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微型化大气电场检测仪的研制

微型化大气电场检测仪的研制

作者：周继威南京信息工程大学

学位级别：硕士

大气电场检测应用于气象观测、航空航天、军事以及城市与森林消防等场合。相较于传统的场磨式电场仪体积大、成本高、操作复杂等问题,本论文通过对大气电场检测仪的研究,旨在提供一种成本低、功耗小、微型化的大气电场检测仪。本文首先... 详细信息

大气电场检测应用于气象观测、航空航天、军事以及城市与森林消防等场合。相较于传统的场磨式电场仪体积大、成本高、操作复杂等问题,本论文通过对大气电场检测仪的研究,旨在提供一种成本低、功耗小、微型化的大气电场检测仪。本文首先介绍了大气电场检测的原理,接着提出了系统的总体设计方案,设计的大气电场检测系统由电机驱动电路、发射单元电路、数据采集与处理电路、主控制电路、蓝牙无线收发模块以及软件系统组成,能够实现对晴天和雷雨天的大气电场强度的检测。其中发射单元电路选择电容器作为传感器感知单元,两相四线步进电机作为传感器感知单元转动的载体,通过电容器的转动不断地切割大气电场,从而在其表面产生大量的电荷,数据采集与处理电路包含电流电压转换电路、滤波放大电路两部分,把微弱的电流信号转变为电压信号。主控电路主要由STC12LE2052AD单片机及其外围电路组成,通过主控电路完成了数据采集,蓝牙无线收发模块实现了检测数据的无线传输,系统软件主要包括步进电机驱动程序、数据采集程序、无线收发程序以及上位机接收系统。上位机软件采用C#语言设计,实现了数据压缩、数据还原、数据备份,用户可以对电场检测系统的数据进行实时查询,最后通过仿真验证和户外探测,对得到的数据进行分析。实验表明,在晴天时,大气电场强度基本不变,当雷暴雨来临之前,大气电场发生突变,基本上达到了预定的效果。

关键词：电场检测微型化电容步进电机无线蓝牙

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高压输电线电场检测与距离估计方法设计

传感器与微系统 2020年第1期39卷 75-77,81页

作者：张凌浩王胜唐超张颉甘炜国网四川省电力公司电力科学研究院四川成都610000 国网四川省电力公司四川成都610000

针对无人机在有高压输电线的环境中飞行时发生事故的问题,提出了一种远距离电场检测方法。介绍了球型感应式电场传感器的测量原理,并制作电场测量系统。将设计的电场检测系统装载至无人机,在某高压输电线路附近进行电场的测量。测量结... 详细信息

针对无人机在有高压输电线的环境中飞行时发生事故的问题,提出了一种远距离电场检测方法。介绍了球型感应式电场传感器的测量原理,并制作电场测量系统。将设计的电场检测系统装载至无人机,在某高压输电线路附近进行电场的测量。测量结果表明:设计电场检测系统能够检测高压输电线附近的电场强度,且电场强度能够反映与高压塔的距离关系。

关键词：电场检测感应式电场传感器无线传输距离估计

基于电场检测的输电线路电压等级识别技术的研究

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基于电场检测的输电线路电压等级识别技术的研究

作者：陆永华北电力大学

学位级别：硕士

触电是威胁输电线路带电作业人员安全的重大因素。为了实现高压输电线路带电作业的防触电安全预警,电力现场安全预警装置应运而生。由于不同电压等级对应的安全距离不同,安全距离附近的临界电场也各不相同,目前这些安全预警装置大多通... 详细信息

触电是威胁输电线路带电作业人员安全的重大因素。为了实现高压输电线路带电作业的防触电安全预警,电力现场安全预警装置应运而生。由于不同电压等级对应的安全距离不同,安全距离附近的临界电场也各不相同,目前这些安全预警装置大多通过预设固定电场强度阈值进行预警,未实现自动识别电压等级智能预警的功能,其实用性无法保证。本文针对此问题提出了一种基于电场检测的电压等级识别方法,以提高安全预警装置的准确性与实用性。本文首先对现有电压等级识别研究现状进行了梳理与优缺点分析。针对一维电场传感器测量结果易受方向影响的问题,提出了多电场传感器的数据融合方法。在随机森林模型投票机制中,针对低精度决策树对分类结果存在负面影响的问题,提出基于加权随机森林的电压等级识别方法。然后,针对特征数目不足的问题,本文在提取多项式拟合系数的基础上,新增了曲线积分等6个新特征以完善特征信息。最后,结合本文所提出数据融合方法与加权随机森林算法进行了实验评估。结果表明,新增特征能够显著提高本文算法对10k V与35k V电压等级的识别准确率,本文提出的加权随机森林算法在融合电场数据集上的识别准确率达到了94.07%,能够为安全预警装置提供有效的电压等级自主识别技术。

关键词：电压等级识别电场检测随机森林多传感器融合输电线路预警

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压电扭转问题中非线性极化分析及电场检测

压电与声光 2001年第1期23卷 85-88页

作者：吴涧彤孙宝元大连理工大学机械工程学院大连116023

应用弹性理论、压电理论分析了压电体内的应力状态及由其所导致的非线性极化状态。由于极化梯度的存在 ,不仅在压电体的表面上会产生等效面束缚电荷 ,在压电体内部同时也会有等效体束缚电荷的聚集。以矩形截面石英柱体为例 ,选取级数形... 详细信息

应用弹性理论、压电理论分析了压电体内的应力状态及由其所导致的非线性极化状态。由于极化梯度的存在 ,不仅在压电体的表面上会产生等效面束缚电荷 ,在压电体内部同时也会有等效体束缚电荷的聚集。以矩形截面石英柱体为例 ,选取级数形式的应力函数 ,采用能量法及根据电场的等效原理推导了由扭转而产生的剪应力和面束缚电荷密度及体束缚电荷密度的解析表达式 ,得到了迥异于线性极化的结果。采用有限元方法计算了束缚电荷产生的电场。建立了机械扭矩同检测电极的输出电量之间的线性关系。

关键词：压电效应非线性极化等效束缚电荷压电扭转电场检测

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用二次谐波检测舰船电场的研究

海军工程大学学报 2003年第5期15卷 37-40页

作者：杨涛张民陈聪海军工程大学电气工程系湖北武汉430033 海军工程大学基础部湖北武汉430033

提出一种测量舰船电场的新方法,即用二次谐波方法测量大轴周围磁场,从而确定大轴电流,进而分析由大轴电流带来的舰船电场.理论和实验均表明,该方法结构简单,构思精巧,是检测舰船电场的方法之一.

关键词：二次谐波舰船电场检测大轴电流

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一种高压智能报警装置的设计

电工技术 2023年第22期 129-131页

作者：裴勉赵品马俊峰薛浩国网浙江省电力有限公司德清县供电公司浙江湖州313200 烟台国网中电电气有限公司山东烟台264000

设计了一种高压智能报警装置。基于平行极板原理设计了空间电场传感器,实现了空间电场强度检测。采用UWB技术,完成了装置空间定位功能。该装置检测精度高,现场安装与组网方便,具有较高的实用价值。

关键词：电场检测空间定位近电报警

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PCB手写板实验系统的设计与实现

电子测量技术 2021年第11期44卷 9-15页

作者：姜文聪郭亮中国石油大学(华东)控制科学与工程学院青岛266580

提出了一种新型的基于PCB覆铜板的手写位置传感系统。首先建立PCB手写板仿真模型,数值模拟了不同激励模式下的电场分布,并根据仿真结果优选了适合微弱信号检测的激励模式。其次,设计并实现了基于锁相放大原理的激励源和微弱信号检测系统... 详细信息

提出了一种新型的基于PCB覆铜板的手写位置传感系统。首先建立PCB手写板仿真模型,数值模拟了不同激励模式下的电场分布,并根据仿真结果优选了适合微弱信号检测的激励模式。其次,设计并实现了基于锁相放大原理的激励源和微弱信号检测系统,其中包括交流恒流激励源、窄带带通滤波器、高增益低噪声放大器、双锁相放大器的设计原理和方法。在画笔定位算法上提出了基于线性插值的等势线相交法。仿真分析与实验结果表明,所设计的手写系统能够在PCB覆铜板上准确定位画笔的位置。

关键词：电场检测场路耦合锁相放大器 PCB手写板

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基于电场测距的无人机电力巡线系统

单片机与嵌入式系统应用 2018年第10期18卷 83-87页

作者：陈绍祥李洁康腾飞成都大学信息科学与工程学院成都610106 浙江沸蓝通信工程监理有限公司

针对无人机电力巡线应用,设计了检测高压输电线电场的三维立体检测装置,通过测得的电场大小和方向,建立电场和距离映射关系模型,计算无人机与高压输电线之间的距离,以便无人机在巡线作业时保持与高压输电线之间的距离,减小高压输电线产... 详细信息

针对无人机电力巡线应用,设计了检测高压输电线电场的三维立体检测装置,通过测得的电场大小和方向,建立电场和距离映射关系模型,计算无人机与高压输电线之间的距离,以便无人机在巡线作业时保持与高压输电线之间的距离,减小高压输电线产生的电场对无人机电子设备造成干扰,避免坠机或损坏高压电线等事故的发生。现场测试结果表明,系统能够测量出无人机与高压输电线之间的距离,有效保证无人机的安全飞行。

关键词：无人机电力巡线电场检测

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一种应用于电力短接地线的防误操作系统设计

电力与能源 2016年第5期37卷 649-651页

作者：王烨项佩中国网上海市电力公司市区供电公司上海200122

介绍了所设计的一种应用于电力短接地线的防误操作系统,该系统采用单极天线电场检测技术对挂接线路带电状态进行非接触式识别,并利用回路判别法对地线挂接状态进行识别。试验表明,该系统能够有效地识别到挂接线路的带电状态和线路接地状... 详细信息

介绍了所设计的一种应用于电力短接地线的防误操作系统,该系统采用单极天线电场检测技术对挂接线路带电状态进行非接触式识别,并利用回路判别法对地线挂接状态进行识别。试验表明,该系统能够有效地识别到挂接线路的带电状态和线路接地状态,可避免接地线在应用过程中带电挂接地线和带接地线合闸的事故。

关键词：防误操作电场检测接地线输电线路