新型电力系统设备状态监测与故障诊断传感芯片关键技术与展望

随着新型电力系统的建设与发展,电力关键设备运行环境发生改变,运行过程也面临更多风险。电力关键设备的状态监测和故障诊断技术是其正常运行的保障,但目前仍存在不足。集信号采集、数据分析、信息传输功能于一体的传感芯片将能够实现在线、实时、准确的关键设备状态监测和故障诊断。文中从面向新型电力系统的设备状态监测和故障诊断传感芯片的基本概念出发,综述了传感芯片的传感采集、信号处理、数据分析及信息传输4项关键技术的发展现状,指出关键技术面临的挑战。最后,展望了未来电力关键设备状态监测和故障诊断研究方向。

基于单片机的花生覆膜播种机监测系统研究

针对花生覆膜播种机在作业过程中薄膜和滴灌带容易发生断膜、断带及卡带等问题,而驾驶员无法及时获取对应的故障信息,导致花生覆膜播种机作业完成之后出现大面积的无效作业,这加大了后续人员的工作量。为此,提出一种花生覆膜播种机关键作业参数监测系统。该系统以单片机为监测系统的核心,通过角度传感器测量角度来反映滴灌带和薄膜的铺设距离和铺设速度;采用GPS-北斗模块测量花生覆膜播种机的经纬度数据,以反映播种机的速度和位置变化。通过实验建立相关的速度数学模型和距离数学模型,并且编写了相对应的上位机软件。实验结果表明,所提系统能对播种过程中薄膜和滴灌带断膜、断带及卡带等问题进行有效监测,准确率达到90%,可有效提升花生覆膜播种机的智能化水平。

一种基于单片机控制的水位报警装置设计

基于单片机控制的水位报警装置,安装于路桥涵洞、城市地下道等合适位置,在道路积水严重的情况下,可实现声光报警,提示行人或各类型车辆谨慎通行。基本设计思路是:首先通过水位传感器采集模拟信号经模数转换器转换后形成数字信号,输入到单片机中进行分析判断,然后根据水位高度的不同输出不同的控制信号,控制信号经过光电耦合器后,驱动对应的报警模块进行声光报警。

基于STM32的智能盲盒识别装置设计与应用

为了解决目前盲盒识别装置内部结构复杂、成本高、识别率低等问题,以硬币探测为例,设计了一种基于STM32的智能盲盒识别装置。以STM32单片机为控制端,结合双电涡流式传感器检测模块、液晶显示模块、语音模块以及报警模块等部分组成系统。通过双电涡流传感器对多种硬币类型、组合进行识别,能够对多个硬币叠加类型、全方位硬币摆放类型识别,并具备硬币真伪判定功能,识别结果通过液晶显示屏显示、语音模块进行播报。经最终验证结果表明,设计的智能盲盒识别装置,具有识别率高、判断类型多样化等优点,具备很大的发展潜力与市场。

高速动车组进出隧道前照灯自动开关装置研究

本文针对山区高速铁路昼间行驶隧道多,高速动车组进出隧道需要司机频繁开关前照灯而造成很大的负担和一定的劳动强度等问题,研制出高速动车组进出隧道前照灯自动开关装置,光敏电阻传感器根据隧道内外光照强度不同,单片机自动控制高速动车组前照灯开启或关闭,减轻动车组驾驶员的工作强度,达到高铁运输安全的目的。

基于电光聚合物薄膜的芯片式光学硅基电场传感器传感及温度特性研究

“双碳”背景下,新型电力系统的数字化转型对电力传感技术提出了更高的要求。文中针对光学电场传感器温度稳定性差的问题,提出了基于电光聚合物薄膜的芯片式光学硅基电场传感器。首先介绍了电光效应原理,电光聚合物的2阶非线性光学效应以及电光能量耦合方法,其次设计了传感器的加工流程并完成了制备,同时在敏感芯片上成功涂覆电光聚合物,最后通过搭建实验测试平台,完成了传感器的线性度、交流响应以及温度特性测试。实验结果表明,所制备的光学电场传感器在工频电场下拥有较好的线性度且灵敏度高达0.945 mV·(kV·m^(-1))^(-1),传感器在0~75℃温度范围内输出幅值及相位稳定,其幅值比最大波动为0.481 dB,相位差最大为3.82°。文中提出的传感结构切实可行地提升了光学硅基集成电场传感器的温度特性,为硅基集成光学电场传感器在电力系统中的使用提供参考方案。

CMOS sensor图像处理芯片在手机开发平台上的应用

在分析了手机数码相机的两种图像传感器CCD和CMOS之间区别的基础上,选用CMOS图像处理器进行手机开发.阐述了CMOS图像处理器的工作原理和工作流程,由于CMOS集成度高,它在功耗、大小、系统及成本上有竞争优势.

基于金属屑传感器密封性改进设计

金属屑传感器已成为机械设备健康状态监测和故障诊断的重要手段。结构式金属屑传感器具有结构简单、吸附磁性粒子强等优点。然而,受到环境压力和温度变化等因素影响,导致传感器连接器输出端容易出现泄漏现象。本文对传感器这类故障的原因进行了分析,并通过采用玻璃烧结的方法实现了外壳和插针材料的连接,对传感器进行了改进设计。经验证,方案可行,产品性能可靠,能够实现金属屑的监测功能。

基于单片机的太阳能热水器控制系统的设计

针对市场上的部分太阳能热水器功能简单、运行繁琐、管理不方便等的问题,研制了一款比较智能的太阳能热水器,实现了温度、水位和时钟实时显示以及自动加热和上水功能。

采用AD654芯片的直流电压传感器及其温度漂移补偿

提出一种基于电压-频率变换的光电式电压传感器及电压传感信号温度漂移的补偿方法。电压传感系统主要包括电阻分压器、电压-频率变换芯片、发光二极管、光纤、光电探测与信号处理单元等。利用两块AD654型芯片分别作为被测电压和温度传感单元,通过对两路光传感信号进行非线性数据拟合等方式实现了对电压传感信号温度漂移的实时补偿。实验测量了0.6 kV~5.0 kV范围内的直流电压,并实现了电压传感信号的温度漂移补偿,在-40℃~+60℃的温度范围内,电压传感信号温度漂移的平均相对误差约为±0.7%。

基于STM32的柔性传感器信号检测系统研究

针对柔性传感器的信号采集检测需求,基于STM32单片机和4×4阵列型柔性压力传感器,研究一种以单片机为核心单元、面向柔性传感器压力定位、压力变化、压力定量的实时数据采集检测系统。该检测系统采用单片机嵌入式程序结合快速行列扫描技术对采集的电信号数据进行分析、转换及分类显示,实现了精准的压力感知定位、分辨与测定,研究结果将会极大地推进融合计算机扫描技术和柔性阵列传感器新应用的推出。

基于物联网的智能粮库监测系统研究与设计

针对传统粮库环境监测系统具有布线困难、不易扩展、控制方式单一等问题,该文设计一款基于物联网的粮库智能监测系统。系统分为上位机和下位机,上位机基于Qt和Sqlite3数据库为平台,设计显示和控制界面;下位机以CC2530为主控制器,结合各种传感器和外围设备设计协调器和终端节点,利用ZigBee技术实现自组网功能。系统具有2种控制模式调节粮库环境,即手动模式和自动模式;手动模式下,用户可自主控制外围设备;自动模式下,系统可以根据设置的阈值区间自动控制外围设备。测试结果表明,系统满足粮库监测要求,可以实时监测粮库环境信息,具有预警和调节粮库环境等功能。

红外传感技术在矿井主绞车松绳二次保护中的运用探究

为满足矿井主绞车松绳二次保护需求,本文将在STC单片机基础上构建一套红外传感技术方案,文章在详细说明红外传感技术方案基础上,详细阐述了该装置应用效果。根据现场评估结果显示,本文介绍的矿井主绞车松绳二次保护系统具有良好的安全效益与社会效益,可最大限度上保证工作人员的生命安全,值得推广。

便携式材料拉伸试验机结构及其控制系统的设计与研究

材料拉伸试验机是检测和测试材料力学性能的重要设备。然而,传统设备体积大、重量大,难以在工程现场搬运和使用。为此,文章设计了一种便携式材料拉伸试验仪。在机械结构设计过程中,根据试验机的参数选定电机、减速器、丝杠等标准件,并根据标准件尺寸使用三维设计软件进行建模;在设计两个重要的非标准零件支撑杆、支撑板过程中,先根据经验进行主体设计,然后用有限元分析软件对其结构强度进行校核,确保非标准零件的结构强度可靠性。

Arduino在单片机比赛平台中的应用

为了引导低年级学生主动参加学科竞赛,激发学生的兴趣和潜能,达到培养学生的科研能力和创新精神,建立一个通用性与可扩展性强的校级单片机比赛平台是十分必要的。本文提出了一个基于Arduino的校级单片机比赛平台的建设方案,对平台的架构、可扩展性进行了具体的分析说明。实践结果表明,采用该方案建设的校级单片机比赛平台能够满足支撑专业培养方案的需要。

基于STM32单片机的智能晾晒系统

随着科技的不断发展,智能家居逐渐成为人们生活中不可或缺的一部分。文章通过对智能家居的概念、技术应用以及未来趋势等方面的研究,深入探讨了智能家居在提高生活质量、提升家居安全、节能环保等方面的优势。以“智能晾晒”为主题,研究设计了一种新型的智能晾晒装置,主要由STM32单片机、雨滴传感器、光照传感器、风力传感器和LCD显示模块等组成,具备环境感知、自动控制、远程监测等功能,可根据环境变化自动做出相应处理,保证衣物得到更好的晾晒。

智能雨水晾衣监测装置研究

智能雨水晾衣监测装置采用单片机作为主要控制芯片,由温湿度传感器、风速传感器、雨滴传感器、光敏传感器获取外界的信息。传感器所采集到空气温湿度、风力大小、光照强度以及是否正在下雨等信息,由单片机处理后对步进电机进行控制,实现防水布的伸出与收缩。装置可以选择自动避雨和手动避雨两种模式。设计电路采用仿真软件在电脑上进行仿真,极大地减少设计成本,直观地发现装置设计的缺点,也能更好地验证该装置的正确性。

发动机压力传感器补偿电路优化设计

以某型发动机为平台,结合起动供油规律和试验数据,得出了压力传感器的精度要求。针对原压力传感器精度不满足要求的问题,在改动量最小的前提下,设计了一种以信号调理芯片MAX1452为核心的补偿电路。经试验验证,改进后的传感器精度优于±0.3%。发动机采用改进后的传感器,在地面起动时,未出现因压力测量误差导致的起动失败;在高原起动时,不经过传感器校准,起动成功率也得到大幅度提升。该方案提高了发动机起动成功率,有效减少了因大气温度或海拔高度变化对传感器校准工作的影响。

基于Apriori的视觉传感网络关联数据高效识别方法

在视觉传感网络关联数据识别中,由于数据变化的规律难以捕捉,造成识别结果精确度降低,为此,提出了基于Apriori的视觉传感网络关联数据高效识别方法。通过设计视觉传感网络联合监控系统监控视觉传感网络数据变化情况,获取视觉传感网络关联数据。该系统由处理器单元、数据传输单元等四个模块构成。提取图像中的感兴趣区域完成ROI提取,并通过腐蚀处理等方式对视觉传感网络关联数据实施形态学处理。基于Apriori算法实施视觉传感网络关联数据之间关联规则的挖掘,实现视觉传感网络关联数据的识别。布设实验环境后,使用三个数据集测试该方法的识别性能。测试结果表明,所提方法的微平均查全率均高于94.86%,微平均查准率高于93.02%,最高召回率为98.52%,三个项目的测试值均较高,证明了该方法对视觉传感网络关联数据识别比较准确。

基于无线传感器网络的光伏逆变器电压实时监测系统设计

针对现有电能采集系统存在测量精度不够、软硬件设计复杂、环境受限和成本高等问题,设计了一种基于无线传感器网络的光伏逆变器电压实时监测系统,实现电网电压的多节点实时传输、测量和显示。系统以STM32为主控芯片,结合电能计量芯片和Zigbee技术实现电网电压信号的实时传输和监测,并通过上位机系统实现了多节点电压的实时采集、显示和数据处理。测试结果表明,各节点采集获得的基波三相电压均达到100 V以上,具有实时性、准确性和稳定性。