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微波多普勒传感器在质量检查的应用及改善

仪器仪表与分析监测 2011年第4期 23-25页

作者：丁果北方工业大学机电工程学院自动化系北京100144

多普勒雷达常用于速度检测,但是其测量信号也包含着其他的信息。利用信号的功率谱密度与质量的关系,建立了一个以检测质量流量为目的的测量系统,并且通过实验数据和调试结果,进行了进一步的优化。

关键词：微波多普勒质量检测

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基于微波多普勒的自相关颗粒速度测量

节能技术 2023年第5期41卷 424-431页

作者：施金鹏李健张彪许传龙东南大学大型发电装备安全运行与智能测控国家工程研究中心江苏南京210096

针对低信噪比情况下微波多普勒颗粒速度测量中多普勒频移信息难以准确提取的问题,本文提出基于微波多普勒信号的气固两相流颗粒速度自相关测量方法,在24 GHz微波频率下采用正交实验法对圆形波导微波传感器探头进行了结构优化,进而构建... 详细信息

针对低信噪比情况下微波多普勒颗粒速度测量中多普勒频移信息难以准确提取的问题,本文提出基于微波多普勒信号的气固两相流颗粒速度自相关测量方法,在24 GHz微波频率下采用正交实验法对圆形波导微波传感器探头进行了结构优化,进而构建了微波多普勒自相关颗粒速度测量系统,并在重力输送实验装置上进行了测量实验。结果表明:在频谱分析难以提取微波多普勒信号频移特征的情况下,自相关分析仍然可以准确测量频移信号的周期;重力输送颗粒速度测量结果与自由落体参考速度的相对误差均小于6.1%,且各工况速度测量结果的相对标准偏差均在4.5%以内。说明基于自相关分析的微波多普勒颗粒速度测量具有良好的准确性和稳定性。

关键词：气固两相流微波多普勒自相关波导传感器颗粒速度

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农机微波多普勒车速传感器试验研究

南方农机 2023年第11期54卷 1-5页

作者：方续王熙黑龙江八一农垦大学工程学院黑龙江大庆163319

【目的】精准测量拖拉机的实际行驶速度对于精量播种、变量播种、施肥、喷药至关重要,我国测速手段主要是通过GNSS和地轮测速,但GNSS价格高、阴雨天信号精度低,且需要差分来保证高精度;而地轮由于拖拉机作业环境原因存在着滑转率。【方... 详细信息

【目的】精准测量拖拉机的实际行驶速度对于精量播种、变量播种、施肥、喷药至关重要,我国测速手段主要是通过GNSS和地轮测速,但GNSS价格高、阴雨天信号精度低,且需要差分来保证高精度;而地轮由于拖拉机作业环境原因存在着滑转率。【方法】课题组研究设计了一种基于微波多普勒效应的车速雷达传感器,分析了系统结构、工作原理及软硬件设计,基于VB6.0平台开发了微波雷达测速程序和GNSS接收轨迹图程序,运用阿尔泰USB3200便携式数据采集卡采集数据,采用FFT算法对采集的数据进行优化,并以麦赛福格森1204型拖拉机为试验对象,在水泥路面进行了拖拉机平均速度在3.05 km/h、5.18 km/h、7.11 km/h时的GNSS与多普勒雷达测速对比试验,在黑龙江八一农垦大学试验田进行了多次田间测速试验。【结果】在水泥路面试验中,测速绝对误差最大值为0.27 km/h,相对误差最大值为3.85%,相对误差平均值为1.98%;在田间试验中,测速绝对误差最大值为0.12km/h,相对误差最大值为3.82%,相对误差平均值为3.01%,该测速方式效果精准,满足农业机械作业的基本要求。【结论】1)该系统实现了对拖拉机测速的监测功能,为后续提升测速精度打下了良好的基础;2)微波多普勒车速雷达仍需进一步改善,应研制一款适用于作业各环节的速度传感器,优化频率算法,达到较好的稳定性和精准测速的目的。

关键词：农机传感器微波多普勒数据采集

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用于矿井车辆微波测速传感器系统的研制

材料导报 2007年第S2期21卷 228-230页

作者：李富伟翟守忠胡凤忠长沙矿山研究院长沙410012

详细介绍了用于检测矿井车辆x波段多普勒传感器系统的研制。从低成本和小型化方面考虑,此系统采用了同腔振荡-混频的形式。在此结构中,由于振荡的产生和混频分别由不同器件来完成,解决了发射功率和混频效率的问题。利用多传感器原理,在... 详细信息

详细介绍了用于检测矿井车辆x波段多普勒传感器系统的研制。从低成本和小型化方面考虑,此系统采用了同腔振荡-混频的形式。在此结构中,由于振荡的产生和混频分别由不同器件来完成,解决了发射功率和混频效率的问题。利用多传感器原理,在传感器系统中对称地安装了两个收发前端,分别向矿井车辆的前下方和后下方发射和接收微波信号,然后对回波信号进行处理、采集,从而大大提高了系统测量的精度。

关键词：微波多普勒传感器矿井车辆矩形谐振腔

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基于微波传感器的蹲式厕所节水系统

低压电器 2008年第14期 30-32,46页

作者：王艳辉翟子楠平顶山学院河南平顶山467002

在对现有蹲式厕所主动红外感应冲水控制器的缺点进行分析的基础上,设计了利用微波多普勒传感器检测人员进出,并利用RS-485网进行协调冲水的节水控制系统。该系统有效解决了主动红外感应冲水控制器易受环境影响而失效等问题。

关键词：蹲式厕所微波多普勒信号识别节水微波传感器

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双变量玉米施肥量监测系统的研究

双变量玉米施肥量监测系统的研究

作者：郭思可黑龙江八一农垦大学

学位级别：硕士

中国作为农业大国,玉米是我国主要的大田农作物之一。本文针对玉米的传统施肥中存在的化肥投放量大和肥料利用率低等问题,按照玉米生产中精准变量施肥的要求,设计了一个双变量玉米施肥量监测系统,通过改变排肥轴有效工作长度和排肥轴转... 详细信息

中国作为农业大国,玉米是我国主要的大田农作物之一。本文针对玉米的传统施肥中存在的化肥投放量大和肥料利用率低等问题,按照玉米生产中精准变量施肥的要求,设计了一个双变量玉米施肥量监测系统,通过改变排肥轴有效工作长度和排肥轴转速对施肥量进行精准控制。并针对施肥作业中肥料下落的流量信号进行分析研究,对施肥信号进行两种滤波去噪处理,从中选出最优处理方法,实时监测玉米施肥作业的流量信号,研究内容对提高玉米施肥实时流量监测,保证精准变量施肥具有重要意义。本文主要研究内容如下:（1）以玉米施肥作业中使用的颗粒肥料（磷酸二铵、尿素和氮钾追肥）作为研究对象,对选用的颗粒肥料进行物料特性的测量分析,物料特性主要包括颗粒肥料的三轴尺寸、等效粒径、球形度、真实密度、堆积密度等物理特性和其休止角和刚度系数等力学特性。试验测得磷酸二铵和尿素球形度为89%以上,氮钾追肥球形度为81%;颗粒密度最高为1.531 g/cm,真实密度最高为1.667 g/cm;由休止角的计算公式测得三种颗粒肥中最大的为38.488°;通过对载荷速度和颗粒形变量的分析,得到三种颗粒肥中的刚度系数最大的是磷酸二铵,变化范围在182N/mm-240N/mm之间。（2）分析影响施肥状态的主要因素,确定双变量施肥整体方案,其中包括驱动装置和数据采集装置的选择;设计出双变量施肥系统,对系统中应用到的各个部分电路进行分析说明,包括液压驱动控制模块、计算机控制查询模块、机车作业速度北斗/GPS采集装置、单片MCU控制单元、施肥量采集传感器等,重点分析多普勒效应的原理,研究肥量流量反馈采集传感器的工作过程。（3）对双变量施肥量数据进行采集和信号处理。试验以微波多普勒传感器作为核心检测模块,通过颗粒肥料流量测量的台架试验,使用数据采集仪对排肥管中肥料颗粒下落的速度信号进行采集,监测排肥管内正常排肥时的流量或肥料用尽的状态,并采用小波变换和小波包变换两种方法对采集的含噪信号进行滤波去噪方法处理。通过对比两种方法处理后的波形及信噪比,最终选择使用低频小波分解重构的方法去除噪声。（4）为验证所设计的双变量玉米施肥量监测系统性能,进行室内试验和田间试验。通过室内试验对排肥量进行标定;通过田间试验测试系统各节点之间的通信稳定性。试验结果表明,排肥状态下由微波多普勒传感器模块检测的排肥量与实际排肥量的变化趋势一致,平均误差为7.68%。

关键词：双变量施肥微波多普勒施肥信号小波变换

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智能化微波速度测定仪的设计

传感器技术 1994年第4期13卷 37-40页

作者：王陕平威海市永达高技术公司

介绍一种根据微波多普勒效应,利用单片机技术测定运动物体(汽车等)速度的设计方法。 1 微波多普勒效应概述若波源f与观察者间存在相对运动,则由观察者所测的频率f′与f并不完全相同。该现象首先由奥地利物理学家Dopplef发现,故称其为... 详细信息

介绍一种根据微波多普勒效应,利用单片机技术测定运动物体(汽车等)速度的设计方法。 1 微波多普勒效应概述若波源f与观察者间存在相对运动,则由观察者所测的频率f′与f并不完全相同。该现象首先由奥地利物理学家Dopplef发现,故称其为多普勒效应。如行驶的列车驶近时其汽笛声调较高,驶离时音调较低就是这个原因。

关键词：智能化微波多普勒速度测定仪

江西输电线路鸟害风险评估与鸟类监测系统设计

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江西输电线路鸟害风险评估与鸟类监测系统设计

作者：金鹏南昌大学

学位级别：硕士

近年来,江西地区生态环境的改善使得输电线路鸟害故障频发,已经成为继雷击、外力破坏第三大输电线路故障跳闸原因。虽然江西各电力部门也采取了许多防鸟措施,但是效果甚微,要么防护不足,要么形同虚设,这样就不能很好的使防鸟装置达到效... 详细信息

近年来,江西地区生态环境的改善使得输电线路鸟害故障频发,已经成为继雷击、外力破坏第三大输电线路故障跳闸原因。虽然江西各电力部门也采取了许多防鸟措施,但是效果甚微,要么防护不足,要么形同虚设,这样就不能很好的使防鸟装置达到效果。因此,有必要构建输电线路鸟害评估模型,用来提高防鸟害工作的针对性。本文主要工作内容如下:(1)收集并分析了近10年来江西电网各直属单位管辖范围内发生的输电线路鸟害跳闸故障数据,对频繁发生输电线路鸟害的地区进行实地考察,并对故障点的地理环境和线路结构特征进行实地重点考察,同时调研全国范围内各个地区输电线路鸟害易发区的地理环境特征。(2)简要分析了目前江西电网比较常见的防鸟装置,并且通过列举一些防鸟装置失效的典型案例,分析了各种防鸟装置的优缺点及其适用情况,并对输电线路上掉落或者老化的防鸟装置进行试验分析,得出防鸟装置失效的原因,对后续鸟类监测系统的设计具有指导意义。(3)整理所收集的数据并进行合理的分析,研究江西电网输电线路鸟害故障跳闸的特点和主要成因,提取鸟害风险评估的主要影响指标;并根据不同的层级分布,计算各个层级指标的权重系数,采用综合评价的数学方法计算各个底层指标对鸟害等级指数的贡献度;然后根据各个层级指标的权重系数和底层指标对鸟害等级指数的贡献度,建立鸟害风险等级评估模型;最后利用重复跳闸杆塔数据信息,验证了鸟害风险评估模型的可靠性。(4)研究了基于多普勒响应的鸟类活动监测技术,通过利用微波多普勒探测技术,实现了对输电线路上鸟类活动的监测,并且设计了监测系统的微波雷达检测模块、摄像抓拍模块、图像采集与处理模块,最后对该监测系统进行了微波响应特性的试验,试验结果表明监测系统达到了预期的效果。

关键词：输电线路防鸟装置评估模型微波多普勒监测系统

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基于微波的谷物流量监测系统试验研究

基于微波的谷物流量监测系统试验研究

作者：田原黑龙江八一农垦大学

学位级别：硕士

在精准农业技术体系中,产量监测系统是重要的环节之一。通过在谷物联合收割机上安装产量监测传感器,对收获的作物质量流量进行实时测量,并建立作物产量空间分布图,对我国农业绿色可持续发展具有积极意义。为了实现谷物产量在线监测的准... 详细信息

在精准农业技术体系中,产量监测系统是重要的环节之一。通过在谷物联合收割机上安装产量监测传感器,对收获的作物质量流量进行实时测量,并建立作物产量空间分布图,对我国农业绿色可持续发展具有积极意义。为了实现谷物产量在线监测的准确与便捷,本文设计了基于微波多普勒原理的谷物流量监测系统,通过研究微波多普勒信号的频率、密度与谷物流量之间的关系,并对微波多普勒信号进行傅里叶变换、频谱细化、加窗、谱峰搜寻等分析处理,实现了微波多普勒在谷物流量监测中的应用。通过微波多普勒流量传感器对谷物流量实时监测,为后续的建立产量空间分布图,进行下阶段的田间管理与作物投入的决策调整具有一定的意义。本文从理论研究、仿真预试验、台架试验等几个方面,对基于微波多普勒原理的谷物流量监测系统进行设计与研究。1.对微波谷物流量监测传感器接收的谷物反射信号频率信息进行分析,确定速度和频率之间的计算关系,对比并分析三种频谱算法,最终确定本试验采用Zoom-FFT进行频谱细化等分析,进而研究影响对谷物下落速度产生影响的因素,验证传感器的测量精度。2.通过预试验,确定了微波传感器发射频率为24.125Hz,确定了传感器安装具体位置。进行了单粒谷物的下落速度监测试验,建立了谷物下落流量与多普勒功率谱密度的关系并通过Matlab进行线性拟合,得到了流量-功率谱密度关系方程。3.进行台架试验,台架主要由粮仓、绞龙、升运器、三相交流电机、出粮管道以及微波流量传感器等构成。通过安装在出粮管道口的微波流量传感器监测下落谷物的功率谱密度,并带入流量-功率谱密度关系式得出具体谷物质量流量,测量值与实际值相比,误差为6.04%,为后续的系统优化提供数据支持。

关键词：微波多普勒传感器谷物流量监控