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发布时间: 2019 - 08 - 02
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7月26日,成昆铁路复线四川峨眉至米易段上跨老成昆铁路的安宁河特大桥7号墩历时42分钟转体成功,与老成昆铁路线形成新旧之间的首次“交汇”。项目施工方用65分钟将两条同样重3000吨、长46米的梁段同时逆时针旋转35°,实现精准对接。    转体施工难度大    此次转体桥跨越的老成昆线部分,平均每天约有120多趟客货列车经过,新建罗所关安宁河双线特大桥12号至13号墩梁体底部8.06米处是上万伏的电气接触网,12号、13号墩承台距既有线中心距离仅6.92米,施工安全风险极大。    据了解,成昆铁路峨眉至米易段上跨既有成昆线交叉九处,其中4处采用简支梁结构跨越,5处采用连续梁跨越,连续梁跨越铁路运营线均采用转体设计方案。    昼夜奔流的铁路线停运一小时都会带来巨大的经济损失,设计采用转体施工干扰小、安全性高的转体施工。沙坝安宁河特大桥位于攀枝花市米易县境内,该桥由中铁二院土建三院设计,桥梁全长1738.66米,桥位处地质复杂,环境多样,分别跨越京昆高速、成昆线、安宁河。    7号转体墩从地面到梁面约41米高,球铰设计承载力为80000KN(千牛)。梁高、重心高,既有铁路高填方路基等因素使得转体施工难度大,是四川省内最高的双线铁路转体铁路工程。    运用速度传感器,实时监控和调整转体速度    据该项目施工方介绍,该特大桥属于曲线桥梁,转轴两侧的重量并不平衡,本次采用了平衡转体施工工艺,有效控制了因曲线梁偏心等引发的安全风险,保证了梁体平稳转体,确保了既有成昆铁路的安全运营。    此次桥梁转体的关键构件是两个直径均为2.7米的上球铰、下球铰等主要装置构成的转体球铰。转体时同时启动两个桥墩两侧的两台千斤顶,牵引镶嵌在上转盘里的9根钢绞线,大桥即可以每分钟转动近1°的速率缓缓转动,直至转体完成。    在转体过程中,工程人员还根据转盘上布置刻度、编号,...
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发布时间: 2019 - 08 - 01
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光电传感器是各种光电检测系统中实现光电转换的关键元件,它是把光信号(红外、可见及紫外光辐射)转变成为电信号的器件。它可用于检测直接引起光量变化的非电量,如光强、光照度、辐射测温、气体成分分析等;也可用来检测能转换成光量变化的其他非电量,如零件直径、表面粗糙度、应变、位移、振动、速度、加速度,以及物体的形状、工作状态的识别等。光电传感器一般由光源、光学通路和光电元件三部分组成。    光电传感器组成    光电传感器在一般情况下,有三部分构成,它们分为:发送器、接收器和检测电路。    发送器对准目标发射光束,发射的光束一般来源于半导体光源,发光二极管(LED)、激光二极管及红外发射二极管。光束不间断地发射,或者改变脉冲宽度。接收器有光电二极管、光电三极管、光电池组成。在接收器的前面,装有光学元件如透镜和光圈等。在其后面是检测电路,它能滤出有效信号和应用该信号。    光电传感器工作原理    光电元件是光电传感器中最重要的组成部分,它的核心工作原理是不同类型的光电效应。根据波粒二象性,光是由光速运动的光子所组成, 当物体受到光线照射时,其内部的电子吸收了光子的能量后改变状态,自身的电性质也会发生改变,这样的现象称为光电效应。    根据电属性状态的不同变化,将光电效应分为以下四种:    1)外光电效应    在光线作用下使电子逸出物体表面的现象称为外光电效应。基于外光电效应的光电元件有光电管,光电倍增管等    2)光生伏特效应    在光线作用下,物体产生一定方向电动势的现象称为光生伏特效应。基于光生伏特效应的光电元件有光电池和光敏二极管、三极管等    3)热释电现象    热电材料受红外光等照射时,若其表面温度上升或下降,则该表面产生电荷的现象。    4)光电导效应    半导体内的电子吸收光子后不能跃出半导体,使物体的电导率发生变化,或产生光生电动势的现象称为内...
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发布时间: 2019 - 07 - 31
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我们知道,农作物通过叶子上的气孔呼吸,它们会向空气中释放各种挥发性有机化合物(VOCs)。现在,一种新的智能手机连接设备可以在几分钟内分析出这些化学物质并检测识别可能出现的任何疾病。    新型智能手机传感器,资料图    7月29日,英国《自然·植物》杂志在线发表的一项研究,描述了一款可检测微生物侵染植株的智能手机传感器。该系统在未来应用中将能以新方式及时发现病菌,帮助对抗具有破坏性的作物病害。    植物病害中的晚疫病,由名为致病疫霉的微生物引起,感染这种病菌的植株在整个生育期均可发病。对重要的经济作物番茄和马铃薯来说,该病菌会快速侵染植株,不加治理的病株几天内即死亡。如果天气条件适宜,病菌还会快速扩散,导致病害流行。最值得注意的是,致病疫霉曾导致了19世纪的爱尔兰大饥荒,也就是马铃薯饥荒,让当时的爱尔兰人口锐减了近四分之一。    此次,美国北卡罗来纳州立大学的魏青山及其同事开发了一款传感器,可以在番茄植株染病后的两天内检测出晚疫病。据悉,这款由北卡罗莱纳州立大学科学家们开发的手机,被设计成需要安装在农民的智能手机上,具体来说,是在相机镜头的上方。    他们使用的化学修饰金纳米粒子,会与病株叶片释放的挥发性有机化合物发生反应,而手机摄像头能捕捉这种反应引起的颜色变化。在一次盲测中,该装置对晚疫病的检测准确度高达95%。    首先,农民需要从有问题的植物上摘下一片叶子,然后把它放在一个试管里,试管随后需要被密封至少15分钟,这给了叶子充足的时间来释放VOCs。接下来,拿掉试管的盖子,然后用一根很细的塑料管,将试管中积累的化学气体泵入传感器内的一个腔室里。    手机摄像头会拍摄试剂变色后形成的斑点,并在屏幕上显示出来   资料图    据了解,在这个测试室内有一条含有一些嵌入试剂的测试纸带,当暴露在某些VOCs下时,这些试剂就会发生变色...
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发布时间: 2019 - 07 - 30
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盛夏时分,随着气温的不断增加,经常出现一些汽车爆胎的事件,并且爆胎也已经成为跑高速的车主们的一大困扰,爆胎是高速公路上严重车祸的第一诱因。资料显示,在中国,高速公路上发生的严重交通事故中,有70%是由于爆胎引起的,而在所有的爆胎事故中,又有75%是由于胎压不足造成的,还有一部分是由胎温异常引发的爆胎。因此,即时了解胎压胎温状况,并在胎压胎温异常时及时采取有效措施,对行车安全有着极为重要的现实意义。目前,TPMS胎压监测系统可在全天候、全路况下尽可能降低爆胎风险。    TPMS胎压监测系统及其中的胎压传感器,资料图    TPMS胎压监测系统   胎压监测系统是一种采用无线传输技术,利用固定于汽车轮胎内的压力传感器在行车或静止的状态下采集轮胎压力和温度数据,并将数据传送到驾驶室内的控制中心,以数字化的形式,实时显示汽车轮胎压力和温度数据,并在轮胎胎压和胎温出现异常时,以蜂鸣或语音等形式提醒驾驶者的汽车主动安全系统。    该系统可确保轮胎的压力和温度维持在标准范围内,进而减少爆胎、毁胎的概率,大大降低车辆事故率,同时减少油耗和车辆部件的损坏。    胎压监测系统分类    胎压监测系统并非一个单一部件,包括一个接收器和四支胎压传感器;此外,并非所有的胎压监测系统都相同。从技术上看,胎压监测系统分为两种:间接式胎压监测系统和直接式胎压监测系统。间接式胎压监测系统使用汽车防抱死制动系统(ABS)的数据来间接测量大致胎压。  直接式胎压监测系统属于一种预警系统,在一条或多条轮胎的气压变化达到警戒值时,向车辆驾驶员发出警告。每条轮胎内部均安装有胎压传感器,读数直接发送到中央控制单元(ECU),然后在组合仪表盘上显示。如果胎压下降或上升超过标准值的25%,仪表盘上的警告指示灯就会亮起,并发出声音警报,提醒驾驶员。  鉴于胎压监测系统功能的必要性,近些年来,我国一直在探索并完善相关法律...
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发布时间: 2019 - 07 - 29
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激波管是压力传感器校准的核心设备,用来产生平面激波。所谓激波,是气体某处压力发生突然变化,压力波高速传播。波的速度与压力变化强弱有关,压力变化越大,波速越高。传播过程中,波阵面到达某处,该处气体压力、密度和温度都发生突变;波阵面未到处,气体不受波的扰动;波阵面过后,波阵面后面的气体温度、压力都比波阵面前面的髙,气体粒子向波阵面前进的方向流动,其速度低于波阵面前进速度。    激波波阵面很薄,它与分子平均自由路程处于同一数量级。在试验中,激波的厚度足可以忽略不计。气体压力由波前压力跃升到波后的压力只需要10-8~10-9s。    激波管的结构如下图所示。    激波管结构简图    其基本结构为一个圆形或方形断面的直管,中间用膜片隔分为两段。一段为高压段,一段为低压段。用破膜针刺破膜片,高压段气体就向低压段挤过去,形成向低压段的激波,两气体接触面也向低压段前进,前进速度低于激波。下图示出了激波管各工作阶段示意图。激波管高压和低压段的气体,可以是空气-空气、氮气-空气等。    激波管各工作阶段示意图    图(a)为破膜前的压力状况。(b)为破膜后的压力状况。在低压段,激波以超音速向右推进,其速度为W。激波未到处,压力P1保持不变,激波后面至接触面间的压力为P2(P1﹤P2﹤P3),激波后面的气体也向低压段运动,与接触面等速。接触面与激波的速度差(w-u2)小于该点气体声速。    在高压段,破膜时膜片附近产生稀疏波,以该处声速向左(与激波反向)传播。稀疏波经过的点,压力下降为p4(p4=p2),即稀疏波右段和激波左段气体压力相等,速度相同,但以接触面为分界线。两边气体温度不同,靠近激波一侧,因压力跃升过程气体受压缩导致温度升高,随之,该处声速升高;靠近稀疏波一侧的气体,因气体膨胀导致温度下降,该处声速随之降低。稀疏波到达高压段端部并被反射从左向右传播的过程如图(c)所示。...
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发布时间: 2019 - 07 - 26
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近日,Nature杂志上发表了一篇文章,该文章表示,皮肤传感器正在改变医疗保健领域,并详细介绍了皮肤传感器在医疗保健领域的现状、发展趋势以及所面临的挑战。  更小、更少侵入性和更舒适的医疗传感器允许连续监测而不会损伤皮肤    文章表明,可以贴在皮肤上的传感器已经开始改变医疗保健,如目前众多研究团队开发与编码的柔性薄膜、贴片、绷带或纹身传感器等,已经逐渐被数十个试验部署于神经学应用中的计算机和监测设备中。同时,这些传感器的数量正在迅速增长。    传感器将是创建医疗基础设施的关键。在医疗基础设施中,数据一直被传感器收集并输入到机器学习算法中,以监测生命体征、斑点异常、沙子治疗等。这将有助于更早、更快地揭示医疗问题,并使医务人员能够在患者需要时迅速进行干预。    先发制人的监测传感器也将阻止医疗流行病的蔓延,使医院和医疗机构能够调动资源、识别弱势群体,并监测所发布药物的安全性和有效性。    目前的生物整合传感器可以跟踪生物物理信号,例如心律、呼吸、温度和运动。未来的传感器将能够跟踪其他生物标志物,如葡萄糖、以及吞咽和言语等行为。许多公司也正在将生物传感器系统商业化,以持续测量临床数据。    足够柔软的传感器可用于早产婴儿的皮肤,可以监测新生儿重症监护病房的生命体征    更先进的传感器正在开发中,其中包括更小的传感器网络,用于监测心率、呼吸和温度,它们可以无线传输数据,并且足够柔软,可以放在早产儿的胸部而不会损坏脆弱的皮肤。这些传感器无需医务人员或父母在想要抱住孩子时断开电线。    文章最后指出可穿戴传感器虽然在医疗保健领域广泛使用,但仍然面临许多挑战。这将涉及材料、器件和电路设计的进步,需要将软质生物传感器设计的更小、更薄、更轻、耗电更少,并提高传感器的精度和可用性。    除了技术之外,文章呼吁改变法规,以消除设备、数据、软件和治疗之间模糊的界限,应特别注意最需要...
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发布时间: 2019 - 07 - 25
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有时候我们需要进行一些牢靠的温度测量,那我们就需要知道一些正确选择温度传感器的方法,帮助我们选择正确的温度传感器。一般检验中常用的温度传感器有热电偶、热敏电阻、铂电阻(RTD)和温度IC等,我们来了解一下:    1、热电偶    热电偶是温度测量中常用的传感器。其主要优点是宽温度规划和习气各大气环境,并且强健、价低,不需供电,格外便宜。热电偶由在一端联接的两条不一样金属线(金属A和金属B)构成,如图2所示。当热电偶一端受热时,热电偶电路中就有电势差。可用测量的电势差来计算温度。    由于电压和温度对错线性联络,因此需要为参看温度(Tref)作第2次测量,并运用检验设备软件和∕或硬件在仪器内部处理电压—温度转换,以毕竟获得热偶温度(Tx)。Agilent34970A和34980A数据采集器均有内置的测量了运算才干。简而言之,热偶是简略和通用的温度传感器,但热偶并不适宜精度高的运用。    2、热敏电阻    热敏电阻是用半导体材料,大多为负温度系数,即阻值随温度增加而降。温度改动会构成大的阻值改动,因此它是活的温度传感器。但热敏电阻的线性度很差,并且与生产工艺有很大联络。制造商给不出标准化的热敏电阻曲线。    热敏电阻体积很小,对温度改动的呼应也快。但热敏电阻需要运用电流源,小标准也使它对自热过失很为活络。    热敏电阻在两条线上测量的是温度, 有较好的精度,但它比热偶贵,可测温度规划也小于热偶。一种常用热敏电阻在25℃时的阻值为5kΩ,每1℃的温度改动构成200Ω的电阻改动。    留心10Ω的引线电阻仅构成可忽略的0.05℃过失。它很适宜需要进行迅速和活络温度测量的电流控制运用。标准小对于有空间恳求的运用是有利的,但要有留心防止自热过失。    3、测量诀窍    热敏电阻体积小是利益,它能很快安稳,不会构成热负载。不过也因此很不强健,大电流会构成自热。由于热敏电...
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发布时间: 2019 - 07 - 25
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在生活中,人们总是乐于应战一些风险系数较高的活动。比方,一些企业针对冒险爱好者应战自我极限的需求研发各式各样缓冲各种碰撞的防护设备,从护口器到防护服装,包罗万象。在美国以外的地区,这类设备当中越来越多地包含终极的个人防护:可穿戴安全气囊。        这种装备或是设备都主打安全性,但并不意味着它们没有很酷的外观。而最时髦的可穿戴安全气囊大概要数瑞典公司Hvding开辟的“隐形”自行车头盔。该电池驱动的设置装备摆设需求像时髦围巾那样戴在脖子上,它可以在其内部的运动传感器检测到碰撞的冲击力的0。1秒内完全收缩起来,围绕着头部提供保护。《纽约时报》报道称,瑞典保险公司Folksam的测试发现,该头盔的防护结果到达标准头盔的3倍。    国外厂商不断致力于改良其装备安全气囊的车服,其套装在锁骨、肩膀等关键部位包含主动充气的隔间。研制的有些车服包含3个加速率传感器、3个陀螺仪、1个GPS模块安装以及内置电子装备,那些电子装备用于收集数据,可在赛车手摔到地面之前翻开车服内的安全气囊。“碰撞是赛车的一部分。”一赛车手曾向媒体表示。他还说,那些可穿戴安全气囊协助他从危险中四次安全脱身。    滑雪比赛者开辟的可穿戴的安全气囊。它们面对的应战包括开收回算法让装备可以区分比赛中通常触及的震力和跌倒引发的冲击力。    别的品种的可充气保护配备包括雪崩安全气囊,该类气囊旨在保护人们的头部,使得整个人“漂泊”在雪面上。雪崩防护设置装备摆设的有效性仍存在一些争议。还有的安全气囊系统面向修建工人,在他们不测高空坠落时可以提供保护,避免伤亡。
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发布时间: 2019 - 04 - 28
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4月23日,中国科学技术大学传来消息,该校科研人员与合作者利用自主研制的“钻石传感器”,能给肝癌细胞拍“超清写真”,且分辨率达到了10纳米。  据悉,中国科学技术大学杜江峰院士领导的中科院微观磁共振重点实验室研制出细胞原位纳米磁共振成像实验平台,与中科院生物物理所徐涛院士团队合作,实现了对细胞原位铁蛋白分子的磁性成像,将原位蛋白质磁成像分辨率推进到了10纳米,达到了以上成果。纳米磁共振成像实验平台示意图        传统的磁共振成像技术,无法拍出“高清照片”  在细胞原位实现纳米级分子成像是生物学研究的重要目标之一。在众多成像技术中,磁共振成像技术能够快速、无破坏地获取样品体内的自旋分布图像,已经广泛应用在多个科学领域中。特别是在临床医学中,因其对生物体几乎无损伤,对疾病的机理研究、诊断和治疗起着重要的作用。  然而,传统的磁共振成像技术使用磁感应线圈作为传感器,空间分辨率极限在微米以上,而细胞内的生物分子大小为纳米级别,产生的磁信号非常弱,线圈传感器探测不了,拍不出“高清照片”,看不到单分子结构。  因此,在细胞原位实现生物分子的纳米级磁共振成像和结构解析,一直是生物学研究的“皇冠”级难题。              纳米磁共振成像实验平台,搭载细胞样品  为突破磁共振成像的分辨率极限,杜江峰课题组使用钻石中的氮-空位固态点缺陷单自旋作为磁敏感单元(简称“钻石传感器”),自主研制了细胞原位纳米磁共振成像实验平台。    “钻石传感器”能够感应并接收到来自样品的微弱的磁信号,在激光和微波操控下,再将接收到的细胞分子的磁信号转换成光信号,用光子探测器读出信号并结合原子力显微镜进行成像。      ...
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发布时间: 2019 - 04 - 26
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一、加速度传感器工作原理       加速度传感器自然是对自身器件的加速度进行检测。其自身的物理实现方式咱们就不去展开了,可以想象芯片内部有一个真空区域,感应器件即处于该区域,其通过惯性力作用引起电压变化,并通过内部的ADC给出量化数值。       Lis3dh是三轴加速度传感器,因此其能检测X、Y、Z的加速度数据,如下图:          在静止的状态下,传感器一定会在一个方向重力的作用,因此有一个轴的数据是1g(即9.8米/秒的二次)。在实际的应用中,我们并不使用跟9.8相关的计算方法,而是以1g作为标准加速度单位,或者使用1/1000g,即mg。既然是ADC转换,那么肯定会有量程和精度的概念。在量程方面,Lis3dh支持(+-)2g/4g/8g/16g四种。一般作为计步应用来说,2g是足够的,除去重力加速度1g,还能检测出1g的加速度。至于精度,那就跟其使用的寄存器位数有关了。Lis3dh使用高低两个8位(共16位)寄存器来存取一个轴的当前读数。由于有正反两个方向的加速度,所以16位数是有符号整型,实际数值是15位。以(+-)2g量程来算,精度为2g/2^15= 2000mg/32768 =0.061mg。       当以上图所示的静止状态,z轴正方向会检测出1g,X、Y轴为0.如果调转位置(如手机屏幕翻转),那总会有一个轴会检测出1g,其他轴为0,在实际的测值中,可能并不是0,而是有细微数值。       在运动过程中,x,y,z轴都会发生变化。计步运动也有其固有的数值规律,因为迈步过程也有抬脚和放脚的规律过程,如下图。“脚蹬离地是一...
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