基于时差法的超声波测速向仪设计与实现

介绍了超声波时差法风速测量的基本原理,以及基于MSP430微控制器和MAG3110的风速风向测量系统的实现方法。给出了以MSP430芯片为核心的硬件设计的总体框架图。详细地阐述了各个外围接口电路的设计,以及超声波风速风向测量的软件设计。系统具有结构简单、精度高、功耗低和扩展方便等特点,能够满足大学物理实验教学的风况信息测量。     

时差式超声波流量计实验装置

基于超低功耗单片机MSP430F4152微控制器设计了时差式超声波流量计,实现了水流量的实时检测.实验装置利用高速计时芯片TDC-GP21完成精确的流量计量,利用RS-485总线方式将数据传输至远方计算机,利用LabVIEW软件将接收到数据做成表格并绘制成折线图以供分析.     

超声波声速测量的拓展实验

在测量超声波在均匀媒质中传播速度的基础上,利用时差法进行数据测量,并利用Origin软件对数据进行线性拟合得出在复合介质中超声波的声速.     

基于LMS自适应时延估计和FPGA的超声波测风系统研究

利用超声波传感器进行风速测量时,温度对超声波传播有很大影响,时延估计对超声波测风系统的精度起到很大的作用。本超声波测风系统为避免温度对风速测量中的影响,采用了基于时差法的测量原理,为了提高时延估计值的精度,提出了基于最小均方(LMS)自适应时延估计的测量方法,研制了以单片机Atmega128和现场可编程门阵列(FPGA)为核心的硬件系统。仿真和实际测试的结果表明,该超声波测风系统的时延估计值精确度较高,具有很高的应用价值。     

时差法超声波流量计测量精度的补偿方法*

超声波时差法测量精度的提高,不仅使流量计的测量值更加准确,更能满足工业生产监控的智能化及自动化的需求。文中对时差法流量计的测量原理以及影响因素进行分析,结合超声波接收原理,设计了过零检测电路结构,并在顺逆流的时间差的测量问题上,应用互相关算法,完成对时间测量的自补偿。实验结果显示:在采取以上补偿方法后,能有效改善流量计精度,时差测量误差小于0.8%,并提高了测量实时性。     

基于树莓派和Java语言的温湿度远程实时测量系统的设计

为了提高变电站内温湿度监测水平,基于树莓派嵌入式系统和Java语言开发了一种温湿度远程实时测量系统,本系统包含客户端、服务器、温湿度测量模块三层硬件架构,客户端和服务器都连接在互联网或局域网中,采用Java语言编程,实现客户端与服务器之间多种通讯模式,客户端可显示可视化控制界面和测量结果。系统运行表明,由于树莓派同时作为现场测量模块的控制器和服务器,数据库在树莓派服务器端生成,数据库文件不会受客户端连接状态的影响,客户端不必时刻与服务器连接,在需要时可连接任一接入系统的树莓派服务器,连接效率大大提高,本系统还可根据实际需要改变服务器和客户端数量、客户端的控制界面,具有很大的灵活性和很强的可扩展性。     

地下储气井钢管壁厚检测电路设计

项目设计的回旋式自动悬浮超声波探头装置,采用超声波时差法测量地下高压储气井钢管的壁厚,为满足检测分辨率为0.2mm的要求,需要对小至0.075μS的时间差进行高精度测量。方案采用在MSP430单片机控制下的高精度时间间隔测量芯片TDC-GP2实现了前述技术要求。以此为核心开发研制的CNG地下高压储气井专用检测装置设备样机具有体积小、重量轻、成本低、精度高、使用方便的特点,较好地满足了地下储气井现场检修探测的技术要求。     

基于Android的家庭移动医疗监护系统的设计

老年人口数量快速增加和慢性疾病病发率、死亡率的上升给传统医疗体系带来了巨大压力,因此,新型医疗体系越来越受到全社会的关注。结合穿戴式传感检测技术和无线Wi-Fi技术,设计了家庭移动医疗监护系统,在系统中,开发了一种家用、便携生理参数监护仪,采用Java语言依托Eclipse开发环境在Android智能手机平台上开发了监护仪客户端,在PC机上搭建了远端服务器。Android手机能够接收监护仪采集的生理数据,实时监测显示血压、心率、心电图等,通过智能手机可以把生理数据上传至远端服务器,实现数据的保存和查询。本设计所采用的方法为面向家庭、社区、医院的新型家用便携、可移动的医疗仪器以及远程医疗监护系统提供关键的技术和设备基础。     

分布式火灾监测站太阳能电源监测管理系统

为了提高森林火灾监测站的太阳能电源的监测管理水平,采用GPRS无线通信技术设计了分布式火灾监测站的太阳能电源监测管理系统,系统由数据中心管理服务器、监测站、太阳能电池板电源监测单元和传输网络组成;通过精密电阻分压的方法,利用单片机MSP430F149的ADC口测量太阳能电池板的输出和蓄电池的电压,并记录和运算蓄电池的放电电流和内阻,通过GPRS无线模块建立与数据中心服务器的TCP/IP网络连接,将采集到的火情和电源工作状态上传;数据中心服务器主要负责接收、处理、分析统计和显示来自各监测站的数据,并存入数据库ACCESS2003中;经过实验表明,该系统工作稳定可靠,实现了对森林火灾监测站点电源供电状态的集中管理,避免了由于电力故障造成火灾监测盲点的出现。     

基于3G的能耗数据采集器设计

针对大型公共建筑实时监控能耗的需求,借助3G网络传输的优势,提出了一种基于3G的能耗数据采集器的设计方案。该方案使用STM32为主控制器,根据Modbus通信规约通过RS485方式实现对智能电表的能耗数据采集,再将数据通过3G无线网络远传至服务器。重点设计了采集器的硬件电路,数据采集与传输驱动程序。经实验室测试,该采集器能实时、准确地采集数据并传送至服务器,性能稳定可靠,能够满足能耗监测系统的需求。     

地源热泵的运行特性模拟研究

依据圆柱源理论,建立起了耦合地面热泵机组和地下埋管换热器特性的模拟模型,该模型可用于长期运行的地源热泵系统的短时间步长运行特性模拟。探讨了模拟过程中有关参数的确定方法,并运用所建模型对地源热泵的冬季和夏季运行特性进行了模拟。运行特性模拟与实验数据的验证结果表明,所建模型可以对地源热泵的运行特性做出符合实际的预测。     

土壤源热泵系统的火用成本分析

在对火用分析与经济学原理研究的基础上,利用火用成本分析方法,建立了土壤源热泵系统的(火用) 成本分析模型.以实际的建筑空调系统为背景,运用所建火用成本分析模型与能量成本分析方法,对土壤源热泵系统与风冷热泵系统进行了对比分析计算,并以空气源热泵为基础对土壤源热泵进行了敏感性分析.对土壤源热泵的实际应用具有指导意义.     

现场测量深层岩土热物性方法

地下岩土的热物性参数是地源热泵地热换热器的设计中所需要的很重要的参数。热物性参数的大小对钻孔的数量及钻孔的深度具有显著的影响，进而影响地源热泵系统的初投资。为了能够在现场测量地下岩土的热物性参数，本文利用一套现场测量设备测量了对地下埋管回路施加的热流与回路中循环水温度随时间的变化，并利用参数估计方法确定地下岩土的热物性参数。     

空气-地源双热源复合热泵低温制热特性实验研究

为缓解单一空气源热泵低温供热性能差的突出问题,设计了空气-地源双热源复合热泵系统。实验研究结果表明,即使在室外-15℃的超低温环境温度工况下,利用少量的低温地下水,复合热泵的制热量较单一空气源热泵提高近50%;能效比提高40%以上。     

地源热泵空调系统热平衡及土壤温度分布实验研究

本文利用地源热泵空调系统的全年运行实验结果,研究了地埋管换热器与周围土壤的热量交换以及土壤的温度变化。实验结果与理论计算表明,由于采用热回收技术,该系统可减少33．7％的热量排放。连续运行一年后,土壤的平均温升为0．7℃,解决了夏热冬冷地区地源热泵空调系统的土壤热平衡问题。     

地源热泵的应用对环境的影响分析

地源热泵被认为是一种高效、节能、环保、有利于可持续发展的技术,它被认为是21世纪最有效的空调技术。然而地源热泵的大量使用也带来了一系列的环境问题。分别针对地表水源热泵、地下水源热泵以及土壤源热泵的使用对环境的影响进行了深入分析,并对可能的解决方案进行了讨论。     

Lock-in thermography for nondestructive evaluation of materials

Photothermal radiometry allows for remote measurement of local harmonic heat transport where the phase angle (between remote optical energy deposition and resulting temperature modulation) is sensitive to subsurface features or defects. Phase sensitive modulation thermography (or ‘lock-in thermography’) combines the advantages of photothermal radiometry with the fast technique of infrared imaging thereby revealing hidden defects in a short time. In this paper the principle and various applications are described and analyzed. While this lock-in thermography is based on remote optical heating of the whole area of interest, one can heat defects selectively with modulated ultrasound which is converted into heat by the mechanical loss angle effect which is enhanced in defect regions. This ‘ultrasonic lock-in thermography’ provides images showing defects in a way that is similar to dark field imaging in optical microscopy.     

R407C地源热泵系统实验研究

本文以三元非共沸混合工质R407C对传统工质HCFC22进行了替代,搭建了地源热泵系统实验台。考虑到在地源热泵运行时,地下土壤温度会因运行时间和冬夏季节的不同而发生变化,造成热泵的各种不同运行工况。为全面反映热泵的运行状态制订了测试方案,并对测试数据进行了整理和分析。该热泵系统在加热与制冷运行模式下COP均可达到3．6以上。     

太阳能-土壤源热泵优化运行研究

根据太阳能-土壤源热泵系统各部件之间的耦合关系,建立了各部件的仿真模型,并在此基础上建立了太阳能-土壤源热泵系统仿真模型,将其应用于实际工程进行模拟计算,分别对系统的两种运行模式进行了研究分析。     

泵驱动两相系统流动稳定性的时域理论研究

蒸汽发生器中可能出现的两相流不稳定现象会导致二回路流量、压力和温度的脉动,不仅干扰控制系统,还可能引起传热管热疲劳损坏.首先,采用集总参数法和小扰动线性化方法,建立了由泵驱动的两相系统的时域理论模型.然后对比分析了泵驱动边界条件和恒定压降边界条件,以及泵特性曲线的斜率对系统稳定性的影响.结果 表明,随着泵特性曲线斜率绝...