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基于移动平台的三维风速风向动态测量系统

电子器件 2023年第2期46卷 437-442页

作者：崔永俊杨阳阳侯钰龙中北大学仪器科学与动态测试教育部重点实验室仪器与电子学院山西太原030051

由于风速风向对帆船等移动平台的影响,需要实现对风速风向的动态测量,因此设计了一款基于时差法的正四面体非正交结构超声波阵列的动态测量系统。该系统通过测量超声波在顺风和逆风下传播的速度不同,结合测量装置的结构解析,得到风速风... 详细信息

由于风速风向对帆船等移动平台的影响,需要实现对风速风向的动态测量,因此设计了一款基于时差法的正四面体非正交结构超声波阵列的动态测量系统。该系统通过测量超声波在顺风和逆风下传播的速度不同,结合测量装置的结构解析,得到风速风向和俯仰角,利用磁力计补偿方位信息数据和中值滤波算法,解决了在移动平台上实时动态采集风速风向和俯仰角的问题。经实际测试,系统风速测量误差在±1 m/s以内,风向测量偏差不超过0.8°,俯仰角测量偏差不超过1°,达到预期设计要求。

关键词：风速风向动态测量正四面体非正交结构方位信息补偿时差法中值滤波算法

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基于时差法的高精度超声波风速风向测量系统

仪表技术与传感器 2022年第2期 79-83页

作者：杨阳阳崔永俊侯钰龙中北大学仪器与电子学院仪器科学与动态测试教育部重点实验室电子测试技术国防科技重点实验室山西太原030051

针对风速风向对悬索桥的安全性影响,为了实现对悬索桥风速风向的精确监测,设计了基于时差法的高精度超声波风速风向测量系统。系统采用STM32为控制单元,超声波换能器为敏感单元,实现发送和接收超声波信号,MS1022高精度时间测量模块为测... 详细信息

针对风速风向对悬索桥的安全性影响,为了实现对悬索桥风速风向的精确监测,设计了基于时差法的高精度超声波风速风向测量系统。系统采用STM32为控制单元,超声波换能器为敏感单元,实现发送和接收超声波信号,MS1022高精度时间测量模块为测试单元,实现超声波飞行时间的计量,LoRa无线模块为数据传输单元,实现风速风向数据上传至上位机,上位机为显示处理单元,实现数据实时显示。经实际测试,系统风速测量误差在0.1 m/s以内,风向测量偏差不超过0.8°,达到了《数字风速仪检定规程》的标准。

关键词：时差法超声波风速风向滑动窗口滤波算法 LoRa

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基于圆柱体耦合结构的液漏检测光纤传感器

电子测量技术 2022年第22期45卷 19-23页

作者：李莹洁侯钰龙沈三民刘艳芳牛亚南中北大学仪器科学与动态测试教育部重点实验室太原030051

针对现有侧耦合结构的液漏监测光纤传感器耦合结构损耗大、一致性低的问题,提出了一种圆柱体缺陷耦合结构的液漏传感器。通过Zemax软件进行光纤耦合仿真,对比分析圆柱、圆锥与半球体三种结构,在插入损耗相差较小的情况下,圆柱体耦合结... 详细信息

针对现有侧耦合结构的液漏监测光纤传感器耦合结构损耗大、一致性低的问题,提出了一种圆柱体缺陷耦合结构的液漏传感器。通过Zemax软件进行光纤耦合仿真,对比分析圆柱、圆锥与半球体三种结构,在插入损耗相差较小的情况下,圆柱体耦合结构具有更高的耦合率。对聚合物光纤(POF)进行加工,得到插入损耗为0.31 dB的圆柱体耦合结构。LED灯带作为扫描光源,对带有耦合结构的光纤进行检测能力验证,当耦合介质由空气变为水时,光功率强度变化可达32.8%以上。实验结果表明,圆柱体耦合结构与现有耦合结构相比损耗明显降低,所涉及的光纤传感器能够对液漏进行有效检测。

关键词：光纤传感液漏检测侧向耦合多源

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基于MQTT的液漏监测系统的设计与实现

计算机测量与控制 2023年第3期31卷 76-82页

作者：刘艳芳侯钰龙高凯中北大学仪器与电子学院太原030051

针对实验室设计的高空间分辨率且价格低廉的液漏传感器,为了实现远程通信,在原有传感系统的基础上,加入了MQTT协议进行数据的远程推送与交互;基于Qt的跨平台特性开发了PC端和移动端均可使用的监测软件;系统管理员可通过PC端将控制指令... 详细信息

针对实验室设计的高空间分辨率且价格低廉的液漏传感器,为了实现远程通信,在原有传感系统的基础上,加入了MQTT协议进行数据的远程推送与交互;基于Qt的跨平台特性开发了PC端和移动端均可使用的监测软件;系统管理员可通过PC端将控制指令下发给液漏传感系统,对液漏现场进行远程操控与数据实时监测;系统维修员可通过移动端查看维修通知单及告警信息,维修完成后提交维修订单;该系统实现了对液漏监测的实时采集和远程监测,可以被应用于数据库中心、化工厂房等敏感性强、危险度高的场合,具有较好的应用前景。

关键词：液漏监测 MQTT Qt

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一体化综合测试台设计与实现

一体化综合测试台设计与实现

作者：侯钰龙中北大学

学位级别：硕士

随着遥测系统的日益复杂，地面配套测试系统的通用化、模块化、标准化需求与定制化、专用化研制的矛盾越发突出。以往自动测试设备研发大多针对特定对象，测试设备专机专用，使用率低，生产成本高，维护升级难度大。本项目设计的一体化... 详细信息

随着遥测系统的日益复杂，地面配套测试系统的通用化、模块化、标准化需求与定制化、专用化研制的矛盾越发突出。以往自动测试设备研发大多针对特定对象，测试设备专机专用，使用率低，生产成本高，维护升级难度大。本项目设计的一体化综合测试台是为遥测系统中间装置多个环节提供测量数据的自动测试设备，旨在完成测试任务的基础上，实现测试台的模块化、通用化及开放性架构。论文分析借鉴了国内外自动测试系统的设计思想，对总体方案、标准化系统结构、标准化通信协议以及相关通用型电路模块进行了设计。采用USB接口与上位机进行通信，并且制定了标准化USB接口通信协议，数据传输速度达8Mbit。缓变模拟量模块采用AD5628实现64路直流模拟信号的输出，并利用线性电源降低电源纹波，改善了信号质量。速变模拟量模块采用DDS原理设计，可实现直流量、正弦波等多种波形的输出，频率分辨率为0.01。通用型开关量模块通过对电路结构的通用性设计，实现了同一种结构可满足不带电信号、5V带电或28V带电信号多种模式的输出。最后设计了PCM实时监测数字量模块，解码方式可靠有效，无误码及丢数。通过实验及系统联试，一体化综合测试台满足各项设计要求，符合模块化设计理念，通信标准可靠实用，具有开放性和可扩展性，便于维护，基本实现了设计通用化的目标。论文针对项目涉及的相关理论作了详细的分析，全面论述了一体化综合测试台的整体架构，并且对关键性技术进行了重点的介绍。

关键词：自动测试系统遥测 AD5628 脉冲编码调制

基于STM32的光纤侧向耦合漏液监测系统设计

同方学位论文库评论

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电子测量技术 2021年第10期44卷 156-161页

作者：张峰崔永俊侯钰龙中北大学仪器与电子学院仪器科学与动态测试教育部重点实验室电子测试技术国防科技重点实验室太原030051

针对存在电磁干扰等特殊环境下的漏液监测的需求,设计了一种基于STM32的光纤侧向耦合漏液监测系统。系统主要分为硬件模块和上位机模块。系统硬件包含光纤传感器模块和信号变换器模块,光纤传感模块由带缺陷结构的POF光纤、LED灯带以及... 详细信息

针对存在电磁干扰等特殊环境下的漏液监测的需求,设计了一种基于STM32的光纤侧向耦合漏液监测系统。系统主要分为硬件模块和上位机模块。系统硬件包含光纤传感器模块和信号变换器模块,光纤传感模块由带缺陷结构的POF光纤、LED灯带以及传感封装外壳构成;信号变换器模块采用STM32为主控芯片,实现弱光信号的采集放大和传输功能。系统上位机采用滤波算法实现对漏液信号的均差比较,滤除偶发脉冲,降低误报率和系统响应时间,提升传感带的灵敏度。系统采用多条传感带级联安装,经实验表明,系统能够稳定工作,每个传感点能够实现单点标定,漏液监测范围可达8 m,漏检和误检率在2%以内。

关键词：光纤侧向耦合系统设计漏液监测滤波算法

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针对复杂屉式结构的气体泄漏定位算法

电子测量技术 2021年第15期44卷 73-78页

作者：郭小烨侯钰龙刘胜中北大学电子测试技术国家重点实验室太原030051 仪器科学与动态测试教育部重点实验室太原030051

针对在复杂屉式结构中,由于其构造不规则、可供安装传感模块的区域狭小、监测节点较多等原因可能造成的漏警、虚警等问题,设计了一种精准定位泄露点的浓度梯度算法。通过实验测试,证明整个监测系统在-15℃~55℃的环境下能够正常工作,系... 详细信息

针对在复杂屉式结构中,由于其构造不规则、可供安装传感模块的区域狭小、监测节点较多等原因可能造成的漏警、虚警等问题,设计了一种精准定位泄露点的浓度梯度算法。通过实验测试,证明整个监测系统在-15℃~55℃的环境下能够正常工作,系统的的虚警率低于3%、漏警率低于1%,验证了整个系统的稳定性和实用性。在其他存在气体或者液体泄漏风险的类似复杂屉式环境中,例如化工、农业、医药、军事、环境保护等具体场景,这一技术满足较为广泛的通用性测试需要。

关键词：传感器定位算法复杂空间

基于光纤FTIR效应的连续式液位传感器研究

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压电与声光 2016年第6期38卷 897-901页

作者：刘佳李大全刘文怡侯钰龙苏珊中北大学电子测试技术国防重点实验室山西太原030051 北京宇航系统研究所北京100076 仪器与电子学院仪器科学与动态测试教育部重点实验室山西太原030051

光束在宏弯的光纤内传播时会发生能量损耗并辐射到光纤包层外,引起受抑全内反射,辐射的能量同时受外界环境折射率的影响,因而可用于液位传感。因现有传感器受光源和外界环境干扰较大,信噪比较差,成本较高,为了解决这一问题,该文提出了... 详细信息

光束在宏弯的光纤内传播时会发生能量损耗并辐射到光纤包层外,引起受抑全内反射,辐射的能量同时受外界环境折射率的影响,因而可用于液位传感。因现有传感器受光源和外界环境干扰较大,信噪比较差,成本较高,为了解决这一问题,该文提出了一种双光纤扭绞结构的连续式液位传感器。通过理论和实验分析证明,宏弯光纤能量回馈到传感结构中并受外界环境折射率的调制。通过搭建实验平台进行测试,发现液位高度从350mm下降到0的过程中,暗场光纤末端功率值近似线性从0.448μW降到0.15μW,液位区分度达到4dB。同时,该文对影响液位传感器测量的主要因素进行了分析验证。

关键词：塑料光纤光纤宏弯受抑全内反射液位传感双光纤扭绞

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基于侧向耦合结构的准分布式光纤液漏传感器

光学技术 2019年第4期45卷 453-457页

作者：高小龙王刚翟成瑞张彦军侯钰龙中北大学仪器与电子学院电子测试重点实验室山西太原030051 中北大学仪器与电子学院仪器科学与动态测试教育部重点实验室山西太原030051 北京宇航系统工程研究所北京100076

针对现有的准分布式光纤传感测量技术复杂、精度不高且响应时间较慢等问题,设计出一种实时性高且成本更低的准分布式光纤传感器。传感器主要由柔性LED灯带和带有侧向耦合结构的聚合物光纤组成。侧向耦合结构被LED逐一照亮,形成一系列传... 详细信息

针对现有的准分布式光纤传感测量技术复杂、精度不高且响应时间较慢等问题,设计出一种实时性高且成本更低的准分布式光纤传感器。传感器主要由柔性LED灯带和带有侧向耦合结构的聚合物光纤组成。侧向耦合结构被LED逐一照亮,形成一系列传感单元。光通过侧向耦合结构入射聚合物光纤中,当LED和耦合结构之间的介质改变时,耦合光强增加,光纤两端输出光强随之增加,则可将液漏事件转化为耦合介质改变来测量。结果表明,准分布式光纤液漏传感器具有检测和定位漏水信号的能力且定位精度小于等于10cm,实现了液漏检测和漏点定位的功能。

关键词：光学测量光纤传感准分布式液漏测量侧面耦合