随机共振瓦斯微弱信号检测方法研究

为了解决检测煤矿复杂环境中的瓦斯信号时易受周围噪声干扰以至微弱信号被掩埋或产生异常数据的问题,提出一种基于随机共振的微弱瓦斯信号检测方法。采用欠采样原理对大频率信号尺度变换及粒子群算法优化系统结构参量,对大参量微弱信号在随机共振系统中的共振效果进行了理论分析和研究。结果表明,该方法可以以较低的采样频率,自适应地达到较好的共振效果;可有效地滤除噪声并增强系统辨识微弱信号的灵敏度以及信号检测的动态范围。该研究为瓦斯突出信息的早期辨识提供了一定的理论依据。     

基于人工鱼群算法的自适应随机共振方法研究

随机共振为微弱通信信号的检测提供了新途径.本文提出一种基于人工鱼群算法的自适应随机共振新方法,重点研究基于随机共振的微弱周期信号检测技术,将人工鱼群算法和归一化处理结合增强随机共振,适当添加噪声并设定自适应步长策略及迭代停止条件.理论分析和仿真结果表明,对比传统群智能算法处理随机共振其在算法适应性及稳定性、最佳共振精确度、寻优收敛速度、精度方面有明显提升,并为信噪比增益带来3-5dB的提升,运算时间复杂度降低逾70%.     

基于级联随机共振与APSO算法相结合的信号检测方法

针对随机共振方法以系统的参数和噪声强度的匹配为研究背景的局限性,为解决级联双稳系统参数的合理选取的问题及克服自适应随机共振单参数优化的不足之处,提出了一种基于级联随机共振与自适应粒子群(APSO)算法相结合的方法。该方法以系统的输出信噪比为优化目标函数,采用自适应粒子群算法较强的全局搜索能力和粒子(待优化参数)的多样性,对级联双稳态随机共振的级联系统参数进行同步优化,使系统处于最佳随机共振工作状态。仿真结果表明,该方法可以提高输出信噪比及算法的收敛速度,实现良好的检测效果。     

基于光表面等离子波共振的矿井瓦斯检测技术研究

针对矿井瓦斯检测中存在的问题,采用单芯光纤耦合的反射式光束偏转法检测技术,结合Ag/SnO2金属复合薄膜与瓦斯气体接触后发生气敏化学反应,将引起SnO2薄膜的折射率发生变化和等离子表面波共振角移动的性质,提出了一种新的瓦斯检测方法.该方法利用白光光源在覆有选择性气体吸附复合薄膜的表面激发表面等离子波,用单芯光纤耦合的反射式光束偏转法对所激发表面等离子波信息进行采集,并准确检测出环境中甲烷气体的体积分数;用最小二乘法对数据进行拟合,提高了检测精度.由仿真曲线证明,本瓦斯检测方法为瓦斯监测方法提供了一种新途径.     

小信号检测中的自适应随机共振技术

论文就双稳态非线性系统的结构参数和弱信号及噪声之间的关系进行了仿真,对随机共振技术运用于强噪声背景下的弱信号检测进行了研究。提出了一种随机共振自适应算法,并运用于中频电源的故障信号检测,取得了较好结果。     

工程信号测量中的自适应随机共振应用

论文对随机共振技术运用于强噪声背景下的弱信号检测进行了研究。针对工程测量的实际要求，提出了一种随机共振的自适应算法，并开发了一套面向工程实用的自适应随机共振系统。运用于开关电源的故障信号检测，取得了较好结果。     

基于随机共振的语音增强研究

传统的语音增强方法是通过线性过滤除噪声达到语音增强的目的,而在强噪声环境中,语音信号表现为弱信号．去噪变得困难,而随机共振能利用噪声增强语音信号。基于Hodgkin—Huxley神经元阈上非周期随机共振原理,提出一种自适应调节,添加最佳噪声来实现语音增强。实验结果表明,在强噪声能够实现对语音信号的增强,具有一定的鲁棒性,提供了在强噪声环境中增强语音信号的新思路。     

基于随机共振的微弱信号检测

介绍随机共振(SR)方法的基本思想,并建立数学模型。随机共振系统是非线性双稳态系统,存在某一最佳输入噪声强度,使系统产生最高信噪比输出,达到抑制噪声,放大微弱信号的目的。针对传统系统随机共振只适用于极低频信号的局限,本文引入尺度变换,消除了对待检信号频率的限制,通过Matlab仿真,验证了其对微弱信号检测的有效性。     

基于随机共振的微弱信号检测研究

微弱信号是淹没在噪声中的小信号,且一般其信噪比比较低。微弱信号的检测在物理、电子和生物医学方面都具有重要的意义。依据随机共振理论,噪声在一定的条件下有利于微弱信号的检测。研究了随机共振的原理、双稳态系统中的随机共振现象及随机共振的应用研究现状。     

基于DSP的瓦斯检测系统设计

论述了基于DSP的瓦斯检测系统的设计,给出了瓦斯检测原理,以传感器和A/D技术,把采集到的数据进行分析和处理,当瓦斯浓度达到安全线以上时,可进行报警。     

旋涂法制备声表面波化学传感器膜的研究

声表面波化学传感器因高灵敏、便携而快速等优点被用来检测有毒有害气体。聚合物在声表面波敏感器件表面的旋涂技术是研究的热点。用旋涂法把溶于丙酮的氟硅氧烷聚合物溶液在声表面波器件表面制备成膜。通过网络分析仪,对在基片不同的旋涂区域和不同聚合物粘度对敏感芯片的品质因数和插入损耗的差异的分析、对比,确定环基片中心区为成膜的最佳旋涂区域,聚合物溶液增比粘度小于0.34时对成膜质量影响较小。     

基于SAW抗干扰传输的无线传感器网络温测方法

为快速准确地预测系统的健康状况,提出了基于声表面波技术的无线传感器网络温度测量方法。该检测方法利用交换机触发的单向雷达脉冲,通过无线电调制解调器提供发送和接收信道。根据传感器结构对协作目标的截面特性进行表征,以恢复定义换能器材料特性的物理量。同时给出了询问器至询问器,以及传感器至询问器在通信中的抗干扰处理方法。持续1年半的室内和室外温度测量实验验证了所提方法的有效性,可支持工业系统监测,健康状态评估。     

声表面波化学战剂气体传感器的研究

介绍了声表面波气体传感器的基本工作原理和设计方法,通过SAW芯片拓扑结构、敏感膜、覆膜工艺和信号处理电路等方面的优化,研制出两种SAW化学战剂气体传感器,具有灵敏度高、响应和解吸附快,抗干扰能力强的特点。     

新型声表面波神经性毒剂传感器的研究

研制了基于声表面波技术的神经性毒剂传感器,对沙林进行检测研究,并对敏感材料氟化超支化聚合物的合成与表征进行了报道。结果表明,所研制的新型传感器具有响应快,灵敏度高,一致性好,可重复使用等优点,对沙林的检测限可达0.08mg/m3。     

LGS声表面波双模温度传感器研究

该文研究了基于硅酸镓镧（La3Ga5SiO14,LGS）压电衬底的声表面波(SAW)谐振器的瑞利波模式谐振频率和体声波模式谐振频率的温度特性,并利用这两种模式构建了一种宽温度范围的具有线性输出特性的温度传感器。研究结果表明,基于LGS衬底的谐振器的瑞利波模式和体波模式的谐振频率均与温度成二次函数关系,且二阶频率温度系数接近,利用此特性构建的双模温度传感器测试结果和热电偶测试结果基本一致。该文提出的这种双模温度传感器可获得全温度范围的线性输出特性,可应用于LGS高温SAW温度传感器。     

提高声表面波传感器检测精度的方法

在利用声表面波(SAW)进行检测的系统中,回波相位解调的相位模糊严重影响检测精度。针对延迟线型声表面波温度传感器,理论分析表明,结合时延测量和相位测量的解调方法可唯一确定待测量;实验证明,在温度变化较大的范围内,该方法能解决相位模糊问题,检测精度可达0.5℃。     

声表面波CO气体传感器温度误差补偿方法研究

要提高声表面波(SAW)气体传感器的测量精确度,温度补偿是主要难题.目前有许多补偿方法,但其效果不佳.采用软件方法进行温度补偿的研究在国内外已成热点,但选用神经网络对声表面波气体传感器进行温度补偿罕见报道.该文以西北工业大学研发的声表面波CO气体传感器为研究对象,通过理论分析和实验,得到了声表面波CO气体传感器的温度特性曲线.提出了一种利用BP人工神经网络对声表面波CO气体传感器温度误差进行修正的新方法.计算机仿真和试验结果表明,该法能有效改善传感器的输出特性,且速度快,精度高,鲁棒性强,便于用硬件实现,具有较高的推广应用价值.     

一种新型多反射栅声表面波化学量传感器的研究

提出了一种新的延迟线型声表面波化学量化传感器,作为敏感组件的声表面波器件由１组叉指换能器和多个反射组成,经过高频调制的脉冲信号通过叉指换能器在器件表面激励起声表面波,遇到反射栅发生反射,反射回来的声表面波面由叉指换能器转化成电信号。Ｎ个反射栅即可形成Ｎ个反射脉冲,通过测量各个反射脉冲之间的传输时间,即可实现对相应各反射栅之间表面状态的检测,当各反射栅之间制备有化学敏感膜时,即可实现新型化学量传感器     

一种新型的无源无线SAW温度传感器的研究

该文介绍了一种新型的无源无线声表面波温度传感器,传感器的能量来自外界的无线电磁波。通过利用多条耦合器及位于不同声路的两条反射栅,实现了在消除体声波(BAW)干扰的同时,利用两条声表面波(SAW)传输路径差引入相应的声传播延迟,用以提高测温精度。该声表面波温度传感器可采用小波函数包络加权叉指换能器,从而抑制了频率响应曲线中的旁瓣,提高了品质因数。此外,通过使用一个叉指换能器的单端输入、单端输出的结构,可有效减小传感器的体积,使其具有广泛的应用范围。