检索结果-南通市图书馆

依据声信号频率分布和复杂度的供水管道泄漏辨识

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仪器仪表学报 2014年第6期35卷 1223-1229页

作者：文玉梅张雪园文静甄锦鹏王凯重庆大学光电工程学院传感器与仪器研究中心重庆400044

为了实现不同工况下的供水管道泄漏检测,提出采用谱宽参数和近似熵作为特征量进行管道泄漏辨识的方法。根据泄漏声信号与噪声信号在频谱内能量分布的差异,采用谱宽参数作为特征量辨识泄漏信号与宽带噪声、窄带噪声;对于与泄漏信号在频... 详细信息

为了实现不同工况下的供水管道泄漏检测,提出采用谱宽参数和近似熵作为特征量进行管道泄漏辨识的方法。根据泄漏声信号与噪声信号在频谱内能量分布的差异,采用谱宽参数作为特征量辨识泄漏信号与宽带噪声、窄带噪声;对于与泄漏信号在频谱内的能量分布相当的固定干扰噪声可能引起的误判,则利用泄漏信号和固定干扰噪声的随机性差异,引进近似熵复杂度作为特征量进行辨识。将经去噪处理后检测信号的谱宽参数和近似熵同时作为支持向量机的输入,辨识管道泄漏。对工程实际检测的信号进行处理,结果表明泄漏辨识的准确率大于93%,采用该方法能够有效辨识供水管道的泄漏信号与环境中存在的多种非固定干扰噪声及固定干扰噪声。

关键词：泄漏辨识能谱宽近似熵支持向量机

采用Helmholtz共鸣器与悬臂梁压电换能器的声能采集器研究

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声学学报 2014年第2期39卷 226-234页

作者：杨峰李平文玉梅王德才杨进文静邱景重庆大学光电工程学院传感器与仪器研究中心重庆400044

针对环境中广泛存在的声能,提出了一种采用Helmholtz共鸣器和悬臂梁压电换能器的声能采集器。Helmholtz共鸣器对入射声压进行放大,放大后的声压引起共鸣器弹性薄壁振动,薄壁的振动传递到压电换能器产生电能输出。建立了带弹性壁的立方... 详细信息

针对环境中广泛存在的声能,提出了一种采用Helmholtz共鸣器和悬臂梁压电换能器的声能采集器。Helmholtz共鸣器对入射声压进行放大,放大后的声压引起共鸣器弹性薄壁振动,薄壁的振动传递到压电换能器产生电能输出。建立了带弹性壁的立方形共鸣器的等效集中参数理论模型,并与压电换能器的机电特性结合,分析了声能采集器的声-机-电转换原理,研究了声压、声波频率和负载阻抗对输出功率的影响,研究结果为此类声能采集器的优化设计及工程应用提供了一种可行的方法。实验中,声源通过声波导管输出声能,当共鸣器管口处的声压级为94 dB时,系统实测最大输出功率达240μW。该采集器不仅可作为声能自供能采集器,还可在较远距离为低能耗电子装置进行有源声供能。

关键词：压电换能器采集器共鸣器悬臂梁声能最大输出功率振动传递声压级

偏置电压对磁致伸缩/压电层合换能结构磁电性能影响

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物理学报 2012年第13期61卷 463-472页

作者：李平黄娴文玉梅重庆大学光电工程学院传感器与仪器研究中心重庆400044

分析和测试了偏置电压调整时PZT5/Terfenol-D/PZT8层合换能结构磁电性能.提出了一种磁致伸缩/压电层合磁电换能结构的一阶谐振频率控制方法.通过改变压电驱动层的直流电压对磁电层合结构的预应变进行改变,从而调整谐振频率.分析偏置电... 详细信息

分析和测试了偏置电压调整时PZT5/Terfenol-D/PZT8层合换能结构磁电性能.提出了一种磁致伸缩/压电层合磁电换能结构的一阶谐振频率控制方法.通过改变压电驱动层的直流电压对磁电层合结构的预应变进行改变,从而调整谐振频率.分析偏置电压、应变、弹性模量、谐振频率和谐振磁电电压系数之间关系.分析表明:在较小应变情况下,控制电压几乎可以线性调节谐振频率,而层合结构谐振磁电电压系数几乎与偏置电压无关.实验研究验证:理论与实验结果较好吻合.在-170 V—+170 V的偏置电压时,谐振频率可以几乎线性调整.最大频率调整量达到1 kHz,偏置电压对一阶纵振频率的控制率达到:2.94 Hz/V.在偏置磁场为0—225 Oe时,谐振频率调整量与偏置磁场无关.偏置磁场会改变谐振磁电电压系数,在大于178 Oe静态磁场偏置时,磁电电压系数最大,达到1.65 V/Oe.

关键词：压控谐振频率磁致伸缩/压电层合结构预应变磁电效应

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一种上变频自供电无线传感器电源管理电路

电子学报 2015年第7期43卷 1407-1412页

作者：张自强李平文玉梅潘世强重庆大学光电工程学院传感器与仪器研究中心重庆400044

电线周围的电磁场能量密度低,电磁换能器采集到的能量通常无法直接驱动无线传感器正常工作.论文采用上变频技术,设计了一种自供电电源管理电路来提高能量采集效率.由于电路的输出功率与品质因数成正比,且品质因数的大小与电路谐振电容... 详细信息

电线周围的电磁场能量密度低,电磁换能器采集到的能量通常无法直接驱动无线传感器正常工作.论文采用上变频技术,设计了一种自供电电源管理电路来提高能量采集效率.由于电路的输出功率与品质因数成正比,且品质因数的大小与电路谐振电容的根号值成反比,因此通过提高电路的工作频率来减小谐振电容值,可以使高品质因数的电路产生更高的输出功率,进而增加能量采集效率.实验结果表明,该电路的最大能量采集效率是传统桥式整流电路的2.1倍.当电线中通过1A、50Hz的交流电时,电源管理电路最大采集功率为780μW,能量采集效率达到48.75%.当管理电路中超级电容能量积累达到一定程度,电容放电驱动无线传感器工作.

关键词：自供电上变频电源管理电路无线传感器

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电场能量采集器的最大输出功率追踪电路设计

仪器仪表学报 2016年第2期37卷 301-307页

作者：李平刘双建文玉梅鲍宜壮蔡家欢重庆大学光电工程学院传感器与仪器研究中心重庆400044

本文采用频率变换原理采集输电线周围电场能量,设计了一种能量采集电路,对超级电容充电。负载阻抗呈电容性,为非线性负载,充电过程中阻抗不断变化。为实现最大输出功率传输,设计了低功耗的最大输出功率追踪(MPPT)电路,采用频率值为32.76... 详细信息

本文采用频率变换原理采集输电线周围电场能量,设计了一种能量采集电路,对超级电容充电。负载阻抗呈电容性,为非线性负载,充电过程中阻抗不断变化。为实现最大输出功率传输,设计了低功耗的最大输出功率追踪(MPPT)电路,采用频率值为32.768 k Hz石英晶体构成方波振荡电路,因电容电压不能突变,通过充电电流控制开关导通时间,构成电流反馈最大输出功率点追踪系统。最大输出功率追踪电路的工作电流为1.2 u A,工作电压为5 V,功耗为6 u W。实验结果表明,在充电36min时达到最大功率输出,储能电容电压的大小为0.32 V,输出功率最大为18 u W。相比于直接充电电路,最大输出功率电路的能量采集效率提高了50%。

关键词：输电线能量采集频率变换 MPPT电路低功耗

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一种采用频率变换的自供电电源管理电路

电子学报 2012年第11期40卷 2324-2329页

作者：文玉梅吴翰钟李平尹文建重庆大学光电工程学院传感器与仪器研究中心重庆400044

在低频率条件下,采用直接阻抗匹配的原理,设计的压电材料换能器电源管理电路,匹配电感值很大.本文采用频率变换,设计了一种自供电电源管理电路.分析了频率变换的原理.将低频信号变换至较高频率,匹配电感值很小,有利于电路的小型化.该管... 详细信息

在低频率条件下,采用直接阻抗匹配的原理,设计的压电材料换能器电源管理电路,匹配电感值很大.本文采用频率变换,设计了一种自供电电源管理电路.分析了频率变换的原理.将低频信号变换至较高频率,匹配电感值很小,有利于电路的小型化.该管理电路还可以在宽频带内对于压电换能器实现匹配.实验结果表明,电路实现了频率变换,匹配电感值和电路体积都大大减小.电源管理电路的最大采集功率为181.6mW,能量采集效率可以达到44.8%.当0.47法拉的储能电容电压为1.13V时,该电路最大放电功率可达110mW,放电时间持续620ms,能够驱动无线传感器在一个周期内正常工作.

关键词：自供电频率变换电源管理电路无线传感器

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管道泄漏检测中的噪声自适应抑制

仪器仪表学报 2012年第10期33卷 2228-2233页

作者：文玉梅谢仁峰杨进李平文静重庆大学光电工程学院传感器与仪器研究中心重庆400044

在供水管道泄漏检测中,干扰和环境噪声直接影响到泄漏检测的有效性和漏点定位的精度,因此有必要对检测信号进行噪声抑制,增强检测信号的信噪比,以保证可靠检测和准确定位。提出一种根据不同带宽信号与噪声自相关长度的差异,利用线性增... 详细信息

在供水管道泄漏检测中,干扰和环境噪声直接影响到泄漏检测的有效性和漏点定位的精度,因此有必要对检测信号进行噪声抑制,增强检测信号的信噪比,以保证可靠检测和准确定位。提出一种根据不同带宽信号与噪声自相关长度的差异,利用线性增强器和预测器分别自适应抑制检测信号中的窄带噪声和宽带噪声的方法。该方法不需要任何先验知识就可以自适应抑制与有用信号带宽不同的噪声,处理后数据的信噪比较处理前平均提高4 dB以上,对实际的泄漏检测信号处理后,使得定位误差平均减小0.3 m以上,并且降低了误检率。

关键词：泄漏检测噪声抑制自相关长度自适应线性增强器自适应线性预测

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采用复合磁电换能器的宽带振动能量采集器

仪器仪表学报 2012年第12期33卷 2863-2869页

作者：杨进文玉梅李平白小玲岳喜海重庆大学光电工程学院传感器及仪器研究中心重庆400030

采用磁致伸缩/压电层合磁电换能器设计了一种新型的宽带振动能量采集器,采集器由多个悬臂梁、磁电换能器和永磁体组成,将磁电换能器和提供磁场的永磁铁分别与悬臂梁构成具有不同固有频率的弹性结构,从而响应不同频率的机械振动。推导了... 详细信息

采用磁致伸缩/压电层合磁电换能器设计了一种新型的宽带振动能量采集器,采集器由多个悬臂梁、磁电换能器和永磁体组成,将磁电换能器和提供磁场的永磁铁分别与悬臂梁构成具有不同固有频率的弹性结构,从而响应不同频率的机械振动。推导了换能器和永磁体组间磁力作用下能量采集器的动力学方程及其电输出模型;借助磁场分析软件Ansoft's Maxwell研究了影响能量采集器的频率特性及电能输出的因素,为获得最优性能的能量采集器提供设计依据。根据分析设计了振动能量采集装置并进行了实验,实验结果表明:在振动加速度为0.2 g(g=9.8 ms-2)时,当两悬臂梁间频率差为3.6 Hz时,振动能量采集器响应频带宽度从单梁结构的0.8 Hz增加到双梁结构的5.0 Hz,负载电阻为1 900Ω时,其上的功率达到最大0.22 mW。

关键词：宽带振动能量采集磁致伸缩材料压电材料 Ansoft’s Maxwell

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多方向宽频磁电式振动能量采集器

仪器仪表学报 2013年第9期34卷 1961-1967页

作者：岳喜海杨进文玉梅李平白小玲重庆大学光电工程学院传感器及仪器研究中心重庆400030

针对目前振动能量采集器只能拾取环境振动中一个方向的能量，以及响应频带较窄的问题，提出并设计了一种由弹性圆柱悬臂梁、环形磁路和复合磁电换能器组成的多方向宽频带振动能量采集器。圆柱悬臂梁具有在其横截面内沿任意方向振动的特... 详细信息

针对目前振动能量采集器只能拾取环境振动中一个方向的能量，以及响应频带较窄的问题，提出并设计了一种由弹性圆柱悬臂梁、环形磁路和复合磁电换能器组成的多方向宽频带振动能量采集器。圆柱悬臂梁具有在其横截面内沿任意方向振动的特性，同时，借助磁力耦合，使任意方向振动具有非线性的特点，从而采集器实现多方向宽频带振动能量拾取。理论推导了磁力作用下圆柱悬臂梁的非线性动力学方程，以及电压输出模型；借助磁场分析软件AnsoftMaxwell分析了矩形、圆形和环形永磁铁分别组成3种磁路的磁场分布，研究了不同磁路中磁力、磁场强度及其变化量等因素对动力学方程和电压输出的影响，为获得更优性能的采集器提供了设计依据。实验结果表明：在5．88m／s。的加速度下，具有环形磁路的采集器能够拾取0°～180°多方向的振动能量，各个方向响应频带宽度达到4．4～5．6Hz；负载电阻为3MQ时，采集器输出0．5mW的最大功率。

关键词：多方向非线性振动宽频带振动能量采集磁力耦合弹性圆柱悬臂梁