地下位移測(cè)量方法及理論研究

地下位移監(jiān)測(cè)是地質(zhì)災(zāi)害預(yù)測(cè)、巖土工程項(xiàng)目質(zhì)量安全評(píng)價(jià)的重要手段及研究熱點(diǎn)。它可以深入巖土體內(nèi)部進(jìn)行地下不同深度水平位移、沉降、傾斜方向等地質(zhì)參數(shù)的動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè),因此能準(zhǔn)確檢測(cè)地下位移形變信息,確定滑移面和變形范圍,進(jìn)而研究變形機(jī)制、成災(zāi)現(xiàn)狀、發(fā)展趨勢(shì)及防災(zāi)預(yù)報(bào)。然而，對(duì)于低溫超導(dǎo)SQUID而言，需要昂貴的低溫制冷設(shè)備(液氦、低溫制冷機(jī)等)。

監(jiān)測(cè)上的不可見(jiàn)和復(fù)雜性導(dǎo)致地下位移監(jiān)測(cè)技術(shù)發(fā)展緩慢,存在精度差、成本高、非自動(dòng)化或難于準(zhǔn)確計(jì)算地下位移量等問(wèn)題。本文提出了一種基于新型電磁式地下位移傳感器組和GPRS無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)的地下位移自動(dòng)測(cè)量及遠(yuǎn)程監(jiān)控方法,設(shè)計(jì)了水平型(Ⅰ型)和水平-垂直復(fù)合型(Ⅱ型)兩款電磁式地下位移傳感器。針對(duì)這兩款傳感器進(jìn)行了地下位移測(cè)量方法及相關(guān)理論的深入研究工作。當(dāng)物體接近傳感器檢測(cè)面時(shí)，回路的電容量發(fā)生變化，使高頻振蕩器振蕩。綜合考慮影響Ⅰ、Ⅱ型傳感器傳感特性的各種因素及相關(guān)參數(shù),提出了三個(gè)具有較高計(jì)算精度且適合硬件實(shí)現(xiàn)的測(cè)量理論模型。

多傳感器

1.關(guān)于檢測(cè)概率引起的傳感器更新順序問(wèn)題。在迭代形式的多傳感器PHD(Iterated corrector PHD,IC-PHD)濾波中,跟蹤結(jié)果的好壞主要取決于后一個(gè)更新傳感器的檢測(cè)概率。當(dāng)該傳感器的檢測(cè)概率較低時(shí),極易造成整個(gè)多傳感器系統(tǒng)發(fā)生漏檢。為此,基于高斯混合實(shí)現(xiàn)的IC-PHD濾波,本文提出一種改進(jìn)的濾波算法。各種壓力傳感器的原理壓阻式壓力傳感器這種傳感器采用集成工藝將電阻條集成在單晶硅膜片上,制成硅壓阻芯片,并將此芯片的周邊固定封裝于外殼之內(nèi)，引出電極引線(xiàn)。該算法與原始濾波算法的結(jié)構(gòu)類(lèi)似,不同的是改進(jìn)算法中每個(gè)高斯分量對(duì)應(yīng)的檢測(cè)概率或漏檢概率是由多個(gè)傳感器的檢測(cè)概率和漏檢概率融合而成的。結(jié)果表明,改進(jìn)算法不僅降低檢測(cè)概率的影響,同時(shí)也弱化了傳感器順序的影響。

2.關(guān)于漏檢引起的目標(biāo)問(wèn)題。在乘積多傳感器PHD(Product multi-sensor PHD,PM-PHD)濾波中,修正系數(shù)需要計(jì)算每一項(xiàng)均大于零的無(wú)窮項(xiàng)的和,計(jì)算不可行。為此,提出一種有限項(xiàng)近似方法。該方法在分析無(wú)窮項(xiàng)收斂性的基礎(chǔ)上,利用具有代表性的有限項(xiàng)的求和來(lái)近似。同時(shí)這類(lèi)傳感器又具有體積小、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、工藝成熟、便于大規(guī)模生產(chǎn)等優(yōu)勢(shì)，使其在未來(lái)發(fā)展?jié)摿薮蟆４送?一旦發(fā)生目標(biāo)漏檢,PM-PHD濾波則有可能估計(jì)出目標(biāo)。為此,基于高斯混合實(shí)現(xiàn)的PM-PHD濾波,本文提出一種高斯分量權(quán)重的重分配方法。結(jié)果表明,該方法能同時(shí)避免目標(biāo)和漏檢的發(fā)生,有效提高了濾波算法的性能。

3.關(guān)于量測(cè)信息利用不完全引起的目標(biāo)權(quán)重估計(jì)錯(cuò)誤問(wèn)題。在計(jì)算由量測(cè)劃分產(chǎn)生的量測(cè)子集的權(quán)重時(shí),由于IC-PHD濾波不能充分利用多個(gè)傳感器的量測(cè)信息,有時(shí)會(huì)出現(xiàn)權(quán)重過(guò)大或過(guò)小的現(xiàn)象。為此,本文提出一種雙向權(quán)重計(jì)算方法。該方法將量測(cè)子集的權(quán)重分為兩部分。電容式接近傳感器的工作原理：電容式接近傳感器由高頻振蕩器和放大器等組成，由傳感器的檢測(cè)面與大地間構(gòu)成一個(gè)電容器，參與振蕩回路工作，起始處于振蕩狀態(tài)。一部分主要用于解決因漏檢造成的權(quán)重過(guò)低問(wèn)題,另一部分主要用于解決因虛警造成的權(quán)重過(guò)高問(wèn)題。結(jié)果表明,改進(jìn)方法能有效提高濾波算法的跟蹤精度和魯棒性。

一種新型的高靈敏度磁探測(cè)器

磁電阻/超導(dǎo)復(fù)合式磁傳感器作為一種新型的高靈敏度磁探測(cè)器， 其探測(cè)精度目前已接近SQUID器件并已達(dá)到fT 量級(jí)。同時(shí)這類(lèi)傳感器又具有體積小、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、工藝成熟、便于大規(guī)模生產(chǎn)等優(yōu)勢(shì)，使其在未來(lái)發(fā)展?jié)摿薮?。在雙電流模型中，假設(shè)自旋向上和向下的電子沿層面流動(dòng)對(duì)應(yīng)兩個(gè)互相獨(dú)立的導(dǎo)電通道，其中自旋向上的電子，其平均自由程遠(yuǎn)大于自旋向下的電子。就該復(fù)合式磁傳感器而言，進(jìn)一步提升器件的探測(cè)精度是其未來(lái)研究發(fā)展的主要方向。

一方面，繼續(xù)減小超導(dǎo)磁場(chǎng)放大器的狹窄區(qū)域?qū)挾戎? μm以下，同時(shí)增大磁場(chǎng)放大器的有效面積都可以將磁場(chǎng)放大倍數(shù)繼續(xù)提升至幾千甚至上萬(wàn)倍，但是同時(shí)會(huì)對(duì)傳感器的工作區(qū)間以及小型化造成影響。另一方面，使用靈敏度更高的磁電阻傳感器件(TMR、巨磁阻抗器件(GMI)等[35])，將有望使得該復(fù)合式傳感器的磁場(chǎng)探測(cè)精度達(dá)到1fT，甚至0.1 fT 的量級(jí)。通過(guò)跨設(shè)備、跨工藝、跨系統(tǒng)、跨技術(shù)的互聯(lián)互通，實(shí)現(xiàn)水處理的資源優(yōu)化、協(xié)同合作和服務(wù)延伸，瑞泰威公司充分發(fā)揮自身優(yōu)勢(shì)，將打造成為水處理行業(yè)先進(jìn)分析與預(yù)測(cè)軟件公司，垂直領(lǐng)域的人工智能技術(shù)互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)。

關(guān)于傳感器

傳感器的作用是什么，傳感器實(shí)際上是一種功能塊，其作用是將來(lái)自外界的各種信號(hào)轉(zhuǎn)換成電信號(hào)。傳感器所檢測(cè)的信號(hào)近來(lái)顯著地增加，因而其品種也極其繁多。

　　為了對(duì)各種各樣的信號(hào)進(jìn)行檢測(cè)、控制，就必須獲得盡量簡(jiǎn)單易于處理的信號(hào)，這樣的要求只有電信號(hào)能夠滿(mǎn)足。電信號(hào)能較容易地進(jìn)行放大、反饋、濾波、微分、存貯、遠(yuǎn)距離操作等。首先,本文對(duì)國(guó)內(nèi)外現(xiàn)有的轉(zhuǎn)矩傳感器、轉(zhuǎn)角傳感器進(jìn)行了分析,并對(duì)能夠同時(shí)提供復(fù)合信號(hào)的轉(zhuǎn)矩、轉(zhuǎn)角傳感器進(jìn)行了重點(diǎn)討論。因此作為一種功能塊的傳感器可狹義的定義為：“將外界的輸入信號(hào)變換為電信號(hào)的一類(lèi)元件。”

深圳市瑞泰威科技有限公司是國(guó)內(nèi)IC電子元器件的代理銷(xiāo)售企業(yè)，專(zhuān)業(yè)從事各類(lèi)驅(qū)動(dòng)IC、存儲(chǔ)IC、傳感器IC、觸摸IC銷(xiāo)售，品類(lèi)齊全，具備上百個(gè)型號(hào)。與國(guó)內(nèi)外的東芝、恩智浦、安森美、全宇昕、上海晶準(zhǔn)等均穩(wěn)定合作，保證產(chǎn)品的品質(zhì)和穩(wěn)定供貨。振蕩器在傳感器檢測(cè)面產(chǎn)生一個(gè)交變電磁場(chǎng)，當(dāng)金屬物體接近傳感器檢測(cè)面時(shí)，金屬中產(chǎn)生的渦流吸收了振蕩器的能量，使振蕩減弱以至停振。自公司成立以來(lái)，飛速發(fā)展，產(chǎn)品已涵蓋了工控類(lèi)IC、光通信類(lèi)IC、無(wú)線(xiàn)通信IC、消費(fèi)類(lèi)IC等行業(yè)。