀度的计算方法进行了对比,探讨了其各自的适用范围,认为采用RSD(相对标准偏差)来评估不均匀性在现阶段是合适的。同时对影响风机过滤单元风速不均匀性的因素进行了理论分析,提出了将风速波动分为低频、中频和高频三种类型,指出滤纸打折形成的中频波动是起主导作用的因素,采样测试时需要基于该频率进行采样才能得到较为稳定的结果。综合考虑测试准确性和测试时间成本,建议10×10的测点数量较为合适。基于以上的测点布置和计算方式,通过实验的方式对一些常见参数对风速不均匀的影响进行了测试研究,发现距出风面的距离对结果有显著影响。

Image Reconstruction from Fan-Beam Projections without Back-Projection Weight in a 2-D Dynamic CT: Compensation of Time-Dependent Rotational, Uniform Scaling and Translational Deformations

In a dynamic CT, the acquired projections are corrupted due to strong dynamic nature of the object, for example: lungs, heart etc. In this paper, we present fan-beam reconstruction algorithm without position-dependent backprojection weight which compensates for the time-dependent translational, uniform scaling and rotational deformations occurring in the object of interest during the data acquisition process. We shall also compare the computational cost of the proposed reconstruction algorithm with the existing one which has position-dependent weight. To accomplish the objective listed above, we first formulate admissibility conditions on deformations that is required to exactly reconstruct the object from acquired sequential deformed projections and then derive the reconstruction algorithm to compensate the above listed deformations satisfying the admissibility conditions. For this, 2-D time-dependent deformation model is incorporated in the fan-beam FBP reconstruction algorithm with no backprojection weight, assuming the motion parameters being known. Finally the proposed reconstruction algorithm is evaluated with the motion corrupted projection data simulated on the computer.

基于海上风电塔倾斜度的数据融合方法研究

针对漂浮式海上风电塔检测系统中倾斜度检测精度较低的问题,提出一种改进量子粒子群算法-互补滤波融合算法对其采集的数据进行优化与融合。首先通过改进量子粒子群算法对互补滤波器中的互补滤波系数η进行寻优,然后将寻优后的参数配置给互补滤波器,最后利用其互补滤波器对加速度计和陀螺仪分别测量的数据进行数据融合得到倾斜度。通过分别与单一传感器数据计算的结果、PSO和QPSO分别参数寻优的互补滤波融合算法融合的结果进行对比可知使用改进的量子粒子群算法-互补滤波融合算法有效地滤除了数据含有的不良外部干扰且提高了倾斜度的检测精度。

风机过滤单元性能指标参考限值与初期设备优选

为填补风机过滤单元(fan filter units)的研究及标准中未提供设备最优选择方式的空缺,基于积累的大量FFU性能测试数据以及国内半导体行业的用户要求提出FFU各性能指标的参考限值,并提出利用层次分析法(AHP)将设备性能定性评估进行定量化求解,计算各指标所占权重,合理对FFU设备进行初期优选。总结测试数据发现,常规工况下风机过滤单元的性能逐年提升,表现为设备能耗显著降低、面风速均匀性更优、设备稳定性更强、噪声更小。各性能指标明确主观重要性后经层次分析法进行权重计算,能耗性能指数EPI权重最大,面风速均匀性权重次之,过滤器阻力等指标权重较小。结合FFU设备性能测试结果,利用层次总排序计算出权重占比最大的设备为最优设备。

话说微电子工业洁净室的节能(2)——空调方案、设备选择和余热利用

节能是促进微电子工业发展的重要推手。本文从“空调方案、设备选择和余热利用”方面介绍了一些实例,漫谈了些许经验。就空调方案、通风系统和设备的合理选择,微电子工业洁净厂房的冷热源综合利用等问题,以工程实践成效为线索给出了一些节能建议。

用于ETC系统的扇形声表面波滤波器设计

该文设计了一款用于电子不停车收费系统(ETC)的声表面波(SAW)滤波器。该款滤波器采用3-1-3分节的电容加权结构和电极宽度控制(EWC)的换能器单元结构,基片材料为128°Y-X铌酸锂。通过对滤波器外围匹配电感、换能器反射指结构和膜厚的优化,实现了滤波器小插入损耗和高阻带抑制,制作滤波器的中心频率为40 MHz,插入损耗为-7.5 dB。该文突破常规设计方法,采用在扇形结构中换能器全抽指加权SAW滤波器的设计手段,使器件最终满足ETC项目使用要求。

基于36°Y-X钽酸锂的扇形声表滤波器设计与研究

该文提出了基于钽酸锂漏波材料设计的扇形声表滤波器。钽酸锂在36°Y-X切向时,其机电耦合系数(ΔV/V)为2.4%、频率温度系数(TCF)为-32×10^(-6)/℃。36°Y-X钽酸锂具有较强的压电耦合性和适中的温度稳定性,用它设计相对带宽5%~10%的滤波器可以实现较小的插入损耗和适中的温度稳定性,器件实测结果与仿真相符。

基于卷积神经网络的隧道风机健康状态诊断研究

定期对隧道内的风机进行状态评估和故障诊断,可以保障隧道的安全运营。采用传统的人工方式难以获取隧道风机的健康状况,导致无法有效保证隧道通风的质量,给隧道的安全运营带来隐患。针对这一问题,提出了一种基于卷积神经网络的隧道风机健康状态诊断算法。首先,根据卡尔曼数据融合思想提出了一种风机轴承振动信号滤波处理的方法,利用连续小波变换方法,将滤波处理后的风机轴承振动信号转换为时频图像;然后,构建了隧道风机轴承故障诊断模型,将时频图像作为诊断模型的输入,并选取评价指标来对模型诊断结果进行评价;最后,利用隧道风机轴承实验数据开展了实验验证。研究结果表明:该诊断模型的精确度、召回率和F度量分别为99.3%、99.2%、99.2%,且诊断速度仅用时0.04 s,精确度与诊断速度都明显优于支持向量机(SVM)、邻近算法(KNN)等诊断模型。诊断结果可为隧道风机健康状态研究提供新的思路,同时提升隧道的运营安全。

基于改进时域高通滤波红外图像的海上风机塔架腐蚀速率预测

为提高海上风机塔架腐蚀速率预测精度与效率,提出基于改进时域高通滤波红外图像的海上风机塔架腐蚀速率预测方法。由基于改进时域高通滤波算法的塔架红外图像质量优化方法,在校正图像不同频域信息的偏移系数之上,引入减底图法、锐化滤波器,有效去除图像噪声信息,并增强塔架目标细节特征,从而优化图像质量;针对处理后塔架红外图像,经基于改进Niblack算法与最大熵算法的塔架红外图像分割方法,以背景、目标分离方式,提取塔架目标图像,作为基于天牛须搜索算法的极限学习机腐蚀速率预测方法的预测样本,预测海上风机塔架腐蚀速率。实验结果显示:该方法在迭代10次后便可高精度预测海上风机塔架腐蚀速率,具备海上风机塔架腐蚀速率准确、快速预测能力。

基于响应面法的风机过滤单元(FFU)离心叶轮优化设计

风机过滤单元(FFU)因负压密封、出风均匀、布置灵活和控制系统可靠等优点而成为洁净室末端使用最广泛的洁净装备,针对FFU运行效率高和能耗低的要求,对离心叶轮提出优化设计。首先对风机过滤单元(FFU)进行性能测试,得到FFU在不同转速情况下,体积风量随余压变化曲线。然后对FFU进行了CFD数值模拟,并将FFU模拟结果与测试结果进行对比,验证有限元模拟的可靠性。基于响应面实验设计方法,建立了以叶片数z、叶轮内径D1,叶片安装出口角β2a、叶片安装入口角β1a及叶片出口宽度b2为输入变量,以体积风量Q为响应变量的二次多项式拟合函数。以体积风量Q为优化目标,采用多岛遗传算法求解响应函数,得到离心叶轮结构的最优组合参数。结果表明:离心叶轮结构参数对FFU体积风量从大到小的影响顺序为:β2a>β2>z>β1a>D1;得到离心叶轮最优组合参数,优化后的离心叶轮结构参数使得FFU体积风量提高了11.4%。

生物医药车间洁净空调系统噪声分析与控制措施

噪声是生物医药车间重要的受控参数。生物医药车间洁净空调系统的风量大,余压高,局部FFU布置多,通风和空调设备系统复杂,产生的噪声对车间内人员正常工作和身体健康造成很大影响。基于对噪声的危害和洁净系统噪声源的分析,从动力设备、风管系统、风机过滤单元(FFU)三方面,提出了对洁净空调系统噪声的控制措施。

基于GRACE卫星RL05数据的南极冰盖质量变化分析

CSR(Centre for Space Research)最近发布了RL05数据,其空间分辨率、精度和周期变化特性等都优于RL04数据.本文采用300km的扇形滤波及P5M11去相关滤波削弱南北条带等重力场模型误差,并采用Paulson2007模型进行冰川均衡模型改正,利用CSR RL05与RL04数据计算分析了南极2002年到2012年的质量变化序列及其变化趋势的空间分布特性,并选取8个特征点进一步分析了其质量变化序列.同时,对CSR、JPL(Jet Propulsion Laboratory)、GFZ(GeoForschungsZentrum)三个机构发布的RL05数据采用相同的滤波方法进行计算,得到整个南极的质量变化分别为-195.7±20.5Gt/a、-203.8±23.1Gt/a、-133.2±29.9Gt/a,对全球海平面变化的影响分别为0.54±0.06mm/a、0.56±0.06mm/a、0.37±0.09mm/a.

一种利用TM图像自动提取洪积扇的方法

在分析洪积扇与其他地物光谱特征差异的基础上,针对TM图像的红光波段与近红外波段的比值能增大洪积扇与其他地物间光谱差异,以及地形阴影在蓝、绿光波段亮度值降低速率差异较大的特征,基于比值运算和差值运算,构建了洪积扇自动提取模型。利用该模型,首先结合阈值算法将洪积扇从其他地物中提取出来,然后采用数学形态学膨胀和腐蚀算法进行空洞填充。在华南丘陵地区的实验表明,该方法除能以较高精度自动提取洪积扇外,还能比较有效地去除植被和阴影等干扰信息。

常规资料获取中尺度信息的一种简便方案

基于Ｂａｒｎｅｓ滤波原理，利用低通滤波场的连续性特征，设计了一种从观测资料中提取中尺度气象信息的简便方案。利用该方案，可独立地获得观测站网和规则同格点上的中尺度气象信息，为基层气象台站进行中分析提供了方便。该方案与过去方案相比，具有计算量小、速度快、程序设计简单、计算精度高等优点，尤其适合基层台站，使用。