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关键词： 大气环境保护   数字化检测系统   应用途径   应用对策  

摘要： 随着我国逐步进入网络信息时代，数字化、信息化技术得到了越来越广泛地应用。为实现可持续性发展目标，更好地保护大气环境，在大气环境保护工作中应积极应用数字化技术，加强数字化检测系统的建设，且应不断拓展其应用范围，使数字化检测技术能够发挥更大的作用。本文将对现阶段数字化检测系统在我国大气环境保护工作中的主要应用途径进行分析，并探讨进一步扩大数字化检测系统应用范围的有效对策，以促进大气环境保护能力的提升。

关键词： 非分光红外   二氧化碳   甲烷   改进PSO-BP   烟气污染源  

摘要： 2020年中国提出“碳达峰”和“碳中和”国家战略,实施“双碳”战略的重要途径是温室气体减排。火力发电属于国家重点排污企业,产生的烟气是温室气体的重要来源,因此对其烟气污染源中温室气体含量的准确、在线、连续检测是实施“双碳”战略目标的重要环节。 本文针对烟气污染源中最主要的两种温室气体组分二氧化碳和甲烷的检测需求,研发了一套面向烟气污染源的温室气体智能检测系统,实现了二氧化碳和甲烷双气体组分的在线、连续、精确检测。 基于非分光红外气体检测原理,研发了光机系统。针对烟气中二氧化碳和甲烷的含量特点,分别研发了基于双探测器红外差分法的二氧化碳气体浓度检测直射式气室和基于单探测器气体滤波相关法的甲烷气体浓度检测怀特池式气室。采用Zemax光学软件对光路进行了仿真验证,在此基础上分别设计了二氧化碳和甲烷检测气室的机械结构并进行了加工、装配和测试。 基于Cortex-M微控制器和Free RTOS实时操作系统研发了硬件和软件系统。其硬件体系以STM32F4系列微控制器为核心,分别针对二氧化碳和甲烷气体浓度检测设计了红外光源驱动电路、信号调理与信号采集电路等。其软件体系以Free RTOS实时操作系统为平台研发了多任务软件架构,包括信号采集与处理任务、温度补偿任务以及基于STem Win的人机交互任务等。 针对烟气检测中环境温度变化显著影响检测精度的问题,建立了基于改进PSO-BP神经网络的智能温度补偿模型,该模型参数调整少、收敛速度快,实验结果表明该模型对温度影响有很好的补偿效果,有效提高了测量精度。 所研发的温室气体智能检测系统实际应用于某火电厂固定污染源烟气排放连续监测现场。现场测试结果显示,二氧化碳组分量程达到0～20%,示值误差小于0.5%、系统响应时间不超过27s、系统24小时零点漂移和量程漂移仅为0.15%和0.9%;甲烷组分量程达到0～500ppm,示值误差小于0.86%、系统响应时间不超过38s、系统24小时零点漂移和量程漂移仅为0.41%和0.88%。测试结果表明,该系统达到T/CAEPI 47-2022和Q/YSHB 014-2022等标准要求。

关键词： 光纤传输系统   铁路通信工程   网络优化   光网络  

摘要： 光纤传输系统为铁路通信提供了高效、广泛的信息流传输能力，是当代铁路通信交流的基础。通过融合星状与环状等网络布局，并应用具备灵活性的路由算法和软件定义网络（Software-Defined Network,SDN）架构，网络能够实时地根据流量情况调整其资源和分配策略，从而有效提高带宽利用效率，优化数据传输路径。

关键词： 多芯片IGBT模块   单芯片结温   在线监测   神经网络模型  

摘要： 功率模块作为电力装备的核心部件,被广泛应用于轨道交通、新能源汽车、航空航天、智能电网等众多领域,其可靠性的高低直接影响设备使用寿命的长短,而结温作为影响IGBT模块可靠性的主要因素成为研究热点。在多芯片功率模块中,现有技术往往难以精确预测模块内部每一芯片的温度。因此,本文提出基于阵列式热电偶的多芯片功率模块结温监测方法,完成结温监测实验平台设计。 论文通过物理量具对切割后的模块进行测量,以有限元仿真的方式还原IGBT模块在电-热-力多物理场中的状态,并以稳态热仿真为指导,分析了模块内部的温度不均匀性以及功率子单元中的温度梯度。将仿真结果中的最小温度变化量作为结壳温度采集系统的设计标准,对实验平台的采集电路、散热系统、驱动控制器、上位机等软硬件部分进行了设计与优化。同时,为了确保温度采集的准确性,以红外温枪显示的温度值为参考,对阵列式热电偶壳温采集器以及光纤变送器进行温度校准。然后在搭建的半桥结构中以10A为间隔采集30A～80A的结、壳温度数据,最终通过DNN神经网络模型完成结温的在线监测功能。 实验结果表明,采集到的4608000个数据点导入神经网络模型训练后,其结温预测结果的平均误差为0.668545℃,在允许误差为±2℃的情况下,结温预测的准确率可以达到93.7954%,对电流等级以及开关状态预测的准确率在0.5个单位范围内可以达到100%。该实验平台适用于功率模块结壳温度的在线测量,为多芯片功率模块内部各单一芯片的结温监测提供研究平台。