面向井下安全监测的多传感器数据融合ZigBee系统设计

针对当前井下众多的传感器类型,给矿井安全监测带来较大管理难度的问题,设计了面向井下安全监测的多传感器数据融合ZigBee系统,阐述了系统组成和系统实现。通过自定义的负载通信协议,将不同类型的传感器数据融合写入ZigBee协议的MAC负载字段,采集节点根据标准ZigBee协议将数据传输至汇聚节点,汇聚节点汇总后传输至嵌入式网关,并可以由嵌入式网关转发至安全监控中心,最终实现井下多类型传感器数据的实时显示。实际运行结果表明,系统可以兼容多个传感器数据进行ZigBee无线传输。     

饮用水源微生物快速检测技术的发展及应用

微生物是威胁饮用水安全的首要问题，水环境微生物快速检测技术的开发和应用是推动饮用水源微生物快速检测和水质安全预警技术发展的保障。随着对水质微生物污染快速检测和准确预警新要求的提出，水环境中微生物在线检测和预警技术得到了越来越多的开发和应用。笔者总结了水环境常见微生物检测方法和技术的发展，重点讨论了饮用水源微生物快速检测技术的发展和应用，根据各项技术的应用和推广使用程度，将其归纳为常用快速检测技术、潜在适用快速检测技术和新型快速检测技术等类别，并详细阐述了一些应用较广的技术，以期为构建水质微生物污染早期预警系统提供参考。     

人工智能浪潮下的周界报警系统

一、如何理解周界报警系统周界防护本身是一种防御体系,就像古老的中国长城,一直以来实体周界防御体系都是以围墙、围网、栅栏等方式存在。周界报警系统则是依附在原有实体周界防御体系之上的一种自动化智能设备,它包含传感、网络和分析管理模块,分别完成采集数据、传输和算法分析功能。系统时时刻刻收集传感器采集的数据进行分析处理,判断出符合入侵行为的事件,滤除各种干扰产生的事件。     

石墨烯薄膜原子氧剥蚀行为及电阻特性

目的研究石墨烯薄膜在原子氧空间环境的适应性,为其在航天器上应用提供参考。方法采用刮涂法制备石墨烯薄膜,将石墨烯薄膜材料及石墨烯电阻传感器置于微波源原子氧设备内开展原子氧试验,原子氧剂量分别为3.0×10^20 atoms/cm2和7.5×10^20 atoms/cm^2,研究薄膜表面形貌、结构、成分及电阻性能的变化。结果采用刮涂法可制备氧含量较低的石墨烯薄膜,原子氧剂量为7.5×10^20 atoms/cm^2情况下,石墨烯薄膜的厚度损失为5.3μm,原子氧反应率为7.14×10^-25 atoms/cm^3。原子氧作用后,石墨烯薄膜中碳原子无序程度增大,C—O、—COOH官能团含量降低,C=O官能团含量增加。石墨烯电阻传感器的R0/R比值随原子氧剂量增加线性降低,0.8μm厚度薄膜可探测最大原子氧剂量为5×10^19 atoms/cm^2,增加薄膜厚度有望提高传感器的使用寿命。结论得到了石墨烯薄膜厚度损失、原子氧反应率、微观结构及电阻特性的变化规律,可为石墨烯薄膜的空间应用提供技术支撑。     

智能化有害有毒气体污染源监测仪的研究

为了快速寻找有害有毒气体污染源,利用8个红外激光气体传感器,分别安装步进电机驱动旋转的圆盘圆周上在不同的方向上对污染气体进行数据采集。同时与二维热差式风速风向传感器采集到的风速风向数据,一并送入MSC1210单片机进行数据处理和运用智能人工神经网络进行模式训练与模式识别,从而识别出污染源的位置、浓度和种类。通过GPS全球卫星定位系统和GPRS无线传输网络,把监测到的信息发送给相关部门早做处理,并报警,避免污染进一步扩散。实验表明,该智能化追索气体污染源监测仪具有良好的可靠性、安全性和实用性。     

单室MFC型生物毒性传感器对重金属离子的检测研究

构建了单室微生物燃料电池(air-cathode microbial fuel cell,ACMFC)型生物毒性传感器,以含重金属离子(Cd2+、Cu2+)人工配水为检测对象,分析了有毒物质对检测仪的抑制率与有毒物质浓度的线性关系.结果表明,①单室MFC型生物毒性传感器结构简单,操作方便,灵敏度较高,可用于水体重金属离子(Cd2+、Cu2+)生物毒性的快速检测;②在实验条件下,该生物毒性传感器检测时间4h,清洗时间2～10min,恢复时间4h;③检测结果显示,实验室自配Cd2+、Cu2+及其混合液IC20值分别为0.6、0.8和0.25mg/L,有毒物质浓度与MFC产电量的抑制率呈显著正相关,相关系数分别为0.9960、0.9744和0.9907.     

ICMS传感器防护技术研究

针对ICM传感器安装在飞机内部结构的特征和局部环境特点,提出了应用IMR21纳米复合涂料进行防护的初始方案,并采用加速腐蚀试验方法验证了其耐久性。结果表明,采用IMR21纳米复合保护的传感器安装部位未出现明显的腐蚀失效现象,但传感器引线部位存在一定的原始制造工艺缺陷。在载荷作用下固定传感器引线的硅胶易产生裂纹,致使腐蚀介质易渗入引线焊点处引起焊点腐蚀,导致个别传感器不能正常工作。为此,提出了传感器引线部位细节防腐改进措施,其有效性通过了加速腐蚀试验验证。     

pH和铜离子对微囊藻毒素-LR荧光免疫检测的影响与消除

研究了pH和铜离子对倏逝波全光纤免疫传感器检测微囊藻毒素-LR（MC-LR）的影响及其消除措施.研究表明,过酸或过碱条件对MC-LR免疫检测均有较强烈的影响,当pH<6或pH>8时,系统检测的信号随pH的降低或增大明显下降;而当pH在6～8之间时,检测标准曲线的IC₅₀为1.01～1.04 μg/L,检测区间在0.12～10.5 μg/L之间,较适合MC-LR的检测.低浓度铜离子对MC-LR免疫检测的影响不大,当CuSO₄浓度>5 mg/Ｌ时,系统检测荧光信号明显下降,而当CuSO₄浓度达到10 mg/Ｌ时,系统检测信号下降70％以上.在预反应混合物中添加1%的螯合剂EDTA,能有效抑制铜离子对免疫检测的影响.     

传感器在水质监测中的应用探讨

传感器具有灵敏度高、选择性好、操作简便、价格低廉、快速、在线连续监测等优点,近年来在水污染监测方面得到了迅速的发展和应用.本文对此技术的原理、相关概念、特点、进展、技术难点及应用前景作了综述.     

微生物传感器测定河豚毒素研究

以地衣芽孢杆菌、假单胞菌和枯草芽孢杆菌为识别元件,采用夹层法固定化微生物膜与氧电极组成毒性微生物传感器,实验了3种不同菌株生物传感器对河豚毒素的响应能力,得出对河豚毒素敏感的微生物菌株为地衣芽孢杆菌.实验得出地衣芽孢杆菌传感器最佳工作条件为pH=7.76,温度35℃,底物GGA质量浓度为21.5 mg/L.在此条件下传感器对河豚毒素响应的标准曲线y=0.0025x+0.0122,线性范围为10～100 μg/mL,相关系数0.9776.