基于容栅位移传感器的管路堵塞监测系统设计

现有的氮磷营养盐原位监测仪存在不足,其进样管路在受污染的水体中容易被堵塞,针对此问题提出了一种基于容栅位移传感器的管路堵塞监测系统。通过容栅位移传感器采集位移信号,经过滑动滤波以后输入STM32单片机处理,对数据分析处理后得到管路形变特征参数,进而判断管路堵塞状态,并启动滤膜更换装置更换过滤膜,排除堵塞保证机器顺利运行。系统测试和实验结果表明:容栅测位移法在非介入式管路堵塞测量中完全可行,为小管径胶管的在线堵塞检测提供了一种新的方法。     

基于LabVIEW的He-Ne激光器综合实验系统

基于LabVIEW软件和数据采集卡设计了激光器综合实验系统,可实现对激光器谐振腔长调谐的自动、远程、精密的控制,并具有对输出光强信号进行实时显示、存储、读取和处理的功能,同时将频率分裂、模竞争和光强调谐实验相结合.     

基于LabVIEW的亥姆霍兹线圈磁场自动测量系统

用LabVIEW软件、霍尔传感器、步进电机、继电器、单片机采集系统,构建了亥姆霍兹线圈磁场的自动测量系统.以PC作为上位机,LabVIEW程序控制PC与单片机通信,单片机接收到指令,控制步进电机工作,带动霍尔传感器,传感器采集信号送到单片机,再送到上位机,用LabVIEW进行数据处理和显示,从而实现了亥姆零兹线圈磁场的自动测量.     

液位传感器容错控制方法研究

传统的PID(比例-积分-微分)控制法在液位过程控制中占据主要地位,但由于液位控制系统,特别是其系统传感器容易发生故障,使得PID控制法具有抗故障能力不足的缺陷,对生产生活造成重大损失,因此需采用容错控制方法使得液位传感器发生故障时仍能较为正常运行,提出状态观测器估计传感器液位故障值的容错控制方法,使状态观测器对故障状态产生观测跟踪,将故障状态作用于原控制器,并使原控制器弃置已经存在故障的传感器信号,使得故障值被抵消。     

基于STM32F4的时栅位移传感器信号处理系统设计

为了提高时栅位移传感器的测量精度及分辨率,提出了一种基于STM32F4的时栅位移传感器信号处理系统。系统包括硬件电路和软件设计,运用STM32F4处理器产生的高频时钟脉冲插补感应信号和参考信号的相位差,实现了相位检测。经实验验证,采用系统后,时栅位移传感器的角度误差峰峰值为2.4＂,实现了高精度、高分辨率的时栅角位移测量。     

基于F-P腔和FBG的强度调制型光纤液位传感器

设计了一种用于液位测量的光纤F-P(Fabry-Perot)传感器,并从传感头的设计制作出发,讨论了提高传感器输出信号对比度的方法;测量系统采用宽带光源,解调时经FBG(Fiber Bragg Grating)反射和透射得到传感信号和参考信号,对两路光强信号进行联合处理,补偿了光源功率波动和光路损耗变化引起的不良影响,消除了强度调制型传感器的固有缺点,此方法具有结构简单、成本低的优点;该系统可进行连续测量,测量范围为0到200kPa,相当于测量水深0到20m,其分辨力小于1cm(水面高度变化),特别适合对易燃易爆的环境中的油库液位进行测量。     

采用反射叠栅信号的超精密定位技术研究

在光学理论基础上,对反射型双光栅检测系统进行了研究。建立了以反射叠栅信号及其相应位移为对象的数学模型,并利用Matlab软件对反射叠栅信号其位移特性进行数值计算及分析仿真,经仿真研究发现,反射0次叠栅信号输出光波强度最强、呈现出稳定的规律性。据此,设计实现一种基于反射叠栅信号的超精密定位系统,以反射0次叠栅信号作为定位台的控制信号,在微型计算机闭环作用下,实现微定位工作台高精度位移偏差实时检测以及超高精度自动定位。对于反射定位系统存在的非线性、迟滞性等特点,提出基于模糊径向基函数(RBF)神经网络的智能比例积分微分(PID)控制技术,在二者共同作用下在线实时调整PID控制参数,实现PID控制的智能化,提高智能控制的自适应能力。结果表明,采用反射叠栅信号的智能PID控制系统抗干扰性强、定位效率高,可实现±10 nm的定位精度。     

反射式动栅光纤液位计的研究及应用

介绍反射式动栅光纤位移传感器的原理和利用补偿电路消除系统信号漂移的方法。在此基础上设计了用于轻苯贮罐的光纤液位计。     

基于二维细分技术的时栅信号处理系统设计

为了提高时栅位移传感器的动态性能及测量精度,提出了一种基于FPGA和二维细分技术的时栅位移传感器信号处理系统。利用二维细分技术对插补脉冲进行倍频处理,降低了对插补脉冲频率的要求,通过倍频后的高频脉冲插补时栅感应信号和参考信号之间的相位差完成了时栅角位移的测量,提高测量精度。该系统在FPGA内基于NiosII软核完成数据的采集和处理,简化了系统,并加入自定义指令提高了数据处理效率。实验表明,采用该系统后,时栅位移传感器在960MHz插补脉冲下测量误差峰峰值为±1.3″,实现了时栅的高精度角位移测量。     

用于石油罐的光纤传感液位测量系统

许多石油化工企业的油品储存罐仍使用着靠人工读数的浮子式液位测量装置，其工作效率低、误差大，而且无法实现自动化控制和管理。针对这种情况，采用先进的光纤传感技术在人工浮子液位计的基础上研制了一种新型的液位测量系统。该系统利用力平衡原理测量液位，利用光纤传感器探测和传输信号，采用自制的光码盘实现光信号的调节。该系统的现场测试结果表明，系统在测量范围为0～1000mm时，测量误差≤±6mm、相对误差＜2％。现场应用表明，该系统的各项性能指标符合生产要求，并且运行稳定，性能可靠。     

基于GSM和LabVIEW的温室大棚远程监控系统

为了实现智慧农业,设计了基于GSM和LabVIEW的温室大棚远程监控系统,系统以MSP430F149为处理器,通过放大电路及滤波电路对土壤湿度传感器、土壤PH值等微弱信号进行放大、滤波,实现对可移动天窗、遮阳系统、保温、喷滴灌系统进行实时自动调节、检测,创造植物生长的最佳环境指标,同时将测试结果利用GSM模块传到农户手机上,并通过串口实时远程传输给LabVIEW上位机显示。系统运行稳定,可靠性好、扩展性好,人机界面良好,具有广泛的市场应用前景。     

基于PLC的地面能源远程控制方案

传统伺服地面能源系统的远程控制主要通过模拟量来实现,其自动化程度低、抗干扰能力差。为了解决以上问题,提出了一种基于PLC的地面能源远程控制方案,其分别采用了基于Profibus现场总线的分布式PLC控制技术、基于高压输出反馈的闭环控制技术、OPC Server与PLC远程通讯技术,实现了伺服地面能源系统的远程自动化控制功能,用基于虚拟仪器技术的人机交互界面取代模拟器件,用基于MODBUS协议的数字式网络传感器取代模拟传感器,实现了伺服地面能源系统数字化,提高了伺服地面能源系统的抗干扰能力。     

基于单片机和LabVIEW的无线火灾监测系统设计

设计了一款的RFTR1无线火灾监测报警系统,重点介绍系统的实现过程。系统以单片机STC12C5A60S2为核心控制器,利用LabVIEW开发环境设计上位机的监测界面,上位机通过串行口与单片机通信,从而实现对多路数据的采集与监测。设计并解释系统的硬件连接,对系统作软件设计,解释了LabVIEW监测平台的应用,经测试系统运行正常。系统具有无需布线、对功能变化的适应性强、系统数据及信息显示直观、人机交互界面好、抗干扰能力强、安装调试简便等特点。     

口腔手术综合治疗仪控制系统的设计与实现

口腔术综合治疗仪是口腔治疗必备的大型仪器设备,对各功能部件的控制及模块间协调要求严格;基于STC系列的51单片机设计了一种新型的控制系统,利用PWM控制方法解决了手术照明的无级调光问题;对反馈信号进行处理,实现了座椅的精确控制与位置记忆;设计了合理的电源与接口,可以外挂驱动多种相关手术仪器;高精度的电源监控电路,保证了系统的安全运行,实现了二次上电的状态恢复;通过上位机与网络,实现了对仪器的远程控制与维护。系统低功耗,低电磁辐射,抗干扰能力强。该系成功统应用于佛山某外资公司并实现产业化,效果良好,已远销各地。     

ICF中可调法布里-珀罗滤波器间距稳定度研究

 在神光Ⅱ第9路ICF高功率激光装置中，采用可调法布里-珀罗(F-P)滤波器对幅度调制效应进行补偿，根据补偿装置的技术要求，提出一种应用nm量级精度的电容式位移传感器对可调F-P滤波器间距稳定度进行监控的系统，详细论述了监控系统的结构与工作原理。给出了电容式位移传感器的驱动电路及数据处理与控制软件的设计方案，并对电容式位移传感器的精度进行了标定。实验结果表明，该位移监控系统能够使可调F-P滤波器的间距稳定度保持在15 nm/h以内，使幅度调制效应的调制深度优于4%。     

基于LabVIEW的光纤线路光功率信号实时采集系统

 为实时获取光纤内光功率信号,基于LabVIEW虚拟仪器编程语言,采用USB总线技术,结合光接收机和NI数据采集卡USB M6251构成的硬件平台设计了新型的高速采集系统。该系统克服以往光功率信号采集系统采样率低、单通道显示、界面交互能力弱、便携性差等缺点,实现了采样参数可控的双通道实时采集、显示、保存光功率信号等功能。该系统开发效率高,并通过实验证明其具有良好的人机交互能力,可靠性高,实用性强,能为各类光纤通信系统提供光功率信号监测功能。     

基于LabVIEW的增压控制器测试设备软件设计

LabVIEW作为一种功能强大的虚拟仪器开发环境得到广泛的应用。利用LabVIEW设计测试设备软件,读取存储在EXCEL表格中的贮箱压力值,通过RS485串口通信发送给增压控制器作为模拟压力值,增压控制器通过接收的压力值来控制电磁阀的启闭以此验证增压控制的功能,实现软件的测试功能。利用LabVIEW可以设计出简洁友好的界面,方便操作和观察。有效降低程序的计算量,能够做到实时读取和发送。     

基于LabVIEW的外延片光致发光扫描系统

概述了一套基于LabVIEW而搭建的半导体光致发光扫描系统.充分考虑扫描过程中由于外延片荧光信号过于微弱、不均匀背景光噪音可能产生的光谱采集失真以及随后分析谱图所存在的物理参量读取误差等因素,通过扣除背光源、隔离样品、高斯拟合等方式对测量过程进行优化.同时依托LabVIEW自身强大的仪器控制能力,如调用动态链接库与ActiveX控件实现了对光谱仪和平移台的通信与控制,结合其良好的数据分析及显示能力,实现了对外延片测量、读取、分析处理以及实时显示等过程的自动化整合,准确高效地提取出样品空间分辨的光致发光特性如峰位、光强等.最后初步分析了所用外延片的发光均匀性,得出波长分布与生长温度分布基本一致,肯定了保持生长腔内温度均匀一致的重要性.该系统不仅界面友好、简单易操作、实时性强、智能化高且搭建简单易行,极大地降低了成本,方便研究人员进行快捷准确的测试.     

弹上激光接收机的光谱响应特性检测研究

检测该系统能采集和分析相关测试数据,能显示、保存和打印最终测试结果。由于使用了选进的编程开发软件和虚拟仪器技术,使系统能成为检测激光接收器光谱参数的测试系统。测试结果证明,这种方法实用、方便,测量精度高。     

基于LabVIEW的外延片光致发光扫描系统

概述了一套基于LabVIEW而搭建的半导体光致发光扫描系统.充分考虑扫描过程中由于外延片荧光信号过于微弱、不均匀背景光噪音可能产生的光谱采集失真以及随后分析谱图所存在的物理参量读取误差等因素,通过扣除背光源、隔离样品、高斯拟合等方式对测量过程进行优化.同时依托LabVIEW自身强大的仪器控制能力,如调用动态链接库与ActiveX控件实现了对光谱仪和平移台的通信与控制,结合其良好的数据分析及显示能力,实现了对外延片测量、读取、分析处理以及实时显示等过程的自动化整合,准确高效地提取出样品空间分辨的光致发光特性如峰位、光强等.最后初步分析了所用外延片的发光均匀性,得出波长分布与生长温度分布基本一致,肯定了保持生长腔内温度均匀一致的重要性.该系统不仅界面友好、简单易操作、实时性强、智能化高且搭建简单易行,极大地降低了成本,方便研究人员进行快捷准确的测试.