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检测与信号论文

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检测与信号论文

传感器在环境检测中可分为气体传感器和液体传感器,这是我为大家整理的传感器检测技术论文,仅供参考!

试述传感器技术在环境检测中的应用

摘要:传感器在环境检测中可分为气体传感器和液体传感器,其中气体传感器主要检测氮氧化合物和含硫氧化物;液体传感器主要检测重金属离子、多环芳香烃类、农药、生物来源类。本文阐述了传感器技术在环境检测方面的应用。

关键词:气体传感器 液体传感器 环境检测

中图分类号:O659 文献标识码:A 文章编号:

随着人们对环境质量越加重视,在实际的环境检测中,人们通常需要既能方便携带,又可以够实现多种待测物持续动态监测的仪器和分析设备。而新型的传感器技术就能够很好的满足上述需求。

传感器技术主要包括两个部分:能与待测物反应的部分和信号转换器部分。信号转换器的作用是将与待测物反应后的变化通过电学或光学信号表示出来。根据检测方法的不同,我们将传感器分为光学传感器和电化学传感器;根据反应原理的不同,分为免疫传感器、酶生物传感器、化学传感器;根据检测对象不同,分为液体传感器和气体传感器。

1气体传感器

气体传感器可以对室内的空气质量进行检测,尤其是有污染的房屋或楼道;也可以对大气环境中的污染物进行检测,如含硫氧化物、氮氧化合物等,检测过程快速方便地。

以含氮氧化物(NOx)为例。汽车排放的尾气是含氮氧化物的主要来源,但随着时代的发展,国内消费水平的提高,汽车尾气的排放量呈逐年上升趋势。通过金属氧化物半导体对汽车尾气及工厂废气中的含氮氧化物进行直接检测。如Dutta设计的传感器,采用铂为电极,氧化钇和氧化锆为氧离子转换器,安装到气体排放口,可以检测到含量为10-4~10-3的NO。含硫氧化物是造成酸雨的主要物质,也是目前环境检测的重点项目,因为在大气环境中的含量低于10-6,需要更高灵敏度的传感器。如高检测的灵敏度的表面声波设备。

Starke等人采用直径为8~16nm的氧化锡、氧化铟、氧化钨纳米颗粒制作的纳米颗粒传感器,对NO和NO2的检测下限可达到10-8,提高反应的比表面积,增加反应灵敏度,且工作温度比常规的传感器大大降低,减少了能源消耗。

2液体传感器

在实际环境检测中,液体传感器大多应用于水的检测。由于水环境中的污染物种类广泛,因此液体传感器比气体传感器的应用更为广泛和重要。水中的污染物除了少量的天然污染物以外,大部分都是人为倾倒的无机物和有机物。无机物中,重金属离子为重点检测对象;有机污染物包括杀虫剂、激素类代谢物、多环芳香烃类物质等。这些污染物的过度超标,会严重影响到所有生物体的健康和安全。

重金属离子检测

采水体中重金属离子的主要来源包括开矿、冶金、印染等企业排放的废水。这些生产废水往往混合了多种废水,所含的重金属离子种类繁多,常见的有汞、锰、铅、镉、铬等。重金属离子会不断发生形态的改变和在不同相之间进行转移,若处置不当,容易形成二次污染。生物体从环境中摄取到的重金属离子,经过食物链,逐渐在高级生物体内富集,最终导致生物体的中毒。因此如果供人类食用的鱼类金属离子超标,将对人类产生严重的影响,因此对于重金属离子的检测显得尤为重要。

Burge等人发明的传感器,可以利用1,2,2联苯卡巴肼和分光光度计,可以检测地下水中的重金属铬浓度是否超标。

除了通过化学反应检测外,采用特殊的生物物质,也可以方便和灵敏地检测重金属离子。如大肠杆菌体内有一种蛋白质可以结合镍离子,有人在这种蛋白质的镍离子结合位点附近插入荧光基团,当蛋白质结合镍离子后,荧光基团会被淬灭,由于荧光的强度与镍离子浓度成反比,从而实现对镍离子的定量检测,检测范围未10-8~10-2mol/L。日方法也可应用于检测Cu2+、Co2+、Fe2+和Cd2+等几种离子中。他们还结合了微流体技术,该技术只需消耗几十纳升体积的待测液体,就可以对100nmol/L以下浓度的Pb2+进行检测。Matsunaga小组将TPPS固定在多孔硅基质中,当环境中存在Hg2+时,随着Hg2+浓度的变化,TPPS的颜色会从橘黄色逐渐转变成绿色,该传感器的检测限为,通过加入硅铝酸去除干扰离子Ni2+和Zn2+。

利用传感器技术不仅可以准确测定待测物的浓度,而且由于传感器的微型化技术特点,还可以通过传感器的偶联,进行多项指标的检测。Lau等人设计了基于发光二极管原理的传感器,可以同时检测Cd2+和Pb2+,该传感器对Cd2+和Pb2+的检测限分别为10-6和10-8。

农药残留物质的检测

农药是一类特殊的化学品,它在防治农林病虫害的同时,也会对人畜造成严重的危害。中国是农业大国,每年的农药使用量相当庞大,因此有必要对其进行监测。采用钴-苯二甲蓝染料和电流计就能方便地检测三嗪类除草剂,无需脱氧,直接检测的下限为50Lg/L,如果通过预处理进行样品浓缩后,检测限可以达到200ng/L。

采用带有光纤的红外光谱传感器可以进行杀虫剂的快速检测。将光纤内壁涂覆经非极性有机物修饰的气溶胶材料后,能显著改善光纤中水分子对信号的耗散作用,并且能够提取出溶液中的有机磷类杀虫剂进行光谱分析。此类传感器对于有机溶剂,如苯、甲苯、二甲苯的检测限则可达10-8~8*10-8。

多环芳香烃类化合物的检测

多环芳香烃类物质是另外一大类有害的污染物质,这类物质具有致癌性,但在许多工业生产过程中均会使用或产生此类物质。水体中的多环芳香烃类物质含量非常低,一般在10-9范围内,因此需要借助高灵敏度的检测传感器,Schechter小组发明了光纤光学荧光传感器。在直接检测过程中,待测样本中还可能存在一些如泥土这样的干扰物质,会降低检测信号值,如果用聚合物膜先将非极性的PAH富集,然后对膜上的物质进行荧光检测,从而解决信号干扰问题,报道称这种经膜富集后的传感器技术,对pyrene的检测可达到6*10-11,蒽类物质则可达4*10-10。Stanley等人利用石英晶振微天平作为传感器,在芯片表面固定上蒽-碳酸的单分子膜,检测限可达到2*10-9。

基于免疫分析原理,采用分子印迹的方法,在传感器表面印上能够结合不同待测物质的抗体分子,可以实现多种不同物质的检测。近年来发展起来的微接触印刷技术,也可应用到该领域,这样制备得到的传感器体积可以更加微型化。

生物类污染物质

除了以上的无机和有机合成类污染物质,还有生物来源的一些潜在污染分子。如激素类分子及其代谢物的污染常常会引起生物体生长、发育和繁殖的异常。Gauglitz带领的研究小组采用全内反射荧光生物传感器和睾丸激素抗体,对河流中的睾丸激素直接进行了即时检测,其检测限为。该技术无需样品的预处理,对于不同地区的自然界水体均可以进行睾丸激素的现场直接检测,检测范围为9~90ng/L。

另外,致病菌和病毒也是被检测的对象,水体中出现某些特定菌种,可以表明水体受到了某种污染,利用传感器技术非常容易检测到这些生物样本的存在,而且选择性非常高,如可以从烟草叶中快速地发现植物病毒烟草花叶病毒,采用QCM可以直接检测到酵母细胞的数量。

3结论和展望

目前,传感器技术已开始应用于各环境监测机构的应急检测,但是实际应用中有诸多的局限性,比如在对大气中的某些有害物质进行检测时,由于其含量往往低于传感器的最低检测限,因此在实际应用过程中,还需要进行气体的浓缩处理,这样就使传感器不容易实现微型化,或者需要借助更高灵敏度的传感器;同样,在野外水体检测时,常常会出现待测水体含有多种复杂干扰成分的情况,无法与实验室的标准化条件相比;在有些以膜分离分析技术为原理的传感器中,其膜的使用寿命往往较短,而频繁更换新膜的价格较为昂贵,因此仍然无法得到广泛的应用。

尽管如此,随着传感器技术的不断发展和完善,仍然有望应用于将来工厂企业排气、排污的现场直接检测和野外环境的动态无人监测,而且其结果能与实验室常规仪器的检测结果相符,这样将大大加快对环境监测和治理的步伐。

参考文献

[1]NaglS,,2007,132:507-511.

[2],2005,59:209-217.

[3]HanrahanG,,2004,6:657-664.

[4]HoneychurchKC,,2003,22:456-469.

[5]AmineA,,2006,21:1405-1423

传感器与自动检测技术教学改革探讨

摘要:传感器与自动检测技术是电气信息类专业重要的主干专业课,传统授课方法侧重于理论知识的传授,而忽略了应用层面的培养。针对此问题试图从教学目的、教学内容、教学形式、教学效果等多个方面进行分析,对该课程的教学方案改革进行探讨,提出一套技能与理论知识相结合、行之有效的教学方案。

关键词:传感器与自动检测技术;教学内容;教学模式;工程思维

“传感器与自动检测技术”是电气信息类专业重要的主干专业课,是一门必修课,也是一门涉及电工电子技术、传感器技术、光电检测技术、控制技术、计算机技术、数据处理技术、精密机械设计技术等众多基础理论和技术的综合性技术,现代检测系统通常集光、机、电于一体,软硬件相结合。

“传感器与自动检测技术”课程于20世纪80年代开始在我国普通高校的本科阶段和研究生阶段开设。本课程侧重于传感器与自动检测技术理论的传授,重知识,轻技能;教师之间也缺乏沟通,教学资源不能得到充分利用,教学效果不理想,学生学习兴趣不高。

一、教学过程中发现的问题及改革必要性分析

笔者在独立学院讲授“传感器与自动检测技术”课程已有四年,最开始沿用了研究型大学的教学计划和教学大纲,由于研究型大学是以培养研究型人才为主,而独立学院是以培养应用型人才为主,在人才培养目标上有较大差异,在逐渐深入的过程中发现传统方案不太符合学院培养应用型人才的定位,存在以下几方面的问题。

1.重理论,轻实践

该课程是应用型课程,其中也有大量的理论知识、数学推导,而传统的研究型教学方法普遍都以理论教学为主,在课堂上大篇幅讲解传感器的原理,进行数学公式推导,相比而言传感器的应用通常只是通过一个实例简单介绍,导致最后大多数学生只是粗略地知道该传感器的结构,而不知道如何用,在哪里用。

2.教学模式单一

该课程传统上以讲授的教学方式为主,将现成的结论、公式和定理告诉学生,学生不能主动地思考和探索,过程枯燥乏味,导致学生产生了厌学情绪。同时理论教学与实训、实践教学脱节问题也很严重。

3.教学实验安排不合理

传统的实验课程安排,验证性实验比例高达80%,综合设计性实验极少,缺少实训、实践环节。然而应用型人才的培养应该以实践教学为核心,重点培养学生的工程思维和实践能力、动手能力,以在学生毕业时达到企业对技术水平与能力的要求,使学生毕业后能尽快适应工作岗位。

二、适合独立学院培养应用型人才的教学方案改革

传统的传感器与自动检测技术课程重理论、轻实践,教学模式单一,教学实验以验证性实验为主,这种方案能够培养研究型人才,但却无法培养合格的应用型人才。在教学过程中,笔者潜心研习,并反复实践,总结出以下几个可以改革的方面。

1.优化教学内容,注重工程思维

本课程一个很重要的内容是各种类型传感器的原理,传统的教学要讲清楚其中的来龙去脉,而本人则认为针对应用型人才培养,充分讲授清楚基本概念、基本原理和基本方法即可,涉及大额数学公式可以选择重要的进行讲解,其他则可作为学生的自学内容,让学生课余自学。同时应该重点讲解该传感器的工程应用实例;另一方面要结合最新实际工程讲解。这样才能激发学生的学习兴趣,培养学生应用型工程学习思维。

2.改革教学方法,改变教学模式

传统的教学是“灌输式”的方法,无论学生是否接受,直接把要讲的内容全部讲述给学生,而这也违背了培养学生分析问题和解决问题的能力以及创新能力的出发点和归宿。笔者认为应该应用工程案例教学,实行启发式、讨论式、研究式等与实践相结合的教学方法,发挥学生在教学活动中的主体地位。

3.与工程实际相结合,与其他课程相结合

教学过程中要从不同行业提取典型的工程应用实例,精简以后作为实例进行讲解。在进行教学时,要培养学生的系统观,让学生明白这不是一门独立的课程,而是与自动控制原理、智能控制理论等课程相融合的,以达到融会贯通的学习效果。

4.实验环节改革

实验教学主要是为了提高学生的动手能力、分析问题和解决问题的能力,加深学生对课堂教学中理论、概念的感性认识。以往该课程的实验内容大部分为原理性、验证性的实验,学生容易感到枯燥无味,毫无学习积极性,很少有学生进行独立思考并发现问题,实验效果极不理想。为了改变这种模式化的教育,笔者将实验内容由传统的验证性实验调整为设计开发型实验。在实验教学中根据客观条件在适当减少验证性实验的基础上,增加了开拓性实验项目以及设计综合性实验。

5.改革教学评价方法,提高课堂教学效率

高效的学习成果反馈机制是促进教学相长的必要手段,目前该课程都是通过课程作业进行学习效果反馈,可以采用每一个章节布置一道设计型题目,让学生更加广泛地查阅资料,并在一定知识广度的基础上深入分析题目中用到的内容,进而从更深的层面分析解决问题,以达到深度、广度相结合的效果。

本文针对传感器与自动检测技术传统研究型大学的方案,提出了三个方面的问题,并根据四年的教学积累,在教学内容、教学模式、实验环节、教学评价及反馈等几个方面进行了探讨分析并提出了一套改革的方法和措施。本方案以实际工程应用实例为核心,在教学内容上侧重于传感器应用方面的讲解,以提出问题、分析问题、解决问题为主线调动学生的学习积极性和主动性,培养学生的工程思维和能力,重视实验环节,以设计性、综合性实验代替验证性实验培养学生将抽象的知识具体化、培养学生的实际应用能力、动手能力和创新能力。

参考文献:

[1]吴建平,甘媛.“传感器”课程实验教学研究[J].成都理工大学学报.

[2]曹良玉,赵堂春.传感器技术及其应用.课程改革初探[J].中国现代教育装备.

[3]李玉华,胡雪梅.传感器及应用.课程教学改革的探讨Ⅱ技术与市场.

铁路信号技术论文篇二 浅谈铁路信号问题 【摘要】铁路信号是保证铁路运输基本设备。对铁路网上各种行车的设备状况、信息传输、调度指令控制起着重要的作用。本文通过对铁路信号存在问题的分析,提出了解决问题的对策,指出了我国铁路信息的发展方向。 【关键词】铁路信息;信息化;网络化 1.铁路信号的含义 所谓铁路信号是用特定的、有标志性的物体、仪表或音响设备等向铁路行车人员传达相关的信号,包括车辆运行状况,行驶条件,铁路的状况等等。近年来,随着铁路信号的广泛应用和铁路信号技术的不断发展,使铁路信号也变成了增加铁路运输线路,改善铁路员工劳动条件提高车站和铁路区间的通过能力等等有效手段。 2.铁路信号的现状 铁路信号的安全性能不够高 由于自动化程度的限制,我国的调度指挥仍旧依赖于人工作业,采用落后的一张图、一支笔、一部电话的调度指挥模式。对地面信号的观察与判断,也仍旧于依赖司机。随着列车的提速和密度的不断增加,行车调度的指挥工作将会越来越繁忙,调度员在长时间的工作中也难免出现疏略,这样不仅会降低工作效率,更会影响到列车的安全运行。并且当车速达到一定的程度的时候,单单依靠司机的视力根本无法保证列车的行车安全。另外由于列车运行中的变化因素过多,一次性按照计划运行图来指挥列车运行的可能性较小,因此,在我国铁路推广使用调度集中装置是还办不到的。 管理方面出现纰漏 重点表现于管理分散和管理水平的落后。铁路系统基本上是一个整体,在不同的时间和地区的情况差异性较大。现在的铁路虽然安装了微机监测系统,但是由于通信手段的落后,处理信息的速度较慢,致使安装的系统无法真正的发挥作用,无法在整体上将资料进行整合。从管理水平来看,铁路系统一直掌控在政府部门的手里,并且现行的管理机制使系统人员臃肿,营销手段落后,资源不能得到合理的利用。在市场经济的引导下,铁路系统应当由企业统一整个管理,来作为物流环节中的重要部分,从而提高效率,增加效益。 铁路信号系统的自动化水平较为低下 在新中国成立以来,继电技术得到了不断的发展,但是继电技术采用的设备体积大,对于实现联网集中监测和智能的控制还是有一定难度的。特别是微电子技术的发展后,在一些工业控制行业,这类技术已经趋于淘汰的趋势了,取而代之的是一些智能控制技术。在铁路系统方面,虽然也开始采用了智能控制技术,但是大范围内仍旧采用的是继电控制技术,发展的速度较为缓慢,优化资源和提高效率方面还是相对于落后的。 现代铁路信号设备中存在的若干问题 随着经济、信息技术的不断发展,铁路信号系统作为保证铁路安全运行的部分,虽然铁路设备信号的要求也在不断的增高,但是从某些信号设备来看仍旧存在着一些安全隐患。 枢纽调度监督设备 这个设备是一个发展较快的设备,是使枢纽内的调度更加准确直观,保证枢纽的畅通。但是枢纽内的作业模式是采取分散作业,这样一来必定影响了总体的发挥,并且降低了运输的效率。因此,在货运量加大,或者大面积提速时,信号技术装备如何保证枢纽内的畅通就是一个很大的问题。 车站联锁设备 这种设备也是目前铁路系统中常见的设备之一。这种设备在列车提速后出现了许多问题。例如,战线和列车基本等长,并且在进出站口处没有过走保护区段,不利于列车的速度控制。另外,信号机间的安全距离是不够的,没有能够提供安全距离的信息,对列车的运行控制都带来了安全的隐患。 列车运行控制与机车装置 今年来,新安装的运行监控器代替了自动停车装置(即安全性能差,随安全防护器辅助作用的装置)。并且采用了模式曲线的方式来监控车速,对超速进行保护。但是由于形成的是速度模式曲线,依靠的是事先储存的线路数据以及人工输入的数据,没有考虑故障-安全原则,无法保证安全。 信号显示制式 铁路现实信号中,除了红灯有确定的定义之外,其他的显示信号都没有明确的速度值,在不同的地区,显示为不同的含义,主要依靠司机的自行判断,因此指挥能力较差,在提速之后无法满足需要,安全性能较差。 区间信号 单线区段来看,采用的是办理效率较高的继电半自动的装置,看起来是能够满足提速后的行车需要的。但是却存在着一个有待改进的安全性隐患,即并没有设置区间的检查设备。这不能满足行车的安全性。 3.增强铁路信号的对策研究 通信、信号一体化 当代铁路的高速发展,铁路通信、信号系统等都必须不断的加强。铁路通信、信号技术的相互融合,以及调度指挥自动化等等技术,打破了控制分散、功能单一、通信信号相对独立的传统技术理念,推动了铁路通信、信号技术向数字化、智能化、网络化和一体化的方向发展。组建一个以铁路局为主要单位的电务设备动态检测中心,装备一台动态的检测车,按一定时间对自动闭塞的机车信号或地面信号,无线列调等设备进行动态的检测,实现了移动体对地面静态设备的检测。 制定发展规划 在建设新的线路时,起点必须要高。铁路建设的投资额较大应该考虑到今后的发展。虽然现有铁路信号设备、调度手段等都较为安全,但是当提速的时候都没法达到要求。因此在建设时要考虑到未来的发展,提高建设标准,采用新技术。借鉴国外的闭环计算机控制系统。这样为以后的竞争做好准备,也为以后铁路信号的建设提供经验。根据我国铁路的运输特点,实现以铁路调度管理信息系统作为基础,以指挥自动化为目标,来构建现代铁路化的运输调度指挥管理系统。实现全路运输的集中管理,提高效率。 铁路无线数字通信技术的应用 在铁路提速,重载不断发展的今天,以分立元器件与模拟信号处理技术为基础的传统铁路信号设备已经满足不了安全的要求。然而数字信号处理技术很好的解决了铁路信息信号产生的问题。数字信号处理的频域分析的优点是运算精度高和抗干扰性能好,具有相对实用性和可靠性。因此,全面应用数据处理的新技术,利用计算机的高速分析和计算等功能,来提高信号设备的技术水平。 采用计算机网络技术 由于网络技术的快速发展,网络化管理已成为实现管理的客观要求和必然趋势。铁路信号系统的网络化是实现铁路运输系统内部各功能单元之间的信息交换。在网络化的基础上实现全面、准确获得线路上的信息,保证列车的安全运行,从而实现系统的智能化与控制设备的智能化管理。因此有效的采用计算机技术是解决铁路信号系统若干问题的途径。 4.结论 随着铁路运输提速、重载的发展,基于分立元器件和模拟信号处理技术的传统铁路信号设备越来越满足不了铁路运输安全性和实时性的要求。因此,全面引进计算机技术,利用计算机的高速分析计算功能,来提高信号设备的技术水平已非常紧迫。数字信号处理技术的出现为铁路信号信息处理提供了很好的解决方法。铁路信号按其作用可分为指挥列车运行的行车信号和指挥调车作业的调车信号;按信号设置的处所可分为车站信号、区间信号,以及行车指挥和列车运行自动化等;按信号显示制式可分为选路制信号和速差制信号;按结构可分为臂板信号、色灯信号、灯列信号(中国大陆不采用)以及机车信号机。铁路信号在元部件制造方面正向着小型化、固态化和高可靠性发展;在设计方面向着故障自动检测、自动诊断、高可用度、与计算机或微处理机相结合的方面发展;在安装施工方面正向着模块化和工厂施工化的方向发展;在使用方面正向着无维修或少维修、高度自动化或智能化的方向发展。 【参考文献】 [1]林瑜筠.铁路信号新技术概论[M].北京:中国铁道出版社,2005. [2]铁道部.铁路电务管理信息化规划[M].北京:中国铁道出版社,2006. 看了“铁路信号技术论文”的人还看: 1. 高速铁路信号技术论文 2. 高速铁路信号技术论文(2) 3. 铁路信号计算机联锁毕业论文 4. 铁路信号计算机联锁毕业论文(2) 5. 铁路信号计算机联锁系统的毕业论文(2)

车站信号自动控制系统的设计(铁道信号论文)

信号与检测课程论文

生物医学信号处理方法论文

生物医学信号处理是指据生物医学信号特点,应用信息科学的基本理论和方法,研究如何从扰和噪声淹没的观察记录中提取各种生物医学信号中所携带的信息,并对它们进步分析、解释和分类。以下是我精心准备的生物医学信号处理方法论文,大家可以参考以下内容哦!

摘 要: 生物医学信号是人体生命信息的集中体现,深入进行生物医学信号检测与处理的理论与方法的研究对于认识生命运动的规律、探索疾病预防与治疗的新方法都具有重要的意义。

关键词: 生物医学信号 信号检测 信号处理

1 概述

1。1 生物医学信号及其特点

生物医学信号是一种由复杂的生命体发出的不稳定的自然信号,属于强噪声背景下的低频微弱信号,信号本身特征、检测方式和处理技术,都不同于一般的信号。生物医学信号可以为源于一个生物系统的一类信号,这些信号通常含有与生物系统生理和结构状态相关的信息。生物医学信号种类繁多,其主要特点是:信号弱、随机性大、噪声背景比较强、频率范围一般较低,还有信号的统计特性随时间而变,而且还是非先验性的。

1。2 生物医学信号分类

按性质生物信号可分为生物电信号(Bioelectric Signals),如脑电、心电、肌电、胃电、视网膜电等;生物磁信号(Biomagnetic Signals),如心磁场、脑磁场、神经磁场;生物化学信号(Biochemical Signals),如血液的pH值、血气、呼吸气体等;生物力学信号(Biomechanical Signals),如血压、气血和消化道内压和心肌张力等;生物声学信号(Bioacoustic Signal),如心音、脉搏、心冲击等。

按来源生物医学信号可大致分为两类:(1)由生理过程自发产生的主动信号,例如心电(ECG)、脑电(EEG)、肌电(EMG)、眼电(EOG)、胃电(EGG)等电生理信号和体温、血压、脉博、呼吸等非电生信号;(2)外界施加于人体、把人体作为通道、用以进行探查的被动信号,如超声波、同位素、X射线等。

2 生物医学信号的检测及方法

生物医学信号检测是对生物体中包含的生命现象、状态、性质和成分等信息进行检测和量化的技术,涉及到人机接口技术、低噪声和抗干扰技术、信号拾取、分析与处理技术等工程领域,也依赖于生命科学研究的进展。信号检测一般需要通过以下步骤(见图1)。

①生物医学信号通过电极拾取或通过传感器转换成电信号;②放大器及预处理器进行信号放大和预处理;③经A/D转换器进行采样,将模拟信号转变为数字信号;④输入计算机;⑤通过各种数字信号处理算法进行信号分析处理,得到有意义的结果。

生物医学信号检测技术包括:(1)无创检测、微创检测、有创检测;(2)在体检测、离体检测;(3)直接检测、间接检测;(4)非接触检测、体表检测、体内检测;(5)生物电检测、生物非电量检测;(6)形态检测、功能检测;(7)处于拘束状态下的生物体检测、处于自然状态下的生物体检测;(8)透射法检测、反射法检测;(9)一维信号检测、多维信号检测;(10)遥感法检测、多维信号检测;(11)一次量检测、二次量分析检测;(12)分子级检测、细胞级检测、系统级检测。

3 生物医学信号的处理方法

生物医学信号处理是研究从扰和噪声淹没的信号中提取有用的生物医学信息的特征并作模式分类的方法。生物医学信号处理的目的是要区分正常信号与异常信号,在此基础上诊断疾病的存在。近年来随着计算机信息技术的飞速发展,对生物医学信号的处理广泛地采用了数字信号分析处理方法:如对信号时域分析的相干平均算法;对信号频域分析的快速傅立叶变换算法和各种数字滤波算法;对平稳随机信号分析的功率谱估计算法和参数模型方法;对非平稳随机信号分析的短时傅立叶变换、时频分布(维格纳分布)、小波变换、时变参数模型和自适应处理等算法;对信号的非线性处理方法如混沌与分形、人工神经网络算法等。下面介绍几种主要的处理方法。

3。1 频域分析法

信号的频域分析是采用傅立叶变换将时域信号x(t)变换为频域信号X(f),从而将时间变量转变成频率变量,帮助人们了解信号随频率的变化所表现出的特性。信号频谱X(f)描述了信号的频率结构以及在不同频率处分量成分的大小,直观地提供了从时域信号波形不易观察得到频率域信息。频域分析的'一个典型应用即是对信号进行傅立叶变换,研究信号所包含的各种频率成分,从而揭示信号的频谱、带宽,并用以指导最优滤波器的设计。

3。2 相干平均分析法

生物医学信号常被淹没在较强的噪声中,且具有很大的随机性,因此对这类信号的高效稳健提取比较困难。最常用的常规提取方法是相干平均法。相干平均(Coherent Average)主要应用于能多次重复出现的信号的提取。如果待检测的医学信号与噪声重叠在一起,信号如果可以重复出现,而噪声是随机信号,可用叠加法提高信噪比,从而提取有用的信号。这种方法不但用在诱发脑电的提取,也用在近年来发展的心电微电势(希氏束电、心室晚电位等)的提取中。

3。3 小波变换分析法

小波分析是传统傅里叶变换的继承和发展,是20世纪80年代末发展起来的一种新型的信号分析工具。目前,小波的研究受到广泛的关注,特别是在信号处理、图像处理、语音分析、模式识别、量子物理及众多非线性科学等应用领域,被认为是近年来在工具及方法上的重大突破。小波分析有许多特性:多分辨率特性,保证非常好的刻画信号的非平稳特征,如间断、尖峰、阶跃等;消失矩特性,保证了小波系数的稀疏性;紧支撑特性,保证了其良好的时频局部定位特性;对称性,保证了其相位的无损;去相关特性,保证了小波系数的弱相关性和噪声小波系数的白化性;正交性,保证了变换域的能量守恒性;所有上述特性使小波分析成为解决实际问题的一个有效的工具。小波变换在心电、脑电、脉搏波等信号的噪声去除、特征提取和自动分析识别中也已经取得了许多重要的研究成果。

3。4 人工神经网络

人工神经网络是一种模仿生物神经元结构和神经信息传递机理的信号处理方法。目前学者们提出的神经网络模型种类繁多。概括起来,其共性是由大量的简单基本单元(神经元)相互广泛联接构成的自适应非线性动态系统。其特点是:(1)并行计算,因此处理速度快;(2)分布式存贮,因此容错能力较好;(3)自适应学习(有监督的或无监督的自组织学习)。

参考文献

[1] 邢国泉,徐洪波。生物医学信号研究概况。咸宁学院学报(医学版),2006,20:459~460。

[2] 杨福生。论生物医学信号处理研究的学科发展战略。国外医学生物医学工程分册,1992,4(15):203~212。

铁路信号技术的发展论文【1】

【摘要】铁路信号是铁路运输基本设备之一。

并且也是铁路信号技术已成为铁路信息技术的三大支柱(即通信、信号、计算技术)之一。

随着铁路信号技术的发展和铁路信号的广泛应用,铁路信号也成为提高铁路区间和车站通过能力、增加铁路运输经济效益、改善铁路员工劳动条件的一种现代化科学管理手段和技术。

从铁路信号的功能出发 以独特的视角对铁路信号组成进行了分类, 结合国内铁路信号现状, 对其组成部分的技术发展进行了简单介绍。

【关键词】铁路信号 技术 发展趋势

前言

铁路运输与其他各种现代化运输方式相比较, 具有受自然条件影响小运输能力大, 能够负担大量客货运输的显著特点,人们对铁路信号有不同的理解。

有人把铁路信号广义理解为:保证铁路行车安全的技术和设备;有人狭义理解为:用于向行车人员指示行车条件的符号;有人则认为:铁路信号是铁路上信号显示、联锁、闭塞设备的总称。

铁路为实现高速、高密度和重载运输的需要,积极引进采用新技术,大幅度提高了现代化通信信号设备的装备水平,新型技术系统不断涌现。

铁路信号设备是保证列车行车安全的重要基础设备, 其技术水平发展直接影响到了行车安全水平和铁路运输效率。

一、铁路信号的内涵

1.铁路信号的含义

用特定的物体( 包括灯) 的颜色、形状、位置,或用仪表和音响设备等向铁路行车人员传达有关机车及车辆运行条件、行车设备状态以及行车的指示和命令等信息。

目前, 人们对铁路信号有不同的理解。

有人把铁路信号广义理解为:保证铁路行车安全的技术和设备;有人狭义理解为:用于向行车人员指示行车条件的符号;有人则认为:铁路信号是铁路上信号显示、联锁、闭塞设备的总称。

目前随着铁路信号技术的发展和先进设备的广泛应用,铁路信号已成为提高铁路区间和车站通过能力、增加铁路运输经济效益、改善铁路职工劳动条件的一种现代化管理手段和发展前沿的科学技术。

2.铁路信号的分类

铁路信号按人的感觉可分为视觉信号和听觉信号。

视觉信号是以物体(包括灯)的形状、颜色、位置、数目等显示信号; 听觉信号是利用号角、笛、响墩等发出的音响表示信号。

按功能可分为行车信号和调车信号。

行车信号用于指挥列车运行;调车信号用于指挥调车。

按结构可分为臂板信号和色灯、灯列信号。

按显示制式可分为选路制信号和速差制信号。

选路制信号是用臂板位置或灯光的颜色特征来表示列车的站线进路;速差制信号是用臂板位置或灯光的颜色特征、数目来表示列车运行应采取的速度。

二、国内铁路信号技术及发展趋势

1.信号控制设备的技术发

信号控制设备中的核心是联锁系统。

国内联锁系统发展主要历经了早期的继电器联锁,90年代时期的计算机联锁加安全型继电器执行形式的控制系统, 以及目前在广泛推广的计算机联锁系统。

计算机联锁除了自身的联锁系统管理之外, 还可以向旅客服务系统、列车运行监督系统以及列车指挥系统等提供信息, 加快铁路运输管理的一体化的实现。

随着计算机技术的迅速发展, 尤其是对于可靠性技术和容错技术的深入研究, 计算机联锁技术日趋成熟, 我国的计算机联锁逐步开始由计算机联锁加安全型继电器控制型向全电子计算机联锁转变。

全电子计算联锁系统是基于未来铁路及城市轨道交通联锁设备集成度高、安装速度快、维护方便的使用需求而研制; 具有模块化程度高、维护量小、安全性高、总体造价低, 占用资源少等特点。

全电子计算机联锁系统完全克服了继电器联锁和既有计算机联锁的缺点, 具有能够充分发挥铁路信号工程、工程设计单位、专业施工单位、电务维修单位的作用, 在保证其基本安全条件的基础上, 让多级单位广泛参与, 可全面推动铁路运输的飞速发展, 为铁路信号控制提供无限可能。

我国第一套具有完全自主知识产权的全电子计算机联锁系统―LDJL一IV全电子计算机联锁系统通过了英国劳氏铁路有限公司的安全认证, 取得了安全等级最高的5 1斟认证证书, 进一步加强了推广全电子计算机联锁系统的进程。

全电子化计算机联锁必将成为国内联锁系统的未来发展方向。

2.信号显示设备的技术发展

铁路信号显示技术的发展, 随着计算机联锁及新科技、新技术的出现, 我国信号显示设备的发展也经历了一个飞跃式的发展。

随着计算机技术的不断发展及计算机联锁的不断推广, 液晶显示器控制台的出现代替了老旧的单元控制台,在保留了原有控制台技术的优点的同时, 更具有显示清晰、故障率小、易于操作、便于维护等特点。

寿命高达数万小时的半导体L E D发光二级管照明技术的出现,结束了传统信号机以白炽灯、卤素灯作为信号机灯光光源的历史。

集供电、灯丝转换、断丝报警于一体的点灯单元, 取代了信号点灯变压器及灯丝转换继电器。

这些不断出现的新型信号显示技术虽然不能大幅的提高铁路运输能力, 但是在不断强调节能环保的今夭, 其具有的节能、环保、低维护成本等特点, 顺应了铁路信号设备的整体发展趋势。

3.信号的传输设备的技术发展

信号的传输技术的革新, 更多意义上取决于新传输媒介的出现。

当使用数字信号作为新的传输媒介时, 出现了基于无线通信的列车运行控制系统( CBTC Co mmunication Based Train Control )。

CBTC的'特点是用无线通信媒体来实现列车和地面设备的双向通信, 用以代替轨道电路作为媒体来实现列车运行控制。

我国北京地铁亦庄线的顺利开通标志着中国成为世界上第四个成功掌握CBTC核心技术并顺利开通应用实际工程的国家。

虽然目前国内CBTC大多只运用于城市轨道交通, 但是在技术不断发展成熟的将来,CBTC系统的发展将会越来越重要。

而基于数字信号传输技术的的发展也将带给铁路信号发展的一个新的方向, 随着科技的不断进步将不断会有新的传输媒介被发现, 而这也必将给铁路运输业带来巨大的飞跃。

4.信号防干扰措施及设备的技术发展

相对于其他信号技术的发展, 信号防干扰措施及设备的技术革新可以说是一个薄弱环节。

只有伴随着新的传输媒介的出现时才会有新的防干扰措施和设备出现; 而在这之前, 对既有信号设备的防干扰措施技术的研究发展却令人堪忧。

三、铁路信号技术的发展方向

铁路信号按其作用可分为指挥列车运行的行车信号和指挥调车作业的调车信号;按信号设置的处所可分为车站信号、区间信号,以及行车指挥和列车运行自动化等;按信号显示制式可分为选路制信号和速差制信号;按结构可分为臂板信号、色灯信号、灯列信号(中国大陆不采用)以及机车信号机。

铁路信号在元部件制造方面正向着小型化、固态化和高可靠性发展;在设计方面向着故障自动检测、自动诊断、高可用度、与计算机或微处理机相结合的方面发展;在安装施工方面正向着模块化和工厂施工化的方向发展;在使用方面正向着无维修或少维修、高度自动化或智能化的方向发展。

结语

随着生活和时代的不断进步, 人们对铁路运输不断提高着要求:更安全、更高速、更大的载重。

铁路信号技术发展面临着严峻的挑战,在铁路运输业进入持续高速发展时期的同时, 铁路信号的技术发展也必然将受到越来越多的关注, 铁路信号的发展将进入一个全新、高速的发展时期。

目前,中国铁路信号技术的面貌已发生了根本变化,不论从装备水平上看或从技术水平上看,都已接近工业发达国家的水平,但要想赶上或超过仍需继续做出努力。

参考文献

[1]铁路信号系统组成及影响因素, 科技创新导报,2010,(17).

[2]吴汶麒.国外铁路信号新技术.中国铁道出版社,2000

[3]林瑜筠.铁路信号新技术概论.中国铁道出版社,2005.

[4]全电子计算机联锁发展的思考, 铁路通信信号工程技术,2011,(04).

[5]李开成.国外铁路通信信号新技术纵览.中国铁道出版社,2005.

[6]林瑜药主编.铁路信号基础.中国铁道出版社.

铁路信号施工的技术建议论文【2】

摘 要:近几年来,我国铁路运输事业发展势头十分迅猛,铁路信号设备作为铁路运输生产的基础性建设也发生了巨大的变化,主要体现在设备组成部件以及器材产品中的科技含量,并表现为技术条件复杂、标准要求高、试验项目多等。

但是相应施工技术的进步已经跟不上技术的飞速发展,导致在实际施工当中存在一些不足,特别是一些细节,从而对信号技术装备系统功能的发挥产生不利影响,将严重阻碍信号施工技术水平的改善。

随着铁路信号新技术、新制式的不断发展,强化并提高铁路信号施工技术已经迫在眉睫。

关键词:铁路;信号施工;施工技术

1 铁路信号工程施工中的技术措施

铁路信号工程施工中的技术交底主要指的是某一工程开工前或分项目开工前有两次技术交底,一次是在建设单位主持下进行的,由设计单位向施工单位交底;另外一次则是由施工单位主管领导会同项目主管工程师向参与施工人员的技术交底,以促使施工人员能够充分了解施工方法与工程质量要求等。

施工设计的范围

施工设计的范围一般包括了全站的信号设备,区间闭塞设备,以及站内电码化设备等。

质量标准、要求与保证质量措施

在施工过程中,必须严格执行上级部门所提出的施工要求,确保施工的每一步都能够符合施工规范,达到质量标准。

坚持单位、分部、分项工程三级质量验收制度,以及工程质量的专检、互检和自检,以及挂牌施工负责制。

为了保证施工质量可以将其纳入绩效考核标准中,将工程质量与经济效益挂钩,从而激发管理人员和施工人员的积极性,严把质量关。

有关问题的说明

施工中应当对部分比较重要的问题事先予以说明,并对施工过程中可能遇到的技术问题,进行预见性的判断,并提出可行的应对措施。

合理配置资源

进行电缆的敷设之前,首先要进行科学、合理的配盘,优选电缆径路,实现资源的合理配置。

2 铁路信号电路导通施工中的技术措施

导通前的准备工作

导通之前所需要做的准备工作包括几个主要内容,具体如下:

第一,核对配线,可室内、室外同时进行,也可根据施工的具体情况选择分别进行。

第二,进行电源屏的空载试验,该试验是电路导通前一项必不可少的工作,以保证试验结果符合《铁路信号施工规范》等相关要求。

第三,检查组合架的架间的各组环线,包括零层电源环线、侧面电源环线、控制台电源环线,以及各组线之间的绝缘电阻是否达到《铁路信号施工规范》的要求,确保没有问题之后,才能连接电源屏。

第四,通电后,检查电源屏及组合是否有熔断器熔断。

第五,确保上述任务无误后,插装继电器,最好再带点状态下进行,以便对各部分熔断器的状态进行观察。

第六,做好室外设备的检查工作。

导通中的故障处理

前期的准备工作完成后,还不能对进路予以排列,因而无法开始联锁的试验。

只要在所有单元电路恢复到定位状态后,才能进行联锁试验。

保证各个单元电路恢复到定位状态。

在进行此项工作时,要确保室内的灯丝继电器吸起,同时室外的信号机的定位灯光都能点亮,电动转辙机能保证正常的转动,操纵盘上有定、反位显示,室内道岔有表不,而且组合中的电路要保证对应。

完成上述工作后,需要对照控制台盘面上的按钮、表T灯,以保证盘面上的表不灯保持与电路的一致,显不正确、光带熄灭,按下按钮后,此时对应的按钮继电器做出反应。

排列进路。

根据联锁表中所提供的进路类型,有顺序地进行进路排列,一般来说按照先短后长、先易后难的原则,即先办理短调车进路,依次办理、依次核对,严格排查每一个故障与隐患,确保所有流程都能与联锁图表的要求相符合,保证质量。

接口电路的导通,通常情况下,接口电路会不定型,鉴于此,必须要求对接口电路予以彻底的试验。

如64D继电半自动闭塞电路、区间自闭结合电路、场间联系电路、与机务段联系电路等。

联锁试验

联锁试验过程不仅是前期的必要准备工作,同时也是导通试验工作的延续与总结,以对铁路信号工程的施工质量进行全面控制和检验。

因此,在进行联锁试验前,首要工作就是充分了解现场设备的布置,熟悉联锁图表等主要的施工设计图纸,从而能够在整体上掌握于站场相关的设备之间的联系,以便后期的联锁试验能够顺利开展。

3 加强技术管理,确保工程质量

为了保证铁路信号的施工质量,应当从准备阶段到施工阶段,直至最后的验收,都进行严格的技术管理与质量监督。

制订正确有效的施工组织方案和严密的施工计划

任何工程都需要做好施工前的准备工作,铁路信号工程施工也不例外,同样需要制定严密的施工方案。

首先,要建立严格的责任制度,确保施工单位的管理人员有明确的责任,能够保质保量地完成铁路信号工程的施工,并达到铁路信号项目的目标与应有的标准。

只有这样铁路信号施工才能拥有明确的目标方向,使得施工进度有据可循。

另外,铁路信号工程比较复杂,涉及到的部门和项目比较多,因而需要部门之间保持良好的沟通与协作关系。

在信号设备停用期间,施工配合工作是若断信号停用时间的重要保障。

在此期间,电务、车务、工务等部门必须保持密切的合作关系,从而为工程的安全问题提供可靠保障,以达到质量标准。

保证各部门、各专业之间的关系,是保证信号工程顺利施工的前提条件,而且对后期的施工进度控制也极为有利,只有彻底排除非信号工程施工以外的干扰因素,才能在整体上提高施工效率,并对列车运营以及群众的人生安全形成保护。

同时,施工过程中还要充分考虑到施工安全、成本控制等多方面的的因素,只有这样才能实现经济效益与社会效益的最大化。

对于施工准备阶段的过程控制管理

首先,在准备阶段要充分做好设计图纸的审核工作,及时发现图纸中的错误或不足,从而在最短的时间内提出合理的整改方案,并仔细研究每一个细节,对可能出现的问题作出预判,以保证施工能够顺利进行。

另外,还需要对施工现场进行反复的调查与施工定测和复测。

组织相关的技术人员针对设计图纸中设备的位置与电缆径路进行反复测定与核对,并作出相应的标记为后期的施工提供依据。

在施工前,做好充分的准备工作,能够在很大程度上减少故障的次数,并降低事故发生的概率。

施工技术管理贯穿于铁路信号工程的全过程,在事前、事中以及事后都发挥重要的作用。

技术准备工作是否充分,将对开通施工的顺利进行有着直接的影响。

就工程技术人员来说,需要对新、旧图纸进行咨询的核对,以全面了解每一个细节。

在铁路信号工程施工开始之前,技术人员还需要掌握各种设备的情况,并对施工人员进行技术交底,同时还需要将施工作业单放在在相应的设备上,要求施工人员必须按照工作单上的要求进行作业。

只有做好充足的准备工作,才能为施工的顺利开展奠定基础。

4 结束语

综上,铁路信号工程的质量对于铁路的安全运营有着至关重要的作用,因而必须确保施工质量,而保证施工质量的前提,就是做好技术控制,无论是工程项目的管理人员还是施工人员都必须具有强烈的责任意识,运用新技术,把好质量关。

参考文献

[1]苏成国.铁路信号封锁施工的几点体会[J].工程科技,2011(12).

[2]龙凡.关于铁路信号工程施工的思考[J].市政建设,2011(12).

[3]陈国礼.浅谈如何确保既有线铁路信号工程顺利开通施工[J].四川建材,2011(3).

[4]李坤.浅谈铁路信号工程施工管理[J].市政建设,2011(12).

[5]贾岛.铁路信号工程施工及电路导通[J].科技交流,2011(2).

高速铁路信号是高速列车安全、高密度运行的基本保障。下面是我整理的高速铁路信号技术论文,希望你能从中得到感悟!

基于无线通信技术的高速铁路信号系统应用

摘 要

高速铁路信号系统是高速列车安全、高密度运行的基本保障。无线通信技术在铁路信号系统的应用,不但减少了高速铁路的信号系统成本,还较好的确保了高速铁路的安全。随着科学技术的进步,高速铁路不断的向着智能信息化转变,这就给无线通信技术领域提出了更加严格的要求,为了适应高速铁路的快速发展,各国都在潜心研究基于无线通信技术的新一代的铁路信号系统。本文介绍了国外无线通信系统在高速铁路信号系统中的发展情况,分析了运用无线通信技术的高速铁路信号系统的特点和问题,并探讨了无线通信技术在高速铁路信号系统中的应用。

【关键词】无线通信 高速铁路 信号系统

在整个高速铁路工程中,虽然信号系统的投资总额所占比率较小,但其起到的作用十分关键。由于轨道电路传输环境较差、传输信息的速率较低、设备更新维护费用高,所以基于轨道电路的列车控制系统已经不能满足高速铁路的快速发展要求。在80年代,国外开始研究基于无线通信的铁路信号系统TBS(Transmission Based Signalling),希望通过无线通信技术的应用来提高铁路的管理职能、缩短列车间隔时间、节约能源、降低系统的成本。1995年在关于TBS的国际会议中,会议代表分析了无线通信技术在铁路信号系统应用的的可行性,并指出了无线通信技术可能给铁路信号系统带来的积极影响,表明了TBS将会成为未来铁路信号系统的发展方向。

1 国外TBS的发展情况

北美TBS的发展情况

1983年,美国铁道协会和加拿大铁道协会共同最早提出了基于无线通信的先进列车控制系统ATCS。ATCS主要是通过数字数据通信手段和先进的微处理器获取列车的精确位置和速度等信息,并对列车进行安全控制。ATCS的运用不仅避免了很多地面信号设备的安装,节省了系统成本,还消除信号盲区,增强了列车的安全系数。ATCS是由中央控制系统、无线数据通信网络、车载设备、路旁设备和线路维护人员移动终端五个子控制系统构成的。它的系统结构设计和功能模块的划分为以后基于无线通信的铁路信号系统奠定了基础。随着无线通信技术的发展,在ATCS之后北美又出现了很多基于无线通信的铁路信号系统,其中ARES可以提供非常可靠的检查和平衡手段,在很大程度上降低了人为操作失误造成的错误,使列车行驶更加安全。另外,PTS、PTC、AATC、ITCS等系统也是比较著名的。

欧洲TBS的发展情况

1992年国际铁盟下属的欧洲铁路研究机构提出了一套欧洲的铁路运输管理系统,包括车票发售、各国铁路互操作性等多个方面,ETCS就是其中非常重要的一部分。在欧共体委员会设立标准化欧洲铁路控制系统项目ETCS之前,欧洲各国铁路标准和模式不尽相同,轨距、信号设备、供电设备也不一样,因此各国只能使用自己的ATP、ATC系统。各国铁路制式上的差异使得欧洲铁路很难形成连续运输。在设立了标准化欧洲铁路控制系统项目ETCS后,各国的铁路开始逐渐按照统一标准进行规范,并逐渐取代各国不同的列车自动控制系统和防护系统。ETCS的目标就是要实现欧洲铁路的统一,提高各国铁路的互操作性,使铁路控制系统的功能和设备更加规范。

日本TBS的发展情况

在日本铁路信号系统的发展历程中,先后出现了ATS、现行ATC、数字式ATC、计算机和无线通信辅助信息控制系统等。其中现行ATC作为一种列车超速防护系统,以良好的自动制动功能保护了列车的安全。但在系统工作时,采用的最强的自动制动,影响了乘客的舒适程度。在1987年,日本开始基于无线通信的铁路信号系统的研究,为CARAT的出现奠定了坚实的基础。CARAT的使用能够使列车连续测定自身位置和行驶速度,使地面系统能够很好的了解列车运行情况,保证列车的运输安全。

2 TBS的特点和问题

在速度比较高的高速铁路上,距离比较近时,可以采用红外、蓝牙等无线通信技术实现对列车的控制;在距离比较远时,则可以通过全球定位控制系统、信标、计轴装置等来测定列车的速度和位置。车载计算机可以通过无线收发装置将列车的速度、位置信息发送给调度控制计算机,通过调度控制计算机的处理,再将列车允许的最大速度等信息通过无线通信发回给列车计算机。列车司机可以根据车载计算机的提醒进行相应的操作,如果列车司机没有及时作出反应,信息控制系统还可以自行将车速降低到允许范围以内。

TBS的特点

(1)在TBS中,主控中心可以根据列车的运行状态和操作状态通过车载计算机来调整列车的运行,加大了高速铁路信号系统的管理职能,保证了列车的安全,提高了铁路线路的通行能力。

(2)在无线通信信号系统控制下,列车和地面的可靠信息量增大,列车运行变得更加稳定,且避免了不必要的加速和制动,节约了能源,也让旅客乘车变得更加舒适。

(3)无线通信技术的运用,省掉了大量的地面信号装备,大大减少了设备的安装、维护、修整费用。

(4)无线通信信号系统的适应能力极强,通过软件上的调整就可以使列车的运行速度提高,且能够自动调整运行图,大大的提高了铁路运输管理能力。

(5)无线通信信号系统还可以通过车地间的双向信息通道实现列车的闭锁控。

TBS的问题

(1)高铁信号系统使用轨道电路只能使用较低的信息发送频率,传输环境恶劣,很难让电码的传送速率满足高速铁路的运行速度要求。

(2)TBS通过环线设备和应答器件接受数据信息,列车进行操作可能会有时间上的延迟,可能会给列车的运行造成不良的影响。

(3)轨道间的电缆电线作为车地之间的双向信息通道,虽然传输信息量大,抗干扰能力强,但设备费用较高,且防盗能力很差,一旦丢失,后果严重。

3 无线通信技术在高速铁路信号系统中的应用 微机联锁

无线通信技术在微机联锁方面运用的可行性还需进一步研究,但ATCS中提出,可以将检测到的道岔、信号机闭锁状态发送给主控中心,并利用道旁接口单元来接收主控中心的控制命令,以实现控制一组道岔、信号机动作的目的。另外道旁接口单元可以利用无线信道联系控制中心,通过电缆连接现场设备,从而检测并控制一些辅助的子系统。目前看来,无线通信技术用于微机联锁的现场设备可能会增加一些投资,且大型站场道岔众多,干扰较大,但还是具有较好的发展前景。

集中调度

在调度集中系统中,调度中心职要根据车站到发线占用情况和区段内闭塞分区大概了解列车运行的状况,并根据得到的信息排列进路。但利用TBS,控制系统就能够准确的了解列车运行的位置、速度,并根据沿线的信号系统情况发送列车控制命令,保证列车在最短的实践间隔内高速、安全、稳定的运行。无线通信技术赋予列车与控制中心的双线数据通信,给列车的运行带来了很大的方便,且实现了行车指挥自动化。

中继器

在高速铁路的实际运行中,我不可能在所有的高速铁路中都设这无线通信基站,这样不但增加了设备投资,还使无线通信铁路信号系统失去了存在的真正意义。有了中继器,基站就可以通过中继器接受和发送一些射频信号,从而使基站不仅可以管理基站区域范围内的站区,还能够将管理中继器管理的一些车辆和线路。

提高平交道口的通过效率

为了提高平交道口的防护能力和和通过效率,防止由于无线设备故障造成不必要的损失,主控中心按照时间间隔不断的查询道口的运行状态,并将查询信息及时反馈给接近道口的列车。另外主控中心通过接收的列车位置、速度信息,可以计算列车通过道口的时间,并根据实际情况设定列车的最大允许速度和列车运行线路参考。这样,列车通过平交道口就有了安全保障,而且还大大提高了道口的通过效率。

加强维修处防护

在高速铁路某路段需要进行维修时,维修部门可以通过移动终端将维修点输入到系统中,通过主控中心的传送,列车就可以很好的了解路段情况。在实际的运行中,列车可以根据了解到的维修点信息对列车进行操作,另外在列车接近维修点事,移动终端接受到地面系统的警报信号,以保证列车能够及时在维修段之前停车。

4 总结

随着高速铁路的不断发展,要确保列车的安全,先进的信号系统成了高速铁路运行的重中之重。在高速铁路信息系统中,无线通信的运用仍处于初期阶段,在具体的TBS规划时应充分考虑其与全路运输管理系统的接口,使无线通信技术更充分的运用在高速铁路的发展当中。

参考文献

[1]闵耀兴.我国铁路列车安全控制系统的现状[J].哈铁科技通讯,1997(04).

[2]姚丽娟.我国铁路信号系统的现状与发展[J].铁道通信信号,2003(04).

[3]步兵.基于通信的列车控制系统的可靠性分析方法[J].交通运输工程学报,2001(01).

[4]杨绚,陈德旺,陈荣高.速铁路列控系统主动安全控制的分析与思考[J].铁路计算机应用,2012(08).

作者简介

孙屹枫(1982-),男,天津市人。中国民用航空大学大学本科毕业。研究方向:铁路信号。

作者单位

铁道第三勘察设计院集团有限公司电化电信处 天津市 300251

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随机过程是基础,就是了解和认识随机现象,并学习随机过程中的相关定理,目的是为学习其它知识打下基础。信号检测与估计可以说是随机过程的一个应用,前提是要有些随机过程的背景知识学起来才比较容易,统计信号处理也是随机过程的一个应用,侧重信号处理,就是用统计方法解决问题,随机过程的应用很广,不光是信号方面的,在整个科学技术里都很重要。随机过程关于教材的话,还没有遇到比较好的,个人认为看国外的比较好,中译版也可以,因为通俗易懂,信号检测和统计信号处理其实都差不多。

生物医学信号处理方法论文

生物医学信号处理是指据生物医学信号特点,应用信息科学的基本理论和方法,研究如何从扰和噪声淹没的观察记录中提取各种生物医学信号中所携带的信息,并对它们进步分析、解释和分类。以下是我精心准备的生物医学信号处理方法论文,大家可以参考以下内容哦!

摘 要: 生物医学信号是人体生命信息的集中体现,深入进行生物医学信号检测与处理的理论与方法的研究对于认识生命运动的规律、探索疾病预防与治疗的新方法都具有重要的意义。

关键词: 生物医学信号 信号检测 信号处理

1 概述

1。1 生物医学信号及其特点

生物医学信号是一种由复杂的生命体发出的不稳定的自然信号,属于强噪声背景下的低频微弱信号,信号本身特征、检测方式和处理技术,都不同于一般的信号。生物医学信号可以为源于一个生物系统的一类信号,这些信号通常含有与生物系统生理和结构状态相关的信息。生物医学信号种类繁多,其主要特点是:信号弱、随机性大、噪声背景比较强、频率范围一般较低,还有信号的统计特性随时间而变,而且还是非先验性的。

1。2 生物医学信号分类

按性质生物信号可分为生物电信号(Bioelectric Signals),如脑电、心电、肌电、胃电、视网膜电等;生物磁信号(Biomagnetic Signals),如心磁场、脑磁场、神经磁场;生物化学信号(Biochemical Signals),如血液的pH值、血气、呼吸气体等;生物力学信号(Biomechanical Signals),如血压、气血和消化道内压和心肌张力等;生物声学信号(Bioacoustic Signal),如心音、脉搏、心冲击等。

按来源生物医学信号可大致分为两类:(1)由生理过程自发产生的主动信号,例如心电(ECG)、脑电(EEG)、肌电(EMG)、眼电(EOG)、胃电(EGG)等电生理信号和体温、血压、脉博、呼吸等非电生信号;(2)外界施加于人体、把人体作为通道、用以进行探查的被动信号,如超声波、同位素、X射线等。

2 生物医学信号的检测及方法

生物医学信号检测是对生物体中包含的生命现象、状态、性质和成分等信息进行检测和量化的技术,涉及到人机接口技术、低噪声和抗干扰技术、信号拾取、分析与处理技术等工程领域,也依赖于生命科学研究的进展。信号检测一般需要通过以下步骤(见图1)。

①生物医学信号通过电极拾取或通过传感器转换成电信号;②放大器及预处理器进行信号放大和预处理;③经A/D转换器进行采样,将模拟信号转变为数字信号;④输入计算机;⑤通过各种数字信号处理算法进行信号分析处理,得到有意义的结果。

生物医学信号检测技术包括:(1)无创检测、微创检测、有创检测;(2)在体检测、离体检测;(3)直接检测、间接检测;(4)非接触检测、体表检测、体内检测;(5)生物电检测、生物非电量检测;(6)形态检测、功能检测;(7)处于拘束状态下的生物体检测、处于自然状态下的生物体检测;(8)透射法检测、反射法检测;(9)一维信号检测、多维信号检测;(10)遥感法检测、多维信号检测;(11)一次量检测、二次量分析检测;(12)分子级检测、细胞级检测、系统级检测。

3 生物医学信号的处理方法

生物医学信号处理是研究从扰和噪声淹没的信号中提取有用的生物医学信息的特征并作模式分类的方法。生物医学信号处理的目的是要区分正常信号与异常信号,在此基础上诊断疾病的存在。近年来随着计算机信息技术的飞速发展,对生物医学信号的处理广泛地采用了数字信号分析处理方法:如对信号时域分析的相干平均算法;对信号频域分析的快速傅立叶变换算法和各种数字滤波算法;对平稳随机信号分析的功率谱估计算法和参数模型方法;对非平稳随机信号分析的短时傅立叶变换、时频分布(维格纳分布)、小波变换、时变参数模型和自适应处理等算法;对信号的非线性处理方法如混沌与分形、人工神经网络算法等。下面介绍几种主要的处理方法。

3。1 频域分析法

信号的频域分析是采用傅立叶变换将时域信号x(t)变换为频域信号X(f),从而将时间变量转变成频率变量,帮助人们了解信号随频率的变化所表现出的特性。信号频谱X(f)描述了信号的频率结构以及在不同频率处分量成分的大小,直观地提供了从时域信号波形不易观察得到频率域信息。频域分析的'一个典型应用即是对信号进行傅立叶变换,研究信号所包含的各种频率成分,从而揭示信号的频谱、带宽,并用以指导最优滤波器的设计。

3。2 相干平均分析法

生物医学信号常被淹没在较强的噪声中,且具有很大的随机性,因此对这类信号的高效稳健提取比较困难。最常用的常规提取方法是相干平均法。相干平均(Coherent Average)主要应用于能多次重复出现的信号的提取。如果待检测的医学信号与噪声重叠在一起,信号如果可以重复出现,而噪声是随机信号,可用叠加法提高信噪比,从而提取有用的信号。这种方法不但用在诱发脑电的提取,也用在近年来发展的心电微电势(希氏束电、心室晚电位等)的提取中。

3。3 小波变换分析法

小波分析是传统傅里叶变换的继承和发展,是20世纪80年代末发展起来的一种新型的信号分析工具。目前,小波的研究受到广泛的关注,特别是在信号处理、图像处理、语音分析、模式识别、量子物理及众多非线性科学等应用领域,被认为是近年来在工具及方法上的重大突破。小波分析有许多特性:多分辨率特性,保证非常好的刻画信号的非平稳特征,如间断、尖峰、阶跃等;消失矩特性,保证了小波系数的稀疏性;紧支撑特性,保证了其良好的时频局部定位特性;对称性,保证了其相位的无损;去相关特性,保证了小波系数的弱相关性和噪声小波系数的白化性;正交性,保证了变换域的能量守恒性;所有上述特性使小波分析成为解决实际问题的一个有效的工具。小波变换在心电、脑电、脉搏波等信号的噪声去除、特征提取和自动分析识别中也已经取得了许多重要的研究成果。

3。4 人工神经网络

人工神经网络是一种模仿生物神经元结构和神经信息传递机理的信号处理方法。目前学者们提出的神经网络模型种类繁多。概括起来,其共性是由大量的简单基本单元(神经元)相互广泛联接构成的自适应非线性动态系统。其特点是:(1)并行计算,因此处理速度快;(2)分布式存贮,因此容错能力较好;(3)自适应学习(有监督的或无监督的自组织学习)。

参考文献

[1] 邢国泉,徐洪波。生物医学信号研究概况。咸宁学院学报(医学版),2006,20:459~460。

[2] 杨福生。论生物医学信号处理研究的学科发展战略。国外医学生物医学工程分册,1992,4(15):203~212。

关于信号检测与估计论文

信号检测理论的具体应用信号检测理论的最大特点在于:它提出了信号和噪音的概念,并将两者置于同一维度上组成两个具有重叠部分的分布。所以,信号检测理论不同于“全或无”的其他心理物理学理论,它可以与决策行为相结合,在心理物理与其它心理学领域之间提供联系。信号检测论作为心理学方法论的进步,不仅仅局限于研究阈限,还能够成为研究一般情况下人们对环境事件的决策的有效工具。信号检测理论的应用包括再认记忆的研究、痛觉研究、诊断测验等等。再认记忆在心理学研究中,“连续—非连续”的问题始终存在。核心的问题就是:心理过程究竟是在某一个连续体上变化,还是在相互分离的阶梯上变化?多年以来心理学家一直关心学习过程是全或无的还是连续的,学习曲线是否意味着一个个学习中的独立的微小增长,还是代表了整个学习的逐渐连续的增加?再认记忆中也有相似的问题:某事物被再认得条件究竟是其强度超过某一个阈限,而在此阈限下的记忆强度为零?还是其强度要超过记忆强度连续体上的某一个标准?按照再认记忆的信号检测论假设,新旧项目再记忆强度的连续体上形成两个互相重叠的正态分布。通过在不同的试验中诱导被试变化判断标准,可以得到对应的不同的集中率与虚惊率,并可以根据它们描出类似于ROC曲线的图样,称为MOC(记忆操作特征)曲线。假如信号检测论假设是正确的,那么MOC在以比率为坐标时应该是曲线,而在以z分数为坐标时呈现为直线。在再认记忆的非连续模型中,假定存在一个记忆强度的阈限,阈上项目总有再认反应,而阈下项目只有靠猜测才出现再认。按照这个模型,MOC在以比率为坐标时应当是直线。实验结果显示MOC形态符合再认记忆的信号检测论假设。信号检测论对再认记忆的良好解释使得此领域中的研究方法有重大进展。运用信号检测论,可以验证各种已知的影响再认记忆的因素,诸如:年龄、脑损伤、药物等,究竟影响了人们对新旧事物进行分辨的能力,还是改变了人们判断新旧的标准。例如:具体的应用发现,大麻能够同时降低再认记忆的分辨力和再认记忆的判断标准。另一个例子是,在临床上抑郁症和老年痴呆患者都会表现出记忆力的衰退。当某位病患表现出记忆衰退的症状,如何诊断其究竟是抑郁症患者还是智力减退呢?运用信号检测论的研究发现,抑郁和痴呆对再认记忆产生影响的方式是不同的。抑郁能够使再认记忆的判断标准升高,这可能是因为抑郁症患者伴随有严重的自信缺乏,因此他们在做出判断时显得过度保守。而老年痴呆患者则是在新旧项目的分辨力上明显低于对照组,由此可见老年痴呆患者有着确实的记忆损伤。信号检测论区分了以上两种疾患对再认记忆产生的影响,从而有可能使以上症状的区别和诊断精度提高。另外,有研究运用信号检测论方法发现,头部外伤引起的脑损伤者在再认记忆中同时具有较低的辨别力和较高的判断标准。研究者对此的解释是:脑损伤会导致记忆功能的衰退,而同时由于患者本身意识到自己在记忆方面的缺陷,他们在判断时会更加谨慎。疼痛疼痛是一种通常与组织损伤相伴的不愉快体验,作为一类由刺激引发的经验,它应该是心理物理学的研究对象。但是长久以来对疼痛的研究相对滞后,其中的一个原因在于疼痛并非由单纯刺激引起的简单感觉,它是感觉反应与情绪反应的混合物,因此很难准确地预测某个刺激会引起多大的痛觉。由此导致人们应用信号检测论的方法,去了解影响疼痛判断的各个因素分别作用于疼痛的那一个组成部分,是影响感觉成分的敏感程度,还是影响判断疼痛大小的标准位置。举例来说,用信号检测论方法可以分析镇痛药究竟是抑制了感觉输入,还是影响了情绪唤起,或是两者兼而有之?信号检测论在痛觉研究中的首次尝试是针对安慰剂的镇痛效果,实验证明服用安慰剂诱导被试的痛觉判断标准上升,而对不同强度刺激的分辨力并未受到影响。因此,尽管在服用安慰剂后被试对痛觉强度的报告变小了,但他们对疼痛的敏感性却没有受到影响。他们的这种报告上的变化可能是由于他们认为别人期望自己少报告一些疼痛。信号检测论的应用还发现镇静剂的镇痛作用和安慰剂一样,它们对疼痛辨别力并没有显著影响;笑气则是恰恰相反的例子,这种常用的麻醉气体可以同时降低疼痛的辨别力并提高疼痛判断的标准。另有人发现,针刺疗法在镇痛上的效果和笑气一致,也能降低疼痛的辨别力。最后,年龄对痛觉也会有影响,运用信号检测论可发现人们对痛的辨别能力岁年龄增长而逐渐衰退,而年长者同时会具有设立较高痛觉判断标准的倾向,这可能是因为他们不愿意时常报告刺激引起了痛觉。诊断测试临床诊断所做出的决定是十分重要的,但是这些判断往往并不准确。近来信号检测论的方法被应用于研究医生如何做出有否疾病的判断。研究者比较了诊断乳腺癌和肺结核的两种方法:直接观察x光照片和通过电视观察图像,使用d’作为信号检测论的区分指标。结果显示直接观察x光照片具有更高的辨别力,因此它是一种较好的诊断方法。另一个例子是诊断脑损伤的两种常见方法:计算机层描(CT)和放射性同位素(RN)。在这个研究中,CT和RN专业诊断人员各6名对136名病人做了检查,其中某些病人已知具有脑损伤,而另一些则没有。12名被试对他们每一次判断都在一个五点量表上报告确定程度,由此可以建立两种不同诊断方法的ROC曲线。曲线下的面积代表了对应诊断方法的鉴别能力,从中发现CT的鉴别效果更优于RN。运用信号检测论分析的实验结果还显示,诊断者所采用的诊断标准对诊断结果有显著的影响,这体现在集中率与虚报率的变化上。有研究者运用信号检测论对临床诊断行为中的判断标准最优化做出了解释,认为诊断标准受到疾病发生与不发生概率(信号与噪音的先验概率)以及确诊和误诊带来的利弊(支付阵)的影响。此外,信号检测论研究也运用在帮助人工智能的决策系统在所收集的信息中结合可能方法选择最优化的得决定标准,从而作出最优化的判断。例如NASA在90年代初期就开始将信号检测论分析运用于飞行器的碰撞规避警告系统的设计中。总结信号检测理论的实际应用价值,在于现实中的许多现象并非简单的存在着某些明显的界限,来区分不同属性的多种状态,例如记得与不记得、痛与不痛、有症状和无症状。当假设这些不同的状态在某个连续维度上有区别,并且不同状态的无数次观察分别形成重叠的正态分布,就可以利用信号检测理论来分离不同状态的差异距离和判断状态变化的标准,进一步也可能利用这些信息做到对状态判别的最优化

随机过程是基础,就是让你了解和认识随机现象,并学习随机过程中的相关定理,目的是为学习其它知识打下基础,信号检测与估计可以说是随机过程的一个应用,前提是要有些随机过程的背景知识学起来才比较容易,统计信号处理也是随机过程的一个应用,侧重信号处理,就是用统计方法解决问题,随机过程的应用很广,不光是信号方面的,在整个科学技术里都很重要。随机过程关于教材的话,还没有遇到比较好的,个人认为看国外的比较好,中译版也可以,因为通俗易懂,信号检测和统计信号处理其实都差不多,你看了就知道了,教材的话还是国外的,推荐你看中译版的,讲得很全面,电子工业出版社,具体是谁写就不记得了!

生物医学信号处理方法论文

生物医学信号处理是指据生物医学信号特点,应用信息科学的基本理论和方法,研究如何从扰和噪声淹没的观察记录中提取各种生物医学信号中所携带的信息,并对它们进步分析、解释和分类。以下是我精心准备的生物医学信号处理方法论文,大家可以参考以下内容哦!

摘 要: 生物医学信号是人体生命信息的集中体现,深入进行生物医学信号检测与处理的理论与方法的研究对于认识生命运动的规律、探索疾病预防与治疗的新方法都具有重要的意义。

关键词: 生物医学信号 信号检测 信号处理

1 概述

1。1 生物医学信号及其特点

生物医学信号是一种由复杂的生命体发出的不稳定的自然信号,属于强噪声背景下的低频微弱信号,信号本身特征、检测方式和处理技术,都不同于一般的信号。生物医学信号可以为源于一个生物系统的一类信号,这些信号通常含有与生物系统生理和结构状态相关的信息。生物医学信号种类繁多,其主要特点是:信号弱、随机性大、噪声背景比较强、频率范围一般较低,还有信号的统计特性随时间而变,而且还是非先验性的。

1。2 生物医学信号分类

按性质生物信号可分为生物电信号(Bioelectric Signals),如脑电、心电、肌电、胃电、视网膜电等;生物磁信号(Biomagnetic Signals),如心磁场、脑磁场、神经磁场;生物化学信号(Biochemical Signals),如血液的pH值、血气、呼吸气体等;生物力学信号(Biomechanical Signals),如血压、气血和消化道内压和心肌张力等;生物声学信号(Bioacoustic Signal),如心音、脉搏、心冲击等。

按来源生物医学信号可大致分为两类:(1)由生理过程自发产生的主动信号,例如心电(ECG)、脑电(EEG)、肌电(EMG)、眼电(EOG)、胃电(EGG)等电生理信号和体温、血压、脉博、呼吸等非电生信号;(2)外界施加于人体、把人体作为通道、用以进行探查的被动信号,如超声波、同位素、X射线等。

2 生物医学信号的检测及方法

生物医学信号检测是对生物体中包含的生命现象、状态、性质和成分等信息进行检测和量化的技术,涉及到人机接口技术、低噪声和抗干扰技术、信号拾取、分析与处理技术等工程领域,也依赖于生命科学研究的进展。信号检测一般需要通过以下步骤(见图1)。

①生物医学信号通过电极拾取或通过传感器转换成电信号;②放大器及预处理器进行信号放大和预处理;③经A/D转换器进行采样,将模拟信号转变为数字信号;④输入计算机;⑤通过各种数字信号处理算法进行信号分析处理,得到有意义的结果。

生物医学信号检测技术包括:(1)无创检测、微创检测、有创检测;(2)在体检测、离体检测;(3)直接检测、间接检测;(4)非接触检测、体表检测、体内检测;(5)生物电检测、生物非电量检测;(6)形态检测、功能检测;(7)处于拘束状态下的生物体检测、处于自然状态下的生物体检测;(8)透射法检测、反射法检测;(9)一维信号检测、多维信号检测;(10)遥感法检测、多维信号检测;(11)一次量检测、二次量分析检测;(12)分子级检测、细胞级检测、系统级检测。

3 生物医学信号的处理方法

生物医学信号处理是研究从扰和噪声淹没的信号中提取有用的生物医学信息的特征并作模式分类的方法。生物医学信号处理的目的是要区分正常信号与异常信号,在此基础上诊断疾病的存在。近年来随着计算机信息技术的飞速发展,对生物医学信号的处理广泛地采用了数字信号分析处理方法:如对信号时域分析的相干平均算法;对信号频域分析的快速傅立叶变换算法和各种数字滤波算法;对平稳随机信号分析的功率谱估计算法和参数模型方法;对非平稳随机信号分析的短时傅立叶变换、时频分布(维格纳分布)、小波变换、时变参数模型和自适应处理等算法;对信号的非线性处理方法如混沌与分形、人工神经网络算法等。下面介绍几种主要的处理方法。

3。1 频域分析法

信号的频域分析是采用傅立叶变换将时域信号x(t)变换为频域信号X(f),从而将时间变量转变成频率变量,帮助人们了解信号随频率的变化所表现出的特性。信号频谱X(f)描述了信号的频率结构以及在不同频率处分量成分的大小,直观地提供了从时域信号波形不易观察得到频率域信息。频域分析的'一个典型应用即是对信号进行傅立叶变换,研究信号所包含的各种频率成分,从而揭示信号的频谱、带宽,并用以指导最优滤波器的设计。

3。2 相干平均分析法

生物医学信号常被淹没在较强的噪声中,且具有很大的随机性,因此对这类信号的高效稳健提取比较困难。最常用的常规提取方法是相干平均法。相干平均(Coherent Average)主要应用于能多次重复出现的信号的提取。如果待检测的医学信号与噪声重叠在一起,信号如果可以重复出现,而噪声是随机信号,可用叠加法提高信噪比,从而提取有用的信号。这种方法不但用在诱发脑电的提取,也用在近年来发展的心电微电势(希氏束电、心室晚电位等)的提取中。

3。3 小波变换分析法

小波分析是传统傅里叶变换的继承和发展,是20世纪80年代末发展起来的一种新型的信号分析工具。目前,小波的研究受到广泛的关注,特别是在信号处理、图像处理、语音分析、模式识别、量子物理及众多非线性科学等应用领域,被认为是近年来在工具及方法上的重大突破。小波分析有许多特性:多分辨率特性,保证非常好的刻画信号的非平稳特征,如间断、尖峰、阶跃等;消失矩特性,保证了小波系数的稀疏性;紧支撑特性,保证了其良好的时频局部定位特性;对称性,保证了其相位的无损;去相关特性,保证了小波系数的弱相关性和噪声小波系数的白化性;正交性,保证了变换域的能量守恒性;所有上述特性使小波分析成为解决实际问题的一个有效的工具。小波变换在心电、脑电、脉搏波等信号的噪声去除、特征提取和自动分析识别中也已经取得了许多重要的研究成果。

3。4 人工神经网络

人工神经网络是一种模仿生物神经元结构和神经信息传递机理的信号处理方法。目前学者们提出的神经网络模型种类繁多。概括起来,其共性是由大量的简单基本单元(神经元)相互广泛联接构成的自适应非线性动态系统。其特点是:(1)并行计算,因此处理速度快;(2)分布式存贮,因此容错能力较好;(3)自适应学习(有监督的或无监督的自组织学习)。

参考文献

[1] 邢国泉,徐洪波。生物医学信号研究概况。咸宁学院学报(医学版),2006,20:459~460。

[2] 杨福生。论生物医学信号处理研究的学科发展战略。国外医学生物医学工程分册,1992,4(15):203~212。

汽车信号检测论文

车检测与维修的毕业论文范文第一部分 摘要:随着电子技术在汽车上的普遍应用,汽车电路图已成为汽车维修人员必备的技术资料。目前,大部分汽车都装备有较多的电子控制装置,其技术含量高,电路复杂,让人难以掌握。正确识读汽车电路图,也需要一定的技巧。电路图是了解汽车上种类电气系统工作时使用的重要资料,了解汽车电路的类型及特点,各车系的电路特点及表达方式,各系统电路图的识读方法、规律与技巧,指导读者如何正确识读、使用电路图有很重要的作用。 汽车电路实行单线制的并联电路,这是从总体上看的,在局部电路仍然有串联、并联与混联电路。全车电路其实都是由各种电路叠加而成的,每种电路都可以独立分列出来,化复杂为简单。全车电路按照基本用途可以划分为灯光、信号、仪表、启动、点火、充电、辅助等电路。每条电路有自己的负载导线与控制开关或保险丝盒相连接。

汽车检测是指为了确定汽车技术状况是否达到标准或工作能力是否正常而进行的检查和测量。下面是我为大家精心推荐的汽车检测技术论文,希望能够对您有所帮助。

国内汽车检测技术概况

[摘 要]本文通过了解我国国内汽车检测技术的概念及其分类,介绍了我国一些先进前沿的汽车检测技术,阐述了我国汽车检测技术的发展概况,针对我国汽车检测技术中的不足之处,结合我国汽车检测技术的具体发展形势,提出了我国汽车检测技术的发展方向,这对我国汽车检测技术的发展具有一定的现实指导意义。

[关键词]汽车检测;检测技术;国内现状;发展概况

中图分类号: 文献标识码:A 文章 编号:1009-914X(2015)03-0056-01

1.汽车检测的概念

汽车检测是指为了确定汽车技术状况是否达到标准或工作能力是否正常而进行的检查和测量。汽车检测技术则是指在汽车检测这一过程中所有与之相关的检测硬件和检测软件的研发和使用技术。

2.汽车检测技术的分类

安全环保检测

安全环保检测主要是针对汽车的安全运行和环境保护方面的检测,这种检测又分为定期检测和不定期检测。该检测的目的是为了确定车辆是否具备符合要求的外观容貌以及良好的安全性能,同时对汽车的环境污染程度进行有效控制。在汽车不解体的情况下,对汽车建立安全监控体系,确保汽车能高效、安全和低污染的运行。

综合性能检测

综合性能检测是指对汽车的综合性能实行定期或者不定期的检测。该检测的目的是为了确定汽车是否具有良好的动力性、可靠性、安全性、噪声污染性以及排气净化性。该检测主要针对汽车的故障及其原因或隐患部位实行质量监督和检测,从而建立汽车质量监控体系,来达到该检测技术的目的。

3.国内汽车检测技术的发展情况

国内汽车检测技术的发展历程

(1)20世纪60年代,我国汽车检测技术处于起步阶段。我国开始研究汽车检测技术开始于20世纪60年代,为了满足当时的汽车维修需要,我国交通部门研究和开发了发动机汽缸漏气量检测仪以及点火正时灯等一些基本的检测仪器。

(2)20世纪70年代,我国汽车检测技术进入发力发展阶段。随着我国汽车生产技术以及人们汽车使用率的飞速增长,我国交通部门开始进入大力发展汽车检测技术的阶段。汽车检测的仪器设备增多,检测项目增多,检测标准和规则也得到进一步的完善,建立了汽车性能综合检验台。

(3)20世纪80年代,我国汽车检测技术进入快速发展阶段。随着我国科学技术和国民经济的飞速发展,我国汽车制造业和交通运输业也得到了飞速发展。因此,对汽车检测技术和设备的需求也日益增涨。我国汽车检测技术因此进入其发展的蓬勃向上时期。

(4)20世纪90年代至今,我国汽车检测技术已经发展相对成熟。迈入90年代后,我国汽车检测技术从其设备的研制、开发以及生产都有了自身的一套运作体系。90年代是我国汽车检测技术的发展高潮时期。虽然目前我国的汽车检测技术与外国仍存在一定的差距,其发展的过程中也存在有一些问题和不足,但我国汽车检测技术也在不断的吸收借鉴完善自己,保证自身良好的发展态势,努力为其创造广阔的发展前景。

目前国内具有代表性的先进前沿的汽车检测技术

(1)虚拟仪器检测技术

虚拟仪器检测技术是指通过自由增减测试系统配置,利用系统配置单元器件,按照每一个项目测试的要求标准,可以直观和有效的得出监测结果,从而提高测试技术的效率。

(2)将GPS技术与车辆检测相结合

该技术主要是利用了能够接受卫星定位信号的GPS系统,将其与汽车检测技术系统相结合,从而达到快捷有效的检测过程。

(3)利用汽车四轮定位进行检测

四轮定位仪主要是依据车轮定位得到检测数据,它利用图像显示并记录汽车四轮的运作情况,与汽车检测数据结果分析相结合,从而达到检测目的。

4.国内汽车检测技术发展过程中存在的问题

国内汽车检测站的经营管理过程中存在行政干预问题

在我国,安全检测是由公安部门来建立管理的。因此我国的综合性能检测站都由交通部门直接建立并管理或者由地方企业建立但仍由交通部门管理。这种行政管理形式,往往造成了检测结果的不真实、检测过程的不规范或者检测项目不完善的情况,甚至是伪造一些监测数据。

我国汽车检测存在重复检测的问题

目前,我国有权对汽车进行检测的机构至少有三种,即安检站、机动车尾气排放检测站以及汽车综合性能检测站。这三个机构又分别归隶属于公安、环保、和交通管理部门。这些部门从各自的职能要求出发对车辆进行必要的检查和监测,容易造成车辆的重复检查,在加大汽车检测工作量的同时,给车主也带来不便。

检测技术有待进一步完善

目前,我国的进口汽车检测标准体系主要依赖于外国检测标准,因此针对我国汽车具体发展情况,我国的汽车检测技术有待进一步提高和完善。例如,我国目前的技术可以对车辆的正面、侧面、追尾等事故进行检测,但对侧面碰撞、追尾碰撞等事故却缺乏相关的检测标准。这也急需我国汽车检测技术的提高和完善。

我国汽车检测人员的整体专业能力和专业素质有待提高

一方面,我国的汽车检测人员的专业检测能力有待提高。一些检测人员本身缺乏基本的汽车知识,检测操作不规范,对检测结果的分析能力不够,不能很好的判断汽车是否达到检测标准。另一方面,我国汽车检测人员的自身素质不够,一些检测人员故意抬高检测收费标准,为了个人利益不顾集体利益,甚至为一些没有达到标准的车辆伪造数据。这些都是造成安全隐患的个人因素,也不利于我国检测技术的研发和推广。

5.解决国内汽车检测技术发展过程中的问题的有效 措施

汽车检测技术基础实现规范化

在我国汽车检测技术的发展过程中,汽车检测的硬件技术一直以来都比汽车检测技术中的软件技术更受重视。这种想法往往会导致对一些基础性技术研究的忽略。因此,我国汽车检测技术的发展方向应该注重与硬件配套的软件检测技术的完善和提高。这方面主要做到三点:一,制定并完善汽车检测项目的限值标准和检测 方法 ;二,完善汽车技术状况检测的评定细则,将全国各地的检测要求和具 体操 作技术进行统一和规范化;三,严格执行综合性能检测站对大型检测设备的认证规则,确保综合性能检测站有能力胜任并履行其检测职责。

汽车检测设备实现智能化

虽然目前我国的汽车检测技术以及检测设备的智能化与国外的检测存在一定的差距,但是我国汽车检测设备正积极学习并通过进口一些外国先进检测设备来提高并完善我国汽车检测设备的智能化。检测设备的智能化使检测设备具有专家检测和诊断系统以及智能化的功能,可以在较短时间较快较准确的对汽车状况进行检测,并诊断出汽车发生故障的部位以及故障原因,从而让维修人员能够迅速解除故障。节约了劳动成本,提高了劳动效率。

汽车检测管理实现网络化

随着计算机和 网络技术 的飞速发展,我国各个行业都在逐步实现其管理的网络化,汽车检测行业也不例外。目前,虽然我国的部分汽车综合性能检测站已经实现了计算机管理系统检测,但计算机监控系统并不完善,而且各个检测站之间采用的计算机检测方式也都一致。为了逐步实现我国汽车检测管理的一致性和有效性,我国汽车检测应该积极推进其管理的网络化。

6. 总结

随着我国经济和社会的进步以及汽车工业的发展,我国汽车检测技术也必须不断的提高和完善。为了使汽车维修人员的工作越来越轻松,提高汽车检测结果准确性,我国汽车检测技术的发展越来越趋向于自动化、网络化和智能化。汽车检测技术的完善和提高有利于我国交通事业以及环保事业的发展,从而为我国经济和社会的发展提供良好的外在环境。

参考文献

[1] 初君浩;浅析汽车检测技术的发展[J];科技致富向导;2014(08)25.

[2] 王洪亮;汽车检测技术的若干问题的思考[J];无线互联科技;2013(12)15.

作者简介

张彦(1975-)女,汉族,山东菏泽人,助理工程师,大学学历, 毕业 于山东省委党校经济管理专业,研究方向为车辆检测、维修。

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利用尾气分析发动机的故障有一辆1995年生产的尼桑蓝鸟轿车,故障现象是冷车时挂挡后踩油门有轻微的冲击,怠速不良,做过许多检查和修理,始终不能解决问题。该车最初进厂修理是因为冲洗发动机后不能着车,拖进厂后检查发现点火系统进水,进行请洁干燥之后重新装复,车虽然着了,但是怠速有些不稳。经过检查发现高压线有漏电现象,分火头和分电器盖也有些烧蚀。征得用户同意后对上述部件进行了更换,发动机故障基本排除,但用户反映车不好用,冷车挂档后踩油门有轻微的冲击。虽然故障现象非常不明显,但用户执意要求检修,并声称如果问题不能解决,就要把前面的修理费用免掉。我接到这辆车时正是热车,由于一时不能验证故障现象,便先根据用户描述的情况进行分析,认为故障可能出在油路上。随后在热车状态下进行无负荷测试尾气,测试结果如下:怠速时HC为275ppm(标准值为220ppm),CO为%(标准值为%);高怠速时HC为120—150ppm,CO为%一%(该厂仅有一台两气废气分析仪)。测量气缸压力,各缸压力正常。进行气缸功率平衡测试,各缸工作都正常。进行断缸测试,各缸HC和CO值变化都一样。从上面的数据当中是否可以发现问题呢7当然可以。尽管两气尾气分析仪本身没有数据分析和混合比浓度测试的功能(一般四气尾气分析仪可以通过CO,、O2以及过量空气系数入直接看出混合比浓度),但通过数据可以看出,这辆车的尾气排放偏低,对于没有安装氧传感器和三元催化器的车辆来说是太低了。CO含量高一般是因为混合比偏浓,而CO含量太低的一个主要原因是混合比偏稀。根据这个思路,我将该车的尾气调高,将CO调到,HC调到200ppm。当车完全冷却后再次进行检测,尾气排放没有超标,原来的故障现象也彻底消失了。各系统故障的方法,其目的是对发动机的燃烧状况进行综合评价。尾气分析的主要内容有混合气空燃比、点火正时及催化转化器转化效率等,主要的分析参数有CO、HC、CO2,和O2等的含量,还有空燃比(A/F)或过量空气系数入。尾气分析的项目如表1所示。二、尾气分析的基本规则HC和O2的读数高,是由点火系统不良或混合气过稀失火引起的。当测试的CO、HC值高,而C02、02值低时,表明发动机工作混合气很浓。如果燃烧室中没有足够的氧气保证正常燃烧,通常情况下,CO2的读数和CO的读数相反。燃烧越完全,CO2的读数就越高,其最大值在%—%之间,此时CO的读数应该等于或接近于的读数是最有用的诊断数据之—,02的读数和其它3个读数一起,能帮助找出故障诊断的难点。通常,装有催化转化器的汽车,O2的读数应该是%—%,说明发动机燃烧很好,只有少量未燃烧的02通过气缸排出。如果02的读数小于%,则说明混合气太浓,不利于燃烧。如果02的读数超过2%,则说明混合气太稀。利用功率平衡试验(根据制造厂的使用说明)和四气尾气分析仪的读数,可以看出每个缸的工作状况。如果每个缸C0和C02的读数都下降,HC和C02的读数都上升,且上升和下降的量都一样,则证明每个缸都工作正常。如果只有一个缸的变化很小,其它缸都一样,则表明这个缸点火或燃烧不正常。一个调整好的闭环控制电控汽车的尾气排放中,HC的含量大约为55~100ppm,CO应低于%,O2为%~%,C02为%~%。汽车尾气测试值与系统故障的判断分析如表2所示。三、几种常见的气分析仪汽车尾气分析仪有两气、四气和五气等多种类型,下面分别进行介绍。两气尾气分析仪两气尾气分析仪是用来测量汽车尾气排放中C0和HC的体积分数的。但是,如果一辆车的排气管或尾气分析仪的测量管路有泄漏,那么所检测到的就是被外部空气稀释了的尾气,C0和HC的测量值将降低,自然就不能反映尾气的真实含量。目前国内所用的两气尾气分析仪大多都不具有检查自身泄漏的功能,因此即使用两气尾气分析仪测量车辆尾气,也不能真实地反映出发动机的故障来。2.四气尾气分析仪随着装有三元催化转化器和电子控制系统汽车的增多,汽车的排放标准也更加严格,因此需要更精确地测量尾气并诊断车辆排放超标的原因。四气尾气分析仪不仅具备两气尾气分析仪的所有功能,而且还能进行故障诊断和分析,它除了能测量C0和HC外,还能测量C02和02、发动机油温、转速等,以及计算过量空气系数入和空燃比A/F等。所以四气尾气分析仪不仅可作为环保检测仪器使用,作为发动机故障检测分析的诊断工具也非常有用。对于几种尾气的分析,前面我们已经做过阐述,在这里只对过星空气系数入进行简要的说明。过星空气系数入可以直观地告诉我们空燃比的情况,从理论上讲,混合气的过星空气系数入=1最为标准,但实际上不可能没有变化,所以一般情况下入被设计为—(有些车有具体说明),可以看成是理想的匹配。若入大于该值,说明空燃比过大,混合气过稀;若入小于该值,则为空燃比过小,混合气过浓。四气尾气分析仪还可提供发动机转速(RPM)和发动机温度(TEMP)参数,作为故障诊断时的参考数据o五气尾气分析仪当C0和HC降低时,可能会引起尾气中的N0x浓度升高,若要监测N0x的浓度,就得使用五气尾气分析仪。而且,N0x常常是在高温大负荷的情况下产生的,若没有底盘测功机,就只能靠路试去测量。四、几个应用实例一辆捷达轿车,装备ATK新2气门发动机,配有三元催化转换器。用户反映该车发动机工作不稳,测量尾气排放严重超标。捷达新2气门ATK发动机采用电子控制多点顺序燃油喷射管理系统,该系统是一个集喷油、点火、怠速、爆震、空调、自我诊断及陂行回家等功能于一体的闭环集中控制系统。根据该车故障现象,首先检查火花塞,发现火花塞间隙偏大,更换新件后,尾气排放情况略有好转,但未得到明显改善。连接故障诊断仪V.A.G1552对发动机电控系统进行检测,调出1个故障码(氧传感器)。按故障码的提示,检查氧传感器至发动机电脑的连接线束,未发现短路、断路情况,于是将氧传感器更换。随后试车,继续测量尾气,尾气排放指标依然偏高,但发动机电控系统已无故障显示。用燃油压力表测量喷射系统压力,发动机怠速时油压为250kPa,急加速时为300kPa;关闭点火开关10min后,系统保持压力为200kPa,以上各项数据均正常。接下来拆下喷油嘴进行超声波清洗,测量其电阻值为15Ω,也符合标准。连接压力机,观察喷油嘴雾化状态良好,检查喷油嘴连接线束,也无短路、断路情况。继续检查点火系统,用万用表测量点火线圈、高压线电阻均正常。将发动机恢复后试车,故障依旧。用V.A.G1552查寻故障存储,仍没有故障码出现。在读取测量数据时,观察到氧传感器信号电压在—之间变动,属正常;进气压力传感器的数据也符合标准。于是怀疑三元催化转换器有问题,将其更换后试车,尾气排放依然超标。检查配气相位,正时标记正确;怀疑汽油质量有问题,清洗油箱及管路并更换优质汽油后,情况丝毫不见好转。经仔细观察发现:如果起动发动机后怠速运转而不进行路试,尾气排放基本合格;路试约2km后尾气排放指标升高;若每次起动间隔时间超过30min,怠速测量基本合格。根据上述情况,决定更换发动机电脑,但将电脑更换了也无济于事。其它部分是否存在问题呢?于是抱着试试看的想法,拆下排气歧管进行检查,并与新的排气歧管进行比较,发现该车氧传感器的排气取样孔偏小。换上新的排气歧管进行尾气检测,各项指标显著降低。对该车进行路试,尾气排放依然合格。恢复该车所换的其它配件,继续试车,尾气排放始终未超标。由此可以断定,故障部位就在氧传感器排气取样孔。由于从气缸内排出的废气处于高速流动状态,行至氧传感器取样孔处时形成涡流,导致排出的废气不能及时在此处更新,使氧传感器不能准确地向发动机电脑反馈同步信号,造成发动机电脑不能根据实际工况对喷油脉宽进行正确修正,最终出现发动机工作异常,尾气排放严重超标的故障。有一个时期,曾有一批车出现过此类故障,都是由于进行尾气改造后,氧传感器取样孔打得不合适,导致氧传感器不能有效采集尾气,造成信号失准。一辆装备5S—FE发动机的丰田佳美轿车,发动机怠速不稳,经常熄火。该车采用TCCS发动机电子控制系统。首先调取故障代码,仪表板上的发动机故障指示灯显示为正常代码。用四气尾气分析仪进行检测,仪器显示的检测结果如表3所示。由检测结果可以看出:HC和02都较高,这是空燃比失衡的一个重要特征;C0值较低,而C02在峰值,这说明可燃混合气已充分燃烧,点火系统应该不会有什么问题;入值较高。综合分析表明,该发动机工作时的混合气偏稀,因此应从进气系统和供油系统着手进行故障检查。对车辆进行检测:真空管无漏气、错插现象;PCV阀密封良好,机油尺插口良好。起动发动机,将化油器清洗剂喷在进气管垫和EGR阀周围,发现随着转速上升,怠速逐渐稳定。取下EGR阀,发现针阀周围有少量积碳,EGR阀通道上有很多积碳,针阀不能落入阀座,致使进气歧管的混合气被废气稀释,从而怠速不稳,发动机容易熄火。对EGR阀进行彻底清洗,并换上新垫,起动发动机,一切恢复正常。再次用尾气分析仪进行检测,结果如表4所示,所有数据都在标准范围之内,故障排除。从这个故障诊断实例可以看出,在对有故障的车辆做完必要的常规检查之后,使用尾气分析仪可以很快发现故障的本质原因,缩小检修范围。一辆广东三星6510汽车,套装97款克菜斯勒道奇3.3L发动机,行驶里程为140000km。故障现象:挂档轻加油门至1200r/min时有时熄火,不熄火时怠速降至400—500r/min甚至更低;急加油门没有任何故障,熄火后起动容易。故障分析:试车过程中,没有明显的断油或断火的感觉,但总感觉进入的空气量不够用。经检查,怠速系统没有任何故障,怠速马达在其它修理厂进行过替换试验,没有问题;节气门体也进行过更换试验,没有问题;用额外补充进气量的办法(断开一个节气门体后面的真空管),同样没有解决任何问题。原地不挂档加油门试验,无论怎样试验均没有任何故障征兆,发动机转速从1200r/min到800r/min下降非常平稳。怀疑是进气压力传感器有故障,有可能缓加油门时不能很好地感知进气量,所以使用检测仪的数据流功能,对各个数据进行实时观察,没发现有错误的数据流,MAP数值正常。对供油系统和点火系统进行仔细检查和测量,均没有发现任何故障。到现在为止应该说仅是凭经验感觉一点故障线索,那就是感觉好像进气量太少。既然怀疑是因为进气量太少造成的故障,那么通过尾气检测一定可以发现一些线索,所以对尾气进行了测量,怠速时的检测结果如表5所示。通过测量结果我们可以发现,混合气偏稀(入大于),燃烧比较好 (CO2较高,接近于15%)。通过上面的分析,可以间接证明该车进气或者供油系统有故障。为了检验这一分析,将所有影响进气量或感知进气量的元件一一列出,采取逐步分析排除的办法确定故障元件。这些元件有:怠速马达、节气门体及其传感器、MAP传感器、EGR阀。前几种元件已经检验和试验过, 目前只剩下EGR阀没进行过检验。EGR排气再循环阀的功用是在发动机工作过程中,将一部分废气引到吸入的新鲜空气(或混合气)中返回气缸进行再循环,以减少N0x的排放量。因为N0x主要是在高温富氧条件下生成的,废气为惰性气体,在燃烧过程中吸收热量,这样将降低最高燃烧温度,也减少了N0x的生成量。但是过度的排气再循环会影响发动机的正常运行,特别是在怠速、低速小负荷及发动机冷态运行时,参与再循环的废气会明显降低发动机的性能。因此应根据工况及工作条件的变化,自动调整参与再循环的废气量。根据发动机结构不同,进入进气歧管的废气量一般控制在6%—13%之间。在EGR系统中,通过一个特殊的通道将排气歧管与进气歧管连通,在该通道上装有EGR阀,通过控制EGR阀的开度来控制参与再循环的废气量(如图1所示)。EGR阀开启或关闭是由阀上方真空气室的真空度来控制的,而真空度则由受ECU控制的EGR真空电磁阀控制。EGR电磁阀受ECU控制,ECU根据发动机转速、空气流量、进气管压力、温度等信号控制EGR电磁线圈通电时间的长短,以此来控制进入EGR阀真空气室上方的真空度,从而控制EGR阀的开度,改变参与再循环的废气量。装有背压修正阀的EGR排气再循环系统,在EGR(真空)电磁阀与EGR阀间的真空管路中装有一个背压修正阀,其功用是根据排气歧管中的背压附加控制月F气再循环。即当发动机在小负荷工况,排气背压低时,背压修正阀保持EGR阀处于关闭状态,不进行排气再循环;只有在发动机负荷增大,排气歧管背压增大时,背压修正阀才允许EGR阀打开,进行排气再循环。排气歧管的背压通过管路作用在背压修正阀的背压气室下方,当发动机处于小负荷工况,排气背压低时,在阀门弹簧的作用下气室膜片向下移动,使修正阀门关闭真空通道,此时EGR阀在其阀门弹簧作用下保持关闭,因而不进行排气再循环;当发动机负荷增大,排气歧管背压升高时,修正阀背压气室下方的背压升高,使膜片克服阀门弹簧弹力向上运动,将修正阀门打开,由EGR电磁阀控制的真空通过背压修正阀进入EGR阀上方真空气室,将EGR阀吸开,月F气再循环通道打开,废气进行再循环。EGR电磁阀受ECU控市IJ,ECU根据转速信号、进气压力信号、水温信号、空气流量信号等,通过控制EGR电磁阀的开度来控制进入EGR阀的真空度,从而控制EGR阀的开度,改变参与再循环的废气量。通过上面的EGR阀工作原理分析可知,EGR在怠速工况和小负荷情况下是不参与工作的,否则会有一部分尾气进入燃烧室,不但会降低燃烧室的温度,还会恶化燃烧环境,阻碍新鲜空气的进入。故障排除:更换EGR阀,故障彻底消失。一辆奥迪A6轿车,装备2.8LJV6电控发动机,怠速时有轻微抖动,并且加速迟缓。故障检查:检测点火波形基本正常,但稍有不稳。测量尾气,C0为0.3%一0.5%,HC为200一500ppm,且在此范围内波动。用V.A.G1552检测仪检查,无故障代码输出。用V人.G1552故障检测仪进行数据流检测,发动机电控系统运行参数正常。检测结果分析:根据对客户的询问和加速迟缓的症状,应考虑对喷油器进行清洗;C0值正常,HC值虽然符合排放污染物的限制标准,但该车装有氧传感器和催化转化器,其C0值应低于0.5%,HC应低于100 ppm,而检测结果表明该车HC值高于此,标准且有波动,从出厂标准考虑为不正常,因此考虑发动机可能有失火现象,应进一步检查点火系统是否有轻微断路或短路,特别是短路故障。故障检修:清洗喷油器,观察各缸喷油器的雾化状况和流星的均匀性,均良好。检查点火系统,发现有一个缸的高压线有轻微短路(漏电)现象,为此更换了高压线。因火花塞间隙偏大,也同时更换了。复检发动机抖动稍有改善,但未彻底消除;尾气检查HC值下降不大,并仍有波动,分析认为故障仍可能是失火所致。为了进一步诊断故障,分别在左、右两侧月F气歧管氧传感器旁边的尾气检测口(该口通常用一个螺栓密封)进行检测,结果发现:左侧气缸排出的尾气C0值在0.5%左右,HC值在125ppm左右(因在催化转化器前测量,其值会比在月F气民管测量值稍高),且波动极小;右侧气缸排出的尾气中C0值也在0.5%左右,但HC值却在125—250ppm之间,且时有波动。因此间题应在右侧气缸中。为此检查右侧气缸的高压线和火花塞,发现第2缸火花塞的3个电极中有一个间隙过小,调整后重新安装,故障完全消除,尾气检测值也符合出厂标准。目前,安装催化转化器的车型越来越多,测量尾气有时比较困难,在不能很好分析故障的时候,可以尽量在催化转化器前方测量,这样可能更真实地反映发动机的排放情况。同时,还应将催化转化器前、后的测量结果加以比较,以便判断催化转化器的转化效率是否正常。一辆奔驰S320轿车,发动机怠速不稳,抖动严重,但加速正常。故障检测:调取该车故障代码,显示为正常代码;用示波器测试点火二次波形,结果正常;对各缸气缸压力进行测试,均在标准范围之内;进气及真空系统不漏气;用四气尾气分析仪检测尾气,发现怠速时数据很不稳定,第1组数据如表6所示,4种气体的检测数值全都较高。再次测试,其数据如表7所示。检测结果分析:将上述检测结果进行对比分析发现,HC和Co总是同时升高或降低,C02时高时低,燃烧效率很不稳定,02不能充分参与反应,数值一直较高。从而可以判定为混合气的形成与燃烧环境十分恶劣。推测是喷油器堵塞,导致喷油器针阀与阀座配合不密封,各缸喷油器在应该喷油时不喷油或少喷油,而在不需喷油时却持续喷油,因而造成供油不正常,致使4种气体的检测数据极不稳定。故障检修:做喷油脉冲宽度试验,怠速时为3.5ms,在正常范围内。拆下各缸喷油器检查,果然每个喷油器都有不同程度的堵塞。经过彻底清洗,装复试车,一切恢复正常。从该故障的检修过程可以看出,在燃油系统的检查中,利用尾气分析仪可以省去一些检修环节,如油压的测试,燃油泵、油压调节器和燃油滤请装置的检测。换个角度来考虑,假如在应急修理中,在未做相关检查之前,就用尾气分析仪进行检测,也许在诊断一开始就能找到故障点。一辆奥迪100型轿车,装备2.6LV6电控发动机,运转时严重抖动,加速无力,排气管排出的气体气味呛人。故障检测:用V.A.G1552微机故障检测仪对发动机电控系统进行检测,存在故障代码,故障代码的含义是“右侧燃油自适应修正已达极限”。用V.A.G1552微机故障诊断仪对发动机电控系统进行数据流检测,发现左、右两侧的燃油修正因数相差过大,左侧为—3.8%—0%,而右侧为10%—12.9%。用发动机综合分析仪检查点火系统并进行气缸压力分析,发现第3缸点火波形的击穿电压较低,且该缸气缸压力偏低(气缸压力相差过大也会导致发动机抖动)。用尾气分析仪检测尾气,Co为0.9%—1.3%, 而HC高达2800—2900 PPmo检测结果分析:根据检测结果可认为右侧混合气过稀,控制电脑对右侧燃油系统进行连续加浓且已达到修正极限。为判断是否是由于右侧氧传感器的信号导致这种结果,先对左、右两侧的氧传感器信号及其对空燃比变化的反应、电控单元对氧传感器信号变化的响应能力进行测试。为此,人为地制造混合气过浓和过稀的状态,发现氧传感器和电控单元的功能均正常,因此可以认为故障是控制系统以外的原因导致的。根据上述检测结果,点火波形基本正常,可以认为点火系统正常,但HC过高表示失火,因此可以认为这种失火很可能是由于混合气过稀,超出着火界限所致。但从尾气中的Co值看,实际混合气并不过稀,因此判断故障很可能是进气系统漏气所致。测量气缸压力,发现第3缸压力比其它缸低约100kPao故障检修:在拆解进气歧管时,发现进气歧管垫的实际压合面宽度只有1mm左右(至少应有4—5mm),其原因是进气歧管的安装面为v形,在安装密封垫后,再安装进气歧管时,由于不小心使该垫下滑,从而减小了密封带,导致严重漏气,即使燃油修正已达到极限,但仍无法完全补偿,这是机械原因导致的故障。将上述故障点彻底排除后试车,故障排除。一辆上海别克G轿车,故障症状是发动机排气冒黑烟。诊断与排除:大修发动机后试车,开始时一切正常,只是排气管接口垫有些轻微漏气。继续试车发现,发动机热车后出现怠速不稳、加速不畅现象,同时故障灯点亮报警。经检查,显示故障码为四131,即氧传感器故障。发动机热车运转时就车测量(不拔下括头),氧传感器电压为0.28V且不变化,更换一个氧传感器后,发动机刚着车时还好,但运转一会儿后故障重现,怠速不稳,排气管冒黑烟。拆下火花塞检查,发现已有积碳,更换一组新火花塞后,运转约半小时,怠速又不稳,检查火花塞又被积碳糊死。此时故障灯再次点亮,经检查显示故障码P0171,即混合气太稀。因更换氧传感器后故障不但没有好转反而加重,所以修理工认为故障不在氧传感器。经测量,油压正常,又检查、试换7空气流星、水温、节气门位置等传感器,故障始终未能排除,于是回过头来再检查新换的氧传感器。经就车测量,氧传感器电压为0.18V左右,与用检测仪查到的数据相同,证明检测仪可以完全接收到氧传感器电压。断开氧传感器括头,测量PCM端接线,电压只有0.32V(理论值为0.45V),于是怀疑电路有故障或PCM损坏。用尾气分析仪检查尾气,发现在怠速时C0含量接近4%,HC达到300ppm左右。通过尾气分析可以认为此时的混合气不是太浓。就车测量氧传感器,电压仍旧很低(这种现象又可以解释为混合气过稀)。断开氧传感器括头,用数字万用表测量PCM端电压为0.44V,说明线路及PCM基本情况正常。为什么会出现浓、稀两种截然不同的解释呢7难道是新换的氧传感器有故障7于是,使用模拟器模拟氧传感器数值的功能。将模拟器的绿色氧传感器专用线和黑色连线连接在车上氧传感器的输出回路上;将中间功能选择开关置于Knock/0xy位置;将右侧功能选择开关置于VoHs/0xy位置;使发动机起动运转,然后打开SST皿,此时SST皿4寄产生一个0.15V的恒定的连续信号来模拟稀混合气状态下的氧传感器发出的信号;按下模拟器上方的“0(y”键,模拟器将产生一个0.85V的恒定的连续信号来模拟浓混合气状态下的氧传感器发出的信号;在使用模拟器模拟7氧传感器后,再用检测仪读取数据流,发现氧传感器的输入信号也一同变化;当模拟器的电压较长时间为0.85V时,观察尾气的C0值降为0.65%,说明PCM对系统的控制完好,故障原因还是在氧传感器。将氧传感器安装到其它车辆上进行试验,没有发现任何故障,数据流、燃烧、尾气、行驶都很正常。通过上面的试验可以证明:系统几乎没有故障,问题的原因在于氧传感器信号。因为此车有漏气现象,会不会是因为排气包漏气,导致排气包中形成负压,将外界的真空引进排气系统当中了呢7经检查ldF气系统确有漏气之处,将排气管修好之后试车,故障排除。

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