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关键词： 传感器与检测技术   教学内容   教学方法   考核方式  

摘要： 传感器与检测技术是我校电子信息工程专业的专业必修课,该课程的实践性较强。从应用型本科人才培养的角度出发,提出了以学生为中心的教学方式。首先在教学内容上适当引入与本专业或与日常生活联系紧密的传感器的工作原理,并采用倒叙的方法来激发学生的学习兴趣;在教学方法上采用开放式、互动式的教学方法 ;在考核方式上采用"平时+实验+综合设计+考试"的评价体系。从实施效果看,通过上述的教学改革方式和方法的尝试,激发了学生的学习兴趣,提高了学生的创新能力,达到了较好的教学效果。

关键词： 项目教学   传感器检测   课堂教学改革  

摘要： 本文以"红外传感器"项目为例,通过教师导入、实物演示、学生操作、总结归纳等过程对《传感与检测技术》进行了课堂教学改革,结合多种新型授课模式,达到了一定的效果。

ISBN: (纸本)9787111625001

关键词： OBE   传感器   教学改革  

摘要： 在OBE理念指导下,以《传感器与检测技术》课程为研究对象,对该课程的学习成果进行修订,并根据学习成果对教学内容、教学方法、学习成果评价方法等模块进行了反向设计,通过多种教学方法和手段的恰当运用,使学生在知识、能力、素质方面均得到提高。

关键词： 应变传感器   小型化设计   短路孔微带天线   射频识别   结构缺陷   无线检测  

摘要： 微带天线应变传感技术作为一种新型检测技术，对高端装备的结构健康监测具有重要意义。为了实现传感器的小型化，本文提出一种短路孔微带天线传感器，并将微带天线技术与射频识别(Radio Frequency Identification，RFID)技术相结合，研制了一种基于RFID标签的短路孔微带天线传感器，不仅实现了传感器的小型化，而且有效提高了微带天线传感器的无线检测距离。主要研究内容包括:　　(1)短路孔微带天线传感器的研制。建立矩形微带天线的电场模型，根据短路加载技术，分析加载短路孔和短路面后微带天线的谐振频率和表面电流分布、以及加载不同数量的短路孔对微带天线性能的影响，优化设计了一种短路孔微带天线传感器;基于馈线式和无线式两种激励方式，分别利用微带线馈电和喇叭天线馈电对短路孔微带天线传感器的检测性能进行分析，结果证明，小型化的微带天线传感器性能可靠。　　(2)短路孔微带天线传感器的检测技术研究。设计3.5GHz和4.5GHz两种谐振频率的馈线式短路孔微带天线传感器，并建立多物理场力磁耦合仿真模型，明确了其谐振频率与应变之间的线性关系;同时，针对喇叭天线馈电的无线激励方式，设计了谐振频率为1.5GHz的短路孔微带天线传感器，通过数值计算及仿真分析，明确了增大传感器的品质因数有利于提高无线检测距离;建立应变微波无损检测系统，分别利用馈线式和无线式开展实验研究，结果表明，短路孔微带天线传感器谐振频率的偏移量均与应变呈线性关系，且传感器频率越高，应变检测灵敏度越高。　　(3)基于RFID标签的短路孔微带天线传感器研制与检测技术研究。为提高系统稳定性并提高检测距离，将RFID技术和短路孔微带天线技术相结合，提出一种基于RFID系统的无线检测方法，将标签天线设计成短路孔微带天线形式，建立仿真模型分析增益、方向图、场强等特性参数，明确传感器在金属环境下的方向性和增益效果。研制RFm标签短路孔微带天线传感器，在微波暗室和实验室两种环境条件下测试传感器激活功率曲线，分析传感器的有效识别范围。建立RFID无线检测系统，对结构应变和缺陷开展检测实验研究，结果表明，RFID标签微带天线传感器可实现结构应变及缺陷深度的无线检测。

关键词： 阵列传感器   模式识别   参数优化   BP神经网络   自适应人工蜂群算法  

摘要： 在公共交通环境下,有毒有害气体容易造成公共交通安全事故,在以往发生过的事故中,多数事故的引发是由于没有及时检测到有毒有害气体并进行人员疏散从而造成人员伤亡,所以针对封闭空间内的低浓度气体检测是有必要的。通常气体检测仪器选择为气色相谱仪,由于体积较大、成本高且只能检测单一气体所以不适合用于公共交通的气体检测。半导体气体传感器成本低、体积小但是会因为在检测多种气体时会产生交叉敏感而大大降低检测精度。所以,本文针对混合气体低浓度和半导体气体传感器存在交叉敏感的情况下,完成混合气体检测的硬件系统搭建,设计并建立一个模式识别模型来完成对混合气体有较高精度的定性识别和定量识别。选用误差反馈神经网络(BP)完成对混合气体的定性识别和定量识别,BP神经网络模型是通过误差的不断反向传播改变权值和阈值来降低输出的误差,但是不断的误差反向传播中容易陷入局部收敛使输出精度不能提高且计算速度慢。引入人工蜂群算法(ABC)对BP神经网络进行优化,ABC算法全局搜索能力强且收敛速度快,利用ABC算法可以有效提升BP神经网络的整体性能,但是ABC算法存在优化过程中存在优质解容易丢失的问题,对ABC算法的寻优机制进行改进得到自适应人工蜂群算法(AABC),改进后的AABC算法可以进一步提升BP神经网络模型的整体性能。选用两个常用BP神经网络优化算法混沌粒子群算法(CPSO)和果蝇算法(FOA)与AABC和ABC完成对比实验,验证ABC是否得到优化。借助模糊C均值算法(FCM)保留特征值的特点优化训练样本个数,在保证精度的条件下减少样本个数从而降低模型的运算时间。硬件系统以MQ-3(酒精传感器)、MQ-4(甲烷传感器)、MQ7(---氧化碳传感器)、MQ-8(氢气传感器)和STM32F103VET6为核心搭建混合气体检测平台,通过STM32库函数和LabVIEW完成硬件系统的启动初始化和数据的传输。采用python及其扩展库和tensorflow完成对BP神经网络的模型建立。通过5种不同的测试函数完成对AABC、ABC、CPSO和FOA算法的优化能力对比实验,实验结果表明AABC算法在优化过程中,全局搜索能力和寻优极值优于其他优化算法,同时也证明了对ABC算法的改进是有效的。通过训练样本完成对BP神经网络在定性识别和定量识别中的参数优化,并完成最佳训练样本个数的选择。气体测试实验结果表明,AABC-BP混合算法模型在定性识别和定量识别中计算速度最快且精度最高,定性识别中测试精度为96.42%,定量识别中平均测试误差为5.62%,达到了设计要求且具有一定的实用价值。

关键词： 分布式光纤测温   长输油气管道   小波消噪   小波奇异值分析  

摘要： 天然气管道是当前天然气主要的输送方式,光纤传感器作为一种高效的检测手段在天然气管道检测上具有广阔的应用前景。论文分析了分布式光纤测温系统的测温原理、研究了由激光光源、耦合器、数据采集卡、测试主机和测试光纤组成的测温系统,根据各部分功能确定其相应的光源波长、雪崩二极管类型、采样频率及传感光纤类型等参数;输气管道发生泄漏时,管内高压气体快速流失造成泄漏点附近环境温度的变化,该系统通过对输气管线周围环境温度的监测,进而实现对泄漏的检测。通过对现场实验环境的勘查,根据实际情况设置多组对比实验,利用分布式光纤测温系统记录各种工况下的温度信号。对于管道泄漏时的测温信号,采用累加平均法、小波消噪法、经验模态法和小波奇异值分析法等多种方法对其进行去噪处理,提高信噪比,最终达到提高系统故障诊断精准度的目的。分析发现小波奇异值分析法是小波阈值消噪的基础上进行奇异值分解、阈值重构去噪效果相较于小波消噪有所提高。利用分布式光纤测温系统检测管道泄漏时温度的变化,进而实现对输气管线泄漏的检测。多种方法对测温信号的消噪处理,提高了系统的检测精确度,可以诊断管道细微泄漏,进而避免事故的发生。

关键词： 课程思政   协同育人   传感器检测技术   智能化机器人  

摘要： 本课题探索了在智能化机器人快速发展推广的时代背景下,如何将专业教学中融合课程思政,隐性教育与显性教育齐头并进。本文主要从课程思政设计、课程思政推进措施、提升教师育人能力等方面作了阐述,为德育工作融入专业教学提供借鉴。

关键词： 做学教合一   多元   整合  

摘要： "做学教合一"教学以"做"为主,"教"为辅,"学"贯始终,能够唤起学生学习的动机,激发学生学习的兴趣,提升学生职业素养,实现高效教学。

ISBN: (纸本)9787302524199