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关键词： 供热系统   精准监测   智能调控   传感器技术  

摘要： 本文通过对供热系统仪器仪表精确监控调控技术的研究，对现有技术应用进行分析，探索如何提升监控调控精准度。本文阐述了供热系统中不同传感器和数据采集处理技术的使用，重点对智能控制系统和调控算法的优化进行了分析，并对精确监控技术的原理和实际案例进行了深入研究。研究结果表明，精准监测和智能调控技术的应用可以显著提高供热系统的效率和安全性，为未来供热系统的智能化、高效化提供技术支撑，推动供热行业的技术进步。

关键词： 电场传感器   集成光学   薄膜铌酸锂   电光调制  

摘要： 在当今万物互联的时代,电磁环境对人类生活和工作的影响日益显著,电磁设备的快速更新迭代迫切需要一种小型化、高带宽、高灵敏度的电场传感技术来满足如今复杂环境的电场测量需求。铌酸锂作一种为电光晶体,由于其优异的电光调制的性能已经被广泛用于光通信器件研制,并且伴随着集成光学的设计和工艺的发展,其在电场传感领域也开始大放异彩。本文将基于铌酸锂材料的性质和铌酸锂电场传感器的传感原理实现了多种基于体材料铌酸锂和薄膜铌酸锂的电场传感器的设计和制备,并搭建了相应的实验系统对制备的铌酸锂电场传感器性能进行了验证。本文的主要研究成果如下: 1.基于体材料铌酸锂的反射式电场传感器的设计 针对狭小复杂的弱电磁环境测试和工作点稳定测试的要求,提出了一种基于体材料铌酸锂的反射式电场传感器的设计方案。通过对光波导的理论分析和推导以及CST的电磁仿真软件对锥形偶极电极的建模分析确定了三种不同规格的电场传感器,根据理论响应结果,其中两种能够分别实现在10 GHz和12 GHz的弱电场测量,另一种传感器则能够实现0.01～17.28 GHz的6 d B宽带电场传感。 2.基于薄膜铌酸锂的超宽带强电场传感器的设计 针对于超宽带高功率的电磁场测试要求,提出了一种基于薄膜铌酸锂的电场传感器的设计方案。通过光学仿真软件Lumerical和电磁仿真软件CST Studio Suite分别确定了两种规格电场传感器的结构参数。根据仿真结果单个偶极子天线的薄膜铌酸锂电场传感系统的理想响应具有0.01～27.5 GHz的3 d B超宽带电场响应,最大可测电场为726 k V/m,阵列天线结构的电场传感器能够实现0.01～26.12的3d B超宽带电场响应,最大可测电场为330.86 k V/m。 3.根据提出的电场传感器设计方案,分别制备了基于体材料的铌酸锂电场传感器和基于薄膜铌酸锂的电场传感器。并分别搭建了光学、温度和电学性能的测试系统,对铌酸锂电场传感器的光学性能、系统测试的稳定性能和电场测试的性能进行了实验验证和分析。通过实验验证,电场传感器光学性能与理论和仿真设计结果具有一致性,测试系统的具有稳定的电场测试能力,制备的电场传感器的电场测试线性度良好,频率响应与仿真具有一致性,验证了设计方案的可行性。其中,两款高灵敏度电场传感器在10GHz和12GHz的最小可测电场为0.93 m V/m和1.185 m V/m。

关键词： 传感器技术   无人驾驶检衡车   检测控制系统  

摘要： 本文参考动态汽车衡检测现状，提出将无人驾驶检衡车引入动态汽车衡的检测过程，并对具体改进做法和引入无人驾驶技术后的检测过程进行了简单介绍，为后期提升动态汽车衡检测过程的自动化水平提供参考。

关键词： 数字化城市   环保标准   监测技术创新   传感器技术  

摘要： 文章对数字化城市建设中的环保标准与监测技术创新进行了深入探讨。研究指出，环保标准在数字化城市环境下的适用性不足，且现行标准的制定滞后于技术发展和城市变化。同时，监测技术在数字化城市中的覆盖范围和精度问题，以及实时性和可持续性面临挑战。针对这些问题，研究提出了制定符合数字化城市特点的环保标准、引入动态调整机制、推动传感器技术和物联网技术在环境监测中的应用、发展智能监测系统等策略，以提高监测数据的精准性和实时性。

关键词： 深部基坑工程   监测与预警系统   安全风险   传感器技术   数据采集技术  

摘要： 深部基坑工程在城市建设中起着重要作用，然而其施工过程中存在着一系列的安全风险。为了提高深部基坑工程的施工质量和保障施工人员的安全，本论文设计和实现了一种深部基坑监测与安全预警系统。该系统利用先进的传感器技术和数据采集技术，能够实时监测基坑周围环境的变化，并对潜在的安全隐患进行预警。通过将监测数据与预警模型相结合，系统可以及时发现并识别危险情况，并通过声音、光线等多种方式向相关人员发送预警信息，以便他们采取紧急措施。实验结果表明，该系统具有高度的稳定性和准确性，能够有效地提升深部基坑工程的施工安全。

关键词： 智慧工地   塔式起重机   安全监控   传感器技术   吊钩可视化  

摘要： 随着信息技术的发展,建筑行业的智能化水平不断提高,塔式起重机在建筑工地上扮演着越来越重要的角色。尽管塔式起重机在各行各业中得到广泛应用,但与此同时,频繁发生的事故也表明了现有塔机监视系统存在传感器应用单一、可视化的缺失等问题。基于此本文提出了一种基于多传感器协同的塔机运行状态监测系统,能够通过各类传感器数据,实时监测塔机运行状态,同时通过吊钩可视化展示,操作人员能更直观地了解吊钩位置、负载情况等关键信息。具体研究工作如下: 首先,为解决现有塔机监视系统在传感器上的应用比较单一问题,本文深入研究了塔机对传感器的参数要求,通过对各类传感器的原理进行分析,确定了系统各传感器的选型,以保其能够准确、稳定地感知塔机运行状态的关键参数。 其次,为解决传统塔机监测系统传感器信息采集误差大、吊钩监测范围狭窄等问题,本文设计了基于多传感器协同的塔机运行状态监测的软硬件系统。硬件部分设计了微处理器核心控制板电路、传感器数据采集电路、电源管理电路等。软件部分设计了人员认证、传感器数据采集、数据传输、人机交互界面、报警界面、电源管理等功能。 最后,为了验证系统的有效性,本文将软硬件进行了联合调试。调试结果表明操作人员可以通过可视化界面实时掌控吊钩的状态、位置、负载等信息,同时对核心功能板进行了测试,验证了采集电路模块、信息交互模块、电源电路模块、HDMI触控模块的可行性,并将得到的传感器数据进行了分析,其中重量传感器误差小于10 kg,高度、幅度传感器误差均小于0.01 m。各传感器的数据均在误差范围内,满足塔机监测需求。

关键词： GIS   传感器技术   人工智能   云计算  

摘要： 随着科技的飞速发展，信息化建设在各个领域都发挥着越来越重要的作用。特别是在水库工程管理这一关键领域，信息化建设不仅提升了管理的效率，更在保障安全、优化资源配置等方面发挥了不可替代的作用。基于此，本文分析了水库工程管理信息化建设的意义，探讨了水库工程管理信息化建设的现状，包括GIS地理信息系统、传感器技术、水库信息化管理与标准化管理、人工智能与机器学习。旨在进一步提高水库工程的管理水平，确保水资源的有效利用和环境保护，为相关领域的发展提供有益的参考。

摘要： 习近平总书记2021年5月在两院院士大会上发表重要讲话指出:“宏观世界大至天体运行、星系演化、宇宙起源,微观世界小至基因编辑、粒子结构、量子调控,都是当今世界科技发展的最前沿。”随着科技全球化发展,人类对自然的认识和探索进入了深层的新时代。习总书记还指出:“深空探测成为科技竞争的制高点,深海、深地探测为人类认识自然不断拓展新的视野”“人类正在进入一个‘人机物’三元融合的万物智能互联时代”。党中央指出的这些核心科技领域的发展对微纳尺度感知和测控技术及系统有着迫切需求。深空、深海以及深地探测均面临着极其严苛的工况制约。例如:深空探测受航天器载荷限制,系统微型化特征需求迫切,同时面临超低温、大温差、强冲击、强辐照等极端环境;深海和深地探测也需要耐受高压、高温等极端环境;另一方面,我国在超高声速飞行器、航空发动机、核聚变点火装置等一系列重大战略工程需求中,也离不开能够在高温高速高冲击的极端环境下稳定工作的感知与控制微系统,并进一步与信号检测与分析、人工智能等技术相结合以实现结构健康监测、高速流场状态检测与分析、微纳尺度超精密操控等任务目标。因此,我国若要在深空深地深海等领域抢占科技竞争制高点,离不开具有耐受极端环境能力的微纳传感器及微型化智能系统的支撑。

关键词： 红茶揉捻   茶色素含量   机器学习   机器视觉   近红外光谱  

摘要： 揉捻是工夫红茶加工的关键环节,有助于工夫红茶的颜色变化和品质形成。颜色变化作为揉捻过程的重要感官指标,直接影响制茶师对揉捻程度的判断和茶叶品质的把控。茶黄素、茶红素和茶褐素等水溶性色素物质的产生是工夫红茶揉捻叶颜色变化的主要原因,其含量也会影响成品茶的风味品质。因此,本研究首先基于工夫红茶揉捻叶的颜色特征变化,使用机器视觉技术建立可以区分不同揉捻程度的分类模型,然后在明确区分不同程度揉捻叶的最佳颜色特征组合基础上,利用机器视觉技术、近红外光谱技术和传感器信息融合技术进一步探究揉捻过程中茶色素含量的预测方法。本研究不仅建立了区分不同程度工夫红茶揉捻叶的客观分类方法,还为实现工夫红茶揉捻过程中茶色素含量的快速无损检测提供方法基础,以促进红茶加工的精准化和数字化。本文研究结论如下: (1)基于机器视觉技术的工夫红茶揉捻程度的分类与识别。首先利用便携式色差仪和机器视觉系统分别采集工夫红茶揉捻过程中样本的颜色外观指数和图像,并从图像中提取RGB(R:红色,G:绿色,B:蓝色)、HSV(H:色调,S:饱和度,V:明度)和La*b*(L:亮度,a*:红绿色度,b*:黄蓝色度)这3个色彩模型中的9个颜色特征变量。其次利用支持向量机和随机森林算法建立基于颜色信息的工夫红茶揉捻程度分类模型,经过对比讨论以及对上述9个颜色特征变量的筛选,确定了可以有效区分工夫红茶揉捻程度的最佳颜色特征组合为B-S-a*。最终利用该组合建立的基于径向基核函数的支持向量机模型和随机森林模型均取得了最佳分类效果,分类整体准确率均可达到97.5%,可以较好地实现工夫红茶揉捻叶的程度分类。 (2)基于机器视觉技术的工夫红茶揉捻过程茶色素含量预测。首先使用机器视觉技术提取不同揉捻时间下揉捻叶样本图像中的平均颜色特征信息,并利用系统分析法测定了相对应样本的茶色素含量。其次采用皮尔逊相关性分析讨论了颜色特征信息与茶色素含量间的相关性,同时利用数据标准化(Z-score)和主成分分析(PCA)分别消除原始图像数据中存在的量级差异和冗余信息。最后使用极限学习机(ELM)建立了本节中基于图像特征的茶色素含量定量预测的最佳模型。Z-score-PCA-ELM模型对茶黄素、茶红素和茶褐素含量的预测结果中预测集的相关系数(Rp)值分别为0.9684、0.9606和0.9619。相对标准偏差(RPD)值也均大于3.5。数据表明机器视觉技术可以用于实现对工夫红茶揉捻过程中茶色素含量的预测分析。 (3)基于近红外光谱技术的工夫红茶揉捻过程茶色素含量预测。首先使用微型近红外光谱仪收集不同揉捻时间下样本的近红外光谱,并采用光谱预处理算法消除光谱中可能存在的误差。其次运用特征波长筛选算法确定光谱经过不同预处理后与茶黄素、茶红素和茶褐素相关的特征波长,旨在消除光谱中的无关变量。进而确定基于标准正态变换结合模型自适应空间收缩法的支持向量回归模型(SNV-MASS-SVR)为本节中预测茶黄素含量的最佳模型,该模型的Rp值为0.9591;确定基于一阶导数法结合MASS算法的ELM模型(S-G-1st-MASS-ELM)为本节中预测茶红素含量的最佳模型,该模型的Rp值为0.9494;确定基于SNV结合竞争性自适应重加权法的ELM模型(SNV-CARS-ELM)为本节中预测茶褐素含量的最佳模型,该模型的Rp值为0.9607。结果表明,本节提出的技术方法可以有效提高微型近红外光谱仪在工夫红茶揉捻实践中的应用性。 (4)基于传感器信息融合的工夫红茶揉捻过程茶色素含量预测。首先同时应用上述(2)和(3)中的图像信息和光谱信息,并采用低级和中级数据融合两种方式,将相应的传感器信息融合。并通过偏最小二乘回归(PLSR)、SVR和ELM对融合后的数据信息进行结果评价。相较之下,中级数据融合方式更具优势,不仅使特征信息互补,还尽可能地消除了无关信息。最终建立的基于中级数据融合方式的ELM模型为本研究预测茶色素含量的最佳模型,信息融合模型对茶黄素、茶红素和茶褐素含量的预测结果中预测集的Rp值均大于0.9800,且RPD值均大于5。数据表明,传感器特征信息融合后对茶色素含量的可预测性优于使用单一的图像信息和光谱信息。多传感器信息的应用在红茶智能化加工领域中具有较好的发展前景,可以为红茶数字化技术提供新视野。

关键词： 传感器技术与应用   思政元素   职业素养   思政评价  

摘要： 文章从课程教学实践经验和课程特点出发,从课程思政目标融合、课程思政教学内容改革、课程教学模式和教学方法的改革等方面,提出了《传感器技术与应用》课程的课程思政教学改革方案,以“酒精检测报警电路设计”项目为例,提出了具体的教学实施与组织策略,将课程思政从“点”“线”“面”三个方面融入课堂中,取得了不错的教学效果。