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。     

PVC电缆火灾早期特征气体的组成分析和传感器探测

利用气体传感器对电缆绝缘过热释放的气体进行监测有望实现电气火灾早期预警,目前该技术的发展由于特征气体未得到确认而受到限制。分析了聚氯乙烯(PVC)电缆绝缘层在不同温度下释放的气体组成,并对其主要成分进行传感器测试。TG-IR和GC-MS分析表明PVC电缆绝缘层在200℃前已出现微小失重,释放出以邻苯二甲酸二辛酯(DOP)等塑化剂为主的气体。气敏测试中,商用半导体气体传感器对DOP和电缆蒸气产生较好、相似的响应性能。因此,DOP可以作为PVC电缆火灾早期的特征气体。     

地下水中病原菌及其快速检测技术研究进展

全世界尤其在发展中国家由地下水病原菌导致的环境安全问题日益频发,成为影响人群健康的重要因素。传统的病原菌检测技术存在费时、灵敏度低以及难以准确定量等问题,无法满足对地下水中种类日益增多的病原菌的有效监测。近年来,地下水中病原菌检测技术不断发展,其中聚合酶链反应技术、生物芯片及生物传感器等检测技术成为研究热点,在这些技术的基础上,以能实现微型便携、快速灵敏、准确特异和经济方便为目的的新材料和不同技术手段的整合技术成为地下水中病原菌检测发展的新方向。文章对近年来病原菌快速检测新技术进行综述,以期为受污染的地下水病原菌的有效监测和控制提供技术支持。     

上海城区二次气溶胶的形成:光化学氧化与液相反应对二次气溶胶形成的影响

二次组分是大气细颗粒物中最重要的组成部分之一.本研究旨在探究上海城区大气气溶胶颗粒物中二次组分的贡献及其形成的主要影响因素.利用高分辨率飞行时间气溶胶质谱仪(HR-TOF-AMS)对上海城区春季及夏季的亚微米颗粒物(PM_1)进行实时的在线表征,发现有机物是PM_1中最主要的组成部分,占比为55%;其次是硫酸盐(24%)与硝酸盐(10%).进一步结合正交矩阵因子解析模型(PMF)对有机组分进行了来源解析.结果表明,一次有机气溶胶(POA)与二次有机气溶胶(SOA)分别占总有机物浓度的34%与66%; POA主要来自机动车源与餐饮源的贡献,且在春季和夏季对有机物的贡献趋于稳定.观测期间共观察到3个二次气溶胶显著生成的过程:其中,春季二次组分的显著增长过程以硫酸盐和老化的有机气溶胶在正午时段上升显著为主要特征,主要受光化学氧化过程的促进;夏季二次组分的显著生成过程主要是液相反应与光化学氧化共同促进的结果,如液相反应过程中,硝酸盐浓度与颗粒相水含量有较好的相关性(R~2=0. 72),而光化学氧化期间SOA浓度与大气氧化性(O_x)有较好的相关性.总体而言,二次组分是上海城市大气气溶胶颗粒物中最重要的组成部分,二次有机与无机组分在PM_1颗粒物中占比分别为35. 5%和43%,光化学氧化与液相反应对二次组分的形成有显著的促进作用.     

有序介孔碳载金/L-赖氨酸/纳米金修饰电极的制备及其对邻苯二酚、对苯二酚的检测响应研究

通过化学还原的方法合成有序介孔碳负载纳米金粒子,并构筑有序介孔碳载金/L-赖氨酸/纳米金复合膜修饰玻碳电极;利用扫描电镜观察介孔碳和介孔碳复合膜的微观结构,并用循环伏安法、电化学阻抗谱表征自组装电极的过程.在此基础上用差分脉冲伏安法研究对苯二酚和邻苯二酚混合物在该电极上的电催化氧化,研制了一种基于有序介孔碳载金/L-赖氨酸/纳米金复合膜修饰电极分别检测对苯二酚和邻苯二酚的传感器.在最优的实验条件下,该传感器在对苯二酚和邻苯二酚浓度为1×10-6～8×10-4mol·L-1的范围内具有良好的线性关系,检出限分别为3×10-7mol·L-1、7×10-7mol·L-1.     

免疫传感器用于环境中痕量有害物质检测的研究进展

随着免疫测定技术与传感技术的发展,人们开发了以固定化的抗体(抗原)为识别元件,基于特异性的免疫反应原理的免疫传感器.该传感器灵敏度高、选择性好,可实现对农药分子、工业有机污染物、重金属、生物毒素等有害物质的实时、在体、在线测定,在环境污染监测中具有巨大的应用前景.本文对免疫传感器的原理、制备、分类作了简要介绍,综述了近年来用于痕量有害物质检测的免疫传感器在固定化方法和传感技术等方面的最新研究成果,并探讨了免疫传感器在环境监测中的应用和发展方向.     

基于无人机多传感吊舱系统的火点实时定位方法

林火定位是林火智能监测设备的核心技术。提出了一种基于激光雷达、红外热像仪及组合惯导多数据融合的火点定位方法。首先设计了一个通用的无人机吊舱系统,并基于ROS框架实现数据采集、数据处理和数据传输等功能;其次提出了一个基于无人机吊舱系统的火点全局定位方案,根据红外热像仪成像特性识别火点,同时将密集点云与红外图像进行数据融合,估计出火点的三维空间位置;然后根据无人机位姿提出了一种基于墨卡托投影的火点全局定位方案,得到了火点的GPS位置。最后通过试验得到了该方案的全局定位精度：在实验中经度最大误差为2.36×10^-5°,纬度最大误差为1.84×10^-5°,高程最大误差为0.926 1 m,为其他林火定位方案提供了技术支持。     

广州市臭氧污染溯源:基于拉格朗日光化学轨迹模型的案例分析

分析了2018年10月初广州市一次为期6d的臭氧污染事件,利用拉格朗日光化学轨迹模型对广州市的臭氧污染进行了溯源分析,量化了不同区域对臭氧污染的贡献,评估了重点排放区域不同行业和不同前体物减排对臭氧污染控制的效果.结果 表明,本次污染事件期间,日最大8h臭氧均值均超过160 μg·m-3,最高达271 μg·m-3,氮...     

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。