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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： 玉米赤霉烯酮   电化学生物传感器   荧光生物传感器   核酸适配体生物传感器   细胞传感器  

摘要： 玉米赤霉烯酮是由镰刀菌产生的一种类雌激素样真菌毒素,具有流产和雌激素作用、致畸、致癌性以及神经毒性等,其污染严重影响动物源和植物源性食品及原料的安全。高灵敏、强特异性的基于生物传感器的玉米赤霉烯酮检测方法是近年来新兴的有效检测手段。结合近4年来国内外相关研究进展,对检测玉米赤霉烯酮类真菌毒素的电化学生物传感器、荧光生物传感器、核酸适配体生物传感器、细胞传感器等各种生物传感器检测技术进行综述,分析其检测的灵敏度、特异性等特性,并对存在的问题和发展方向进行了讨论与展望。

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。

关键词： 加速度传感器   跌倒检测   模式识别  

摘要： 当前我国老年人口不断增多,已经进入老龄化社会,关注老年人生活品质和身心健康的问题日益突出。根据相关数据分析显示,老年人伤亡最主要的原因为发生跌倒行为。采取积极有效的手段保证老年人发生跌倒行为时,能够获得及时有效的援助显得尤为重要。本论文主要研究内容为设计一款高性能、高准确率的跌倒救助系统装置。其中以可穿戴设备技术为基础,根据加速度传感器输出的原始数据,进行人体运动的姿态解析。为了提高跌倒检测算法判定的准确性,基于模式识别的跌倒检测算法基础上进行了算法改进。系统的总体方案设计包括了硬件部分和软件部分,论文中就着两个部分做出了详细介绍。利用加速度传感器采集人体运动的原始三轴加速度信号和三轴角速度信号,对原始数据信号进行预处理,再进行姿态解析。人体常见的行为运动可以分为正常行为运动、剧烈行为运动、跌倒行为运动三大类。本论文主要研究内容将跌倒行为运动从这三种行为运动中区分出来,为了提高跌倒检测算法的精准性,选取三个特征值:三轴加速度的峰值(RA)、三轴加速度变化的幅度(RS)、能量值(E),由这三个特征值构成特征向量,通过大量数据样本的训练,得到不同行为运动对应的行为空间,进行运动姿态的区分。本论文设计的跌倒检测系统装置主要功能如下,由加速度传感器的测量值,利用相应的算法分析出老年人的身体姿态,当出现跌倒状态时,能够触发微控制器进行预跌倒处理。考虑到老年人跌倒不严重可自行处理和跌倒装置误判的情况,在触发微控制器预跌倒处理后,该跌倒救助装置先向周围环境发出语音求救信号,老年人可根据自身身体状况选择是否进行报警,当老年人无法控制自己行为时,跌倒救助装置自动实施报警。实施报警后,跌倒救助装置将老年人跌倒的空间定位信息发送到事先设置的亲属手机上,保证能够及时获得有效的救助。

关键词： 无损检测   微带天线   金属裂纹   谐振频率   无线无源传感  

摘要： 针对飞行器修补片结构的裂纹检测,在本文中提出了一种用于检测金属裂纹的微带天线传感器,传感器由耐高温、耐腐蚀、强硬度的氧化铝陶瓷和金属银浆料制作而成,因此该传感器可以应用到高腐蚀、高旋转、高载荷的恶劣环境下。传感器克服了传统无损检测技术的一些弊端,可以对金属裂纹在线实时跟踪检测。传感器不仅能够对裂纹的宽度进行精确的检测还可以判断金属裂纹扩展的方向,同时还能够检测到亚毫米的裂纹。在本文中基于微带天线结构设计了两款不同测试方式的传感器,其中设计的无线无源传感器具有小型、无线、快速、自激等优点,完全与未来智能传感和新型的无损检测技术相契合。本文的研究工作可以概括为:(1)对传统的金属裂纹无损检测技术的研究和总结,本文提出了一种新型的金属裂纹无损检测技术。(2)研究了微带天线结构组成,通过对微带天线传感器的辐射机理和传输方式的分析得出了传感器谐振频率和结构尺寸的计算公式,总结概括了微带天线传感器的馈电类型,最后提出了微带天线传感器的敏感机理。(3)设计了一款微带天线有线传感器,采用高频仿真软件HFSS对传感器的结构进行了仿真优化设计,对传感器的制作材料进行了深入研究,确定选用氧化铝陶瓷和金属银浆料作为传感器的制作材料,采用厚膜技术和丝网印刷工艺制作了传感器,搭建了有线传感器测试金属裂纹的平台,对传感器检测金属裂纹的能力进行了测试。(4)阐述了无线无源传感器测试金属裂纹的原理,搭建无线测试平台,从传感器辐射贴片的三个方向对传感器检测金属裂缝的能力进行了验证。

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： 传感器   教学探讨   自动检测   技术  

摘要： 传感器与自动检测技术是测控专业和自动化专业的一门专业教育必修课程。通过这门课程将会培养学生应用、设计、研制自动检测系统和装置的基本能力。传感器与自动检测技术是工业自动化生产中不可缺少的重要环节。学生通过学习该门课程可以获得误差理论、传感器、自动检测工程应用及抗干扰技术等方面的基本知识。介绍传感器与检测技术综合应用,以及对应的"工程项目应用实例",介绍传感器的新技术、新工艺、新材料、新方法,有利于技术人员的选型和应用。为学生提供一些真实的检测技术案例,培养学生的综合技术应用能力,以及抗干扰的有效方法,使学生走上工作岗位后,能更好地具备研发、系统组成等方面的能力。

关键词： 光纤传感   袋式除尘器   经验模态分解法   小波包分解法   反向传播神经网络  

摘要： 在含有颗粒污染物的工业废气排放过程中,袋式除尘器是常用的除尘设备。袋式除尘器内滤袋在使用一段时间后会出现破损,必须及时识别并定位出破损滤袋,否则会导致粉尘颗粒穿透滤袋外壁,排放到空气中,造成空气污染。目前传统的识别定位方法存在明显不足,运行成本高,识别定位时间长,操作复杂,且无法实现对滤袋进行实时在线监测与定位。基于相位敏感光时域反射计(Phase-sensitive Optical Time Domain Reflectometer,Φ-OTDR)的分布式光纤振动传感系统由于其检测精度高、传感距离长、空间分辨率高,可以对入侵振动事件进行实时在线定位监测等特点,在许多复杂的工程应用场景中有着广泛的应用。本文采用Φ-OTDR分布式光纤传感振动系统对袋式除尘器内破损滤袋进行实时监测定位与识别,具体展开了以下几个方面的研究工作:首先,对Φ-OTDR传感技术涉及到的理论知识做了详细的介绍。集成了一个Φ-OTDR分布式光纤振动传感系统,并对系统的技术参数做了简要的介绍。其次对传输光纤在袋式除尘器滤袋内的敷设方式进行了设计。本文通过将传感光纤分为若干等份,在光纤弯曲度保持在合理区间条件下,每等份中取一部分进行对折并固定。将对折的这段光纤悬挂在滤袋内部,剩下的光纤预留,以保证滤袋定位程序在对每个滤袋进行扫描定位时,滤袋内部光纤的某个位置点可以足够对该滤袋进行定位。再次,在实验平台上,对袋式除尘器滤袋内光纤振动信号进行了特征分析。本文从时域、频域和时频域三个方面对振动信号进行了特征分析。每种分析方法均采用了不同的特征分析算法,且详细比较了袋式除尘器箱体内好袋和破袋振动信号之间的特征差异。然后,在外场袋式除尘器平台上,对袋式除尘器箱体内好袋和不同类型的破袋内振动信号特征进行了提取和识别。根据国家的粉尘排放环保要求,人工制造了不同类型的破损滤袋并应用于实验。采用基于小波包分解(Wavelet Packet Decomposition,WPD)法对振动信号样本进行分解,计算出能量谱和能量熵。提取部分子频带的能量幅值与能量熵一起构成特征参量,并采用反向传播(Back Propagation,BP)神经网络算法对不同类型的滤袋进行识别。结果表明BP神经网络分类器可以有效的对不同类型的滤袋进行分类识别,识别率达到90%以上,且识别稳定性较好。最后还分析了训练样本数对识别结果的影响。最后,在外场袋式除尘器平台上,根据工程应用的实际要求,设计了滤袋破损检测定位与识别程序流程,改进了滤袋信号的特征提取算法和分类器的样本训练和识别方式。采用能量熵和相关系数构成特征参量,并采用某一类型的滤袋信号特征参量作为训练样本,然后运用训练后的分类器识别其他不同类型的滤袋,结果显示该方法可以很好的对不同类型的滤袋进行识别分类,识别率达到90%以上,且具有很好的识别稳定性,实现了对袋式除尘器破损滤袋的实时定位与识别。该方法具有很好的工程应用价值。

关键词： 翻转课堂   传感器   检测技术   雨课堂   Trustie  

摘要： 针对《传感器与检测技术》的课程特点和传统教学模式存在的问题,利用翻转课堂的教学优势,结合雨课堂和Trustie的教学工具,提出一种基于翻转课堂的《传感器与检测技术》课程教学方法。通过课前知识准备,课堂知识深化,课后知识巩固三个部分,介绍教学设计过程,并分析教学效果,提出应对措施以便更好地促进基于翻转课堂教学模式的有效开展。

关键词： 图像处理   ROI提取   图像二值化   边缘检测   电梯门安全检测  

摘要： 随着社会经济不断发展,现代化高层建筑不断涌现,电梯作为高层建筑不可或缺的运输工具,保有量与增长速度也随之剧增。虽然电梯技术日益成熟,但是近年来因电梯事故造成的伤人事件屡见不鲜,其中电梯门区域事故所占比例超过八成,反映出传统电梯门安全检测技术存在一定的缺陷。为弥补传统电梯门安全检测方式如光幕与安全触板灵敏度不足、存在检测盲区、不具备预判性等方面的不足,进一步提高电梯门安全检测的可靠性与准确性,开展了基于图像处理技术的电梯门安全检测技术的研究。首先围绕准确提取电梯门感兴趣区域（Region Of Interest,ROI）展开研究,针对传统Otsu法对灰度直方图呈单峰或近似单峰的二值化效果不佳的不足,以及各种改进的Otsu法对电梯门图像二值化不理想的现状,结合电梯门灰度直方图的特征,在传统Otsu法的基础上提出了一种基于波谷混合加权因子的Otsu改进方法。改进的方法在二值化图像的过程中同时考虑了目标区域的图像熵与阈值邻域的频率信息大小,使得Otsu法的最佳阈值处于灰度直方图的波谷附近且分割出的目标区域更接近电梯门ROI,同时结合电梯门像素灰度值与分布特征,通过推理证明缩小了算法的遍历范围,提高了算法的运行效率。改进的算法相比于传统Otsu法和其他强调波谷和波谷邻域的算法在电梯门图像的分割结果中,目标区域图像熵减小了0.08至0.68,运算效率在同等仿真环境下较其他强调波谷与波谷邻域的算法提高了2至6倍。最后在二值化后的图像中利用连通区域标记法与最小外接距的方法,准确地提取了电梯门ROI。为进一步在提取出的ROI中实现障碍物检测、电梯门异常识别等功能,需要对电梯门边缘进行检测,并提取出最有效的判定边缘。提出了一种基于改进Canny算子的电梯门边缘检测算法,算法利用基于邻域亮度相似度改进的双边滤波器平滑去噪;利用改进的八方向一阶5×5梯度模板计算梯度幅值,规定了新的非最大抑制规则细化边缘,利用基于梯度方向的梯度增强方法对图像梯度增强,最后利用Otsu法自适应地选取高低阈值。改进算法相比其他改进算法保留了更多边缘信息,梯度幅值计算更精确且大幅提高了抗噪性,选取阈值时结合了电梯门边缘梯度方向特征,使得阈值选取更合理。实验结果与数据表明,本文改进的算法在电梯门图像边缘检测的结果中都优于其他改进的Canny算子,同时边缘的连通性提高了57%-71%。最后设定判定规则,利用无障碍物时的判定边缘与存在障碍物时的判定边缘之间中心距离与中心位置关系准确地识别出障碍物与其位置。