电磁辐射的检测方法精选(九篇)

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第1篇：电磁辐射的检测方法范文

关键词：现代工业;环境污染;电能或电力

Abstract: “The modern electric power and power pollution "the subject is the modern industrial cause environmental pollution this reality lead an outstretched. Electric power or power is recognized as clean power. But it is well known, it also has the pollution.

Keywords: modern industry; Environmental pollution; Power or power

中图分类号：TM727文献标识码：A 文章编号：2095-2104（2013）

《现代电力与电力污染》这个题目是现代工业引起环境污染这一现实引伸出来的。电能或电力是公认的清洁动力。但众所周知，它也存在着污染。在电能的形成过程中，如火力发电厂的烟气、灰渣造成的常规环境污染、核电站可能造成的核辐射污染，大型水电站的建设可能出现的生态平衡问题等等。电能形成后，在传递、变换过程中电磁波辐射造成的环境污染等等。

电能已成为经济发展、社会生活的重要部分。随着电磁能利用范围的扩大与利用能量的日益提高，存在于地球上的电磁波不断地增强而且频带极宽。这种电磁波与宇宙杂波相比较，对人类的社会生活和国民经济有着巨大的影响。它不仅直接影响到各个领域中电子设备的正常工作，使之信息失真，控制失控，更为严重的是，在大强度电磁辐射长期作用下，可使生物的生理、生态受到影响和危害，影响人的健康和活力。这也造成了环境污染，即所谓电磁烟雾。

电磁烟雾以及由电磁烟雾引起的电磁污染问题，早就引起了人们的重视、研究并运用工程技术手段来解决电磁干扰与危害问题，力图减少或消除污染。早在1903~1904年，瑞士在铁路部门就测出交流系统对电话的明显干扰。在第一次世界大战前，美国电机工程师协会(mEE)就制定了“波形标准”，1919年就算出了“电话干扰系数”来度量电力系统对电话的干扰。1934年成立了“国际无线电干扰特别委员会”(CISPR)。这个委员会下设A、B、C、D、E及F六个分委员会，分别研究与此有关的六类对象与内容，即检测方法、检测仪器；高频设备检测标准；高压线、发电站、变电站及其它电源；内燃机车、专用电气设备；电视机、收音机；其它家用电器。

CISPR建立后，首先在测定方法、干扰标准与抑制技术上，进行了长期的研究，重点探讨了电子设备与电气设备处于共存、互不干扰的条件，并取得了进展。1958年一个名叫射频干扰组(Group on Radio Frequency Interference，即C-RFI)的组织将电力与电子工程师协会(即IEEE)所命名的电磁兼容性组(Group on Electromagnetic Compatibility，即G--EMC)的机构叫做无线电干扰。1964年又将G---EMC改为EMC。然而，几经推敲后，将“电磁廉容性”扩展到更加广泛的领域之中。同时将EMC作为电子装置与电力设备互不干扰相互共存的专用语了。

随着电磁污染问题的日益严重，研究的深入与发展，解决的工程技术手段的进展、发展与完善，近二三十年新创立了一门边缘学科“环境电磁工程学”或“环境电磁兼容学”，在电磁与电磁控制领域内进行广泛而深入地研究与探讨。

环境电磁学的研究内容，根据IEEE的G--EMC学报的概括，为(1)研究电磁检测方法和防止电磁干扰技术，以及有关仪器、仪表及设备的使用技术；(2)研究电子设备的灵敏度、衰减度以及兼容技术；p)研究若干干扰源及其特性。又如怀特(White)所著

(一)研究由于电磁能的利用范围不断扩大和不断发展带来的变化；

(二)研究电磁辐射在环境中的分布特点与规律，电磁与高温、高湿、放射性等多项的作用；

(三)研究电磁场对人体的危害和对武器装备、可燃性油、气类等的潜在危险性；

(四)研究电磁辐射所引起的工业干扰及其干扰特性；

(五)研究电磁场强度测定仪器、标准计量理论以及检测方法与操作技术；

(六)研究电磁和谐条件，制订工业干扰与辐射安全卫生标准；

(七)研究电磁辐射作用区域，探讨电子敏感仪器、导弹等武器装备以及燃性油的安全放置位置与距离；

(八)研究抑制技术与防护方案；

(九)研究与上述内容相应的理论。

从以上内容可以看出，就电力系统而言，电磁污染，相应的电磁环境学研究的是电力设备对周围电子设备的影响与防护。

本文讲的“电力污染”与相应这一问题提出的“电力环境”这一概念是指电力系统内部(包括电力用户的用电器具)某些元件产生的污染对与系统相连接的电气设备(通过地相连接的金属管道及构件)的影响与防护，以及对周围通信系统的干扰与影响。

现代电力的超高电压，特大电流形成强大电磁场对环境的污染日趋严峻了。这是电磁环境工程学的任务。电力工业的发展出现了新的情况、出现了新的污染。

一、机电设备容量增大，应用广泛，节省材料变得十分有意义，如铁芯正常工作点选得比较饱和，设备工作于十分接近非线性状态。

第2篇：电磁辐射的检测方法范文

【关键词】 智能检测仪 微弱信号 处理办法

智能检测仪对于电子行业的发展具有重要的作用，但是在智能检测仪的工作过程中，由于复杂的电磁环境的干扰，导致微弱信号在工作中受到影响，阻碍了智能检测仪的正常平稳的工作，所以有针对性的加强对微弱信号检测工作中存在问题的分析，并进行探讨是十分必要的[1]。

一、智能检测仪的概念

智能检测仪的概念：智能检测仪是一种智能型的测量控制仪表，能够对温度以及压力做出精确的反映，同时也可以实现联合，能够与传感器和变送器等构成各种类型、各种功能的测量控制系统。智能检测仪的信号输入并不是固定的，可以根据实际的需要，灵活的改变，还可以与热电偶和其他的标准电压、电流信号，热电阻进行搭配。智能检测仪还自带报警功能，分为四路报警，操作者可以根据需要将报警输出任意的定义，一般是上限报警和下限报警。同时还可以实现与0-10mA、4-20mA标准电流的输送及12VDC/50mA、5VDC/50mA、24VDC/50mA馈电输出。智能检测仪的特点是采用当今最先进的ATMEL单片微机作主机，减少了部件，提高了可靠性。其次是输出接口采用模块化结构，功能配置方便灵活。另外集多种输入型号、输出方式于一机。还有用WATCHDOG电路、软件陷阱与冗余、掉电保护、数字滤波等技术，注重现场容错能力，使整机具有很强的抗干扰能力。最后是采用双四位LED数码显示，可同时显示测量值与第一报警值。通过光柱（20线）显示测量值[2]。

二、微弱信号处理方法研究

2.1 基于有限元法

1、PCB中电磁干扰源。因为在微弱信号检测过程中，容易受到来自内部和外界各种因素的干扰，因此电磁干扰源也是多种多样的。其中包括高频信号线产生的电磁辐射、分布电感耦合引起的串扰等等，这些都对微弱信号的工作产生严重的影响[3]。PCB中的电磁辐射分为两类。一种是电场辐射，另外一种是磁场辐射。电场辐射产生的原因是在PCB设计走线时，走线的长度是电磁辐射波长四分之一的奇数倍，这时的PCB中的金属线条就充当了天线的角色，向外界辐射高频度的电磁能量，在此同时外部的电磁辐射也会对金属线条产生干扰。应当注意的是在微弱信号的工作过程中，其自身的电子元件会对接受道德电子辐射进行调频和控制，会产生相应的电子噪音，从而对用于检测微弱信号的电子设备内部的高频度电路产生不良的影响，而且还会影响到设备内部的中低频度的电路。PCB中的磁场辐射产生主要是由印制线条造成的。印制线条的长度很小，尤其是和工作的波长相比，是远远小于的，因此可以运用偶极子天线的原理进行解释。电偶极子的另外一个成为是电流元，它的长度以及它的横向的尺寸和工作的波长相比都是较小的[4]。

2、PCB的抗干扰设计措施。抗干扰设计的措施需要用专业的方法，一般采用的是电磁兼容设计的方法，还有另外一个称谓是低噪声设计法。在进行设计的时候一般包括三个环节，布局、布线和接地。布局这一环节是十分重要的一个组成部分，因为布局的质量好坏与否直接决定了接下来走线的科学合理以及测控系统的平稳运行。所以在进行布局的过程中，要综合的考虑各个方面的因素，力求做到布局的质量高，为后续的布线工作做好基础准备。在布局时，具有逻辑关系的电子元件应该尽量要就近的放置，那些易受到干扰的、小电流电路等电子元件应该在放置的时候需要有一定的安全距离，尽量的和数字逻辑元件之间留的较远。另外微弱信号检测工作中，尽量的选用低速的芯片进行操作，保证检测工作的顺利进行。还应当注意的是PCB在进行检测的过程中，要根据电流强度的不同进行区分，将电流大小不同的板块进行分开和隔离。并且要注意的是PCB在设计的过程中尽量将干扰源和敏感器件之间的距离放大一点，比如是DAC芯片等，属于比较敏感的电子元件，所以就应该的和PCB之间的距离拉开。并且在进行DAC参考电压端的放置时，要和数字信号线之间保持一定的距离，保证避免遭受电磁的辐射和干扰，从而影响电压的平稳，造成上下的波动[5]。在微弱电路检测中，对时钟的走线要进行合理的布置，线长要适中，最好是短一点，并且在走线区域内都要进行隔离。在设计环节要最大程度的避免出现直角走线，因为将走线的角度确定为45度的设计，可以在很大程度上降低和减少对外部的电磁辐射。另外为了减少电磁之间的相互干扰，PCB在设计过程中大信号线的走线布局，要和小的型号走线避免靠近，尤其是在走线时出现平行走线的情况。这些方式有利于在很大程度上降低来自于外界的干扰，避免对敏感的信号线产生不良的影响。还有要注意在布线过程中，尽量的较少或者完全的不在小信号线的周围设置电流环路，当出现特殊的情况不得不设置的时候，要尽量采用调整布线方向的方式，从而减少电流环路区域的面积，尤其是不要在对噪声特别敏感的电子元器件的周围出现布线的设置。

3、微弱信号检测电路PCB的电磁场仿真。利用微弱信号检测电磁场的仿真，首先是要建立相关的仿真模型。Ansoft Designer是综合了电磁仿真、建模等物理原理，用有限元法解决电磁场问题的软件，同时该软件在仿真模型的建立中发挥着重要的作用。采用混合电位积分方程的计算方法，利用矩量法来计算相关的电流密度，得到参数J，从而根据得到的参数计算出S参数。接着利用Protel DXP软件画出PCB设计的方案，最后在Ansoft Designer软件中导入，结合实际的情况需要，根据实际的参数建立仿真模型。

其次是在建立PCB仿真模型之后，还要根据实际的情况添加激励端口，设置所需要的激励增幅值。在设置的环节都完成之后需要对模型进行分析工作的准备。设定分析的各项条件，扫描的频率、求解的频率等等。最后的环节是进行检验，检验合格方可进行分析工作，不合格的需要进行重新的设定，知道检验合格才能进行下一步的工作。最后根据对仿真模型分析的结果，对PCB设计中的走线方向和方式进行适当的调整，对距离较近或者是相同方向的信号线，要注意保持安全的距离，防止相互之间的干扰。另外对于垂直距离之间的走线，应当注意避免直角走线的情况。还要注意对那些比较敏感的信号线在走线设计的过程中，要尽量的远离场强较强的地方，减少影响。

2.2 基于电磁屏蔽法

1、屏蔽原理分析。屏蔽是指通过用导电的材料，以及具有导磁功能的材料制成的屏蔽体，把电磁的能量限制在一定的范围之内，从而大大的削弱电磁的传输。在现阶段一般采用的屏蔽措施是通过对一些较敏感的电子设备和元器件进行保护，阻止外部的带电磁场对设备内部产生影响，降低外界的电磁环境和电磁辐射对电子设备的内部产生影响。另外，一些具有比较严重干扰能力的电磁器件，会采用隔离的措施进行保护，从而减弱和降低电磁泄露。屏蔽的原理有很多种，大体上屏蔽的方式分为三类：电磁屏蔽和磁场的屏蔽，以及电磁的屏蔽。

2、屏蔽效能分析。对于屏蔽效能的分析，一般通过计算来验证。屏蔽的效果用公式可以表示，传输系数T与屏蔽效能SE之间存在一定的比例关系。在公式中字母T所代表的是在屏蔽之后，某一处的场强（用字母E1和H1表示）和未经屏蔽处理之前的场强（用字母E2和H2表示）之间的比，由此可以得出关系式：即有对电场存在T1=E1/E2的反比例关系；对磁场存在T2=H1/H2的反比例关系，并且在关系式中，传输系数的值，也就是T的值越小，代表着该屏蔽效能越强，屏蔽的效果越佳。另一方面屏蔽的效能（用字母SE表示）也存在一定的比例关系，是指经过屏蔽之后某一处的场强E1和H1与和之前未经过屏蔽处理的场强E2与H2之间形成的比，所得到的数据单位是dB，由此可以得出公式：对电场存在S1=20log（E1/E2），对磁场存在S2=20log（H1/H2）的关系。并由此可知，屏蔽的效能值，也即是S值越大，代表着屏蔽物体所产生的屏蔽效果越强。利用屏蔽效能对屏蔽物体所产生的效果进行表示，能够在进行多层屏蔽体的效果计算过程中，直接简单的通过加减运算就能够表示出整体的屏蔽效能，更加的直观简洁。

3、孔缝对屏蔽效能的影响。电磁波要对系统内部产生电磁干扰，一般会通过两种形式。一种是利用设备的天线耦合，另一种是从设备的缝隙进入。针对第一种情况，为了防止外界电磁的干扰，可以加装相关的抗干扰电子元件对设备进行保护。但是另一方面电子设备的内部不可避免的存在孔缝，孔缝会导致内部电磁对外界的辐射，也更容易的使外界的电磁干扰直接的进入电子设备的内部，难以保证屏蔽的效果。屏蔽效果还受到孔缝尺寸和面积的影响，一般来说，矩形孔缝造成的电磁辐射和泄漏要远远的大于方形或者是圆形孔缝所造成的电磁污染，然而方形孔缝造成的电磁泄漏比圆形的泄漏要严重得多。

4、Ansoft HFSS中屏蔽效能仿真分析。Ansoft HFSS是针对于微波电子器件的设计，利用有限元法解决电磁场问题，对电磁场数值进行高精度仿真的一款软件，在电子领域的各个行业中应用广泛。利用该软件进行屏蔽效能的仿真分析，可以总结出：避免在屏蔽物体表面留下缝隙，否则会降低屏蔽的效果，另外，在必须要有缝隙的情况下，尽量减小缝隙的面积，采用圆形空洞，减少电磁的泄漏；敏感的元器件在放置过程中要远离孔缝，从而减少电磁的干扰，提高屏蔽的效果。

三、结束语

综上所述，在电子技术的发展过程中，智能检测仪微弱信号电路检测工作能够发挥重大的作用，保证了不受电磁辐射的干扰，同时通过对微弱信号的处理办法的探讨，有利于提高抗电磁干扰的能力，保证电子系统的平稳运行。

参 考 文 献：

[1]朱维娜，林敏.基于随机共振和人工鱼群算法的微弱信号智能检测系统[J].仪器仪表学报，2013，11：2464-2470.

[2]宋毅，杨裕翠.散射式低能见度无线预警检测仪设计[J].测控技术，2013，10：55-58.

[3]刘旭飞.强噪声下微弱信号处理方法研究[J].科技信息，2012，07：83-84.

[4]黄佳亮.微弱信号检测的噪声和处理方法[J].仪器仪表与分析监测，1995，01：38-54.

第3篇：电磁辐射的检测方法范文

二十世纪科学家和工程师从长波、中波、短波、超短波、射频、微波频段推进，掌握了有关电磁波从低到高的应用，当前从直流至100GHz的发生、变换、检测方法比较成熟，对于100GHz以上的频段了解不多。另一方面，光波的应用，从可见光开始，低端向红外线扩展，达到远红外，高端向紫外线扩展，达到x射线甚至子射线。如果我们注意到高端微波0．1THz(100GHz)与最低远红外线30um(10THz)之间存在一个空白的太赫兹THz频段(或波段)，对该区段内无论电磁波或光波都鞭长莫及，知之甚少，被视为未开垦的THz频段或间隙。这种情况到了1995年开始突破，许多研发成果不断出现，某些应用显示THz(或称T射线)可为人类提供丰富的频率资源。THz频段(0．1THz～10THz)跨越无线电波的高端与光波的低端，充分证明马克思威尔理论的正确性，THz频段将在二十一世纪为人类开拓新的应用。

对THz电磁波的认识取得进展

在研发和推介THz电磁波方面，美籍华人张希成教授的贡献和成就卓著，他是开拓T射线研究领域的学术权威之一。1980年代初他从北京大学物理系毕业后，赴美国Brown(布朗)大学深造，曾在麻省理工学院担任客座科学家，哥伦比亚大学电机系研究员，现任美国Rensselaer(伦斯勒)理工学院电机、计算机和系统工程系教授，THz研究中心主任，同时又是美国物理学会、光学学会和IEEE学会的资深会员。张希成教授不遗余力推动国际合作和共享成果，使THz电磁波获得国际科学界的共识和重视。2004年美国技术评论(Technology Re―view)评选“改变未来世界十大技术”时，将T射线作为其中的紧迫技术之一。张希成还是中国科学院、首都师范大学、厦门大学的客座教授，为我国发展THz电磁波技术、技术合作、交换学者做了许多有益工作。张希成等美国学者提出“下一代射线，T射线!”的口号，同时认为二十一世纪是THz时代，在提高和普及两方面都产生很大影响。

事实上，十年前我们对THz波段的电磁辐射和光学特性的了解非常有限，由于无线通信的迅猛发展使10GHz以下频段全部被占用，需要向更高频段扩展，网络传输借助光纤和激光技术使10Gb／s实用化，60Gb／s以上正在开发中。无线通信和网络传输都面临频谱资源的拓展，探索更高频段的THz势在必行。从光学应用方面，科学家预期T射线含有丰富的可用信息，通过T射线的发射、反射和透射光谱的研究将在物体成像、医疗诊断、安全检测、生物科学、射电天文等尖端学科提供更广泛的应用前景。得益于近二十年激光技术、光电技术、数字电路、飞秒(fs,10-12s)测量等先进科技，十年不懈攻坚，终于打开THz波之门，对THz波有了初步的了解，THz电磁波将如其它电磁波和光波那样，给人类社会活动带来更深远的影响。

从电磁辐射和光波辐射角度来看，从低频至微波，红外线至紫外线都有电离辐射和非电离辐射。电离辐射是原子的外层电子所激发出来的辐射能量足够大，达到电子跃迁而电离出所属原子。x射线、丫射线和宇宙射线具有电离辐射特性，可用于人体医学检查和物理探伤，但剂量过大会引起人体损伤。非电离辐射是原子的外层电子的辐射能量不够大，达不到跃迁而只是改变轨道，没有离开所属的原子。从低频至微波都有非电离辐射，各个频段的电磁辐射各有所用，低于1GHz主要用在通信和测量，1GHz－10GHz用在移动通信、卫星通信、雷达、网络传输、微波炉，高于10GHz用在光纤通信、网络传输、航天／军事通信。电磁波的非电离辐射无处不在，它对人体皮肤有穿透作用，产生热效应，在规定的电平下辐射尚无明显的损坏人体器官实例。THz波处在微波高端至红外射线之间，仍属非电离辐射，故辐射量不强烈，容易被水和空气吸收，但相干性好，便于成像。

THz电磁波的产生和检测

任何黑体在10度K以上的温度都有THz电磁波发射，但非常微弱而无法应用。直至2000年代初，THz电磁波只能用同步辐射光源、返波振荡器、大功率固体激光器产生，但辐射量很微弱。

在THz电磁波产生方面，使用晶体管器件虽然能够产生100GHz(0．1THz)的振荡，但是功率和频率稳定性都不够。目前100GHz的信号是借助倍频电路来获得的，变容二极管或肖特基二极管作倍频应用时，超过100GHz的频谱衰减很快，很难进入THz波段。最有希望产生THz电磁波的是半导体晶体，某些特殊晶体可在fs电脉冲激励下获得短暂的THz光波发射。连续发射THz电磁波的器件至今尚未研制成功，冲息脉冲的THz光波的产生也是近几年才得到的成果。

最简单的可在实验室条件下获得的脉冲THz波振荡源，是低温砷化镓(LT-GaAs)、半绝缘砷化镓(SI-GaAs)、磷化铟等半导体，在半导体衬底两面淀积金属图形电极，通常是偶极子天线，电极两端施加40V的偏压。半导体衬底在钛一蓝宝石(Ti-Saph)激光源100fs脉冲的激励下，当能量超过半导体衬底的能带间隙时，在天线电极两端产生载流子电荷，再经偏压加速使电荷产生THz波段的光子。在间隙产生的光电感应电流具有极快速的上升时间，而LT―GaAs材料的载流子寿命很短，形成宽度约2ps的THz脉冲。随衬底所用的半导体材料和激光源的不同，这种办法能够获得ps至ns的THz脉冲电流，输出功率电平是nW级。由于输出功率很低而频率覆盖范围很广，背景噪声往往高于信号功率，因而，THz波信号的接收需要先进的高灵敏度检测系统。

第4篇：电磁辐射的检测方法范文

（国网辽宁营口供电公司，辽宁营口115000）

摘要：GIS局部放电检测是GIS绝缘状态监测的一种科学有效的方法。当今，局部放电信号类型的识别越来越受到电气试验技术人员的重视。现基于特高频检测方法，对GIS局部放电中几种典型缺陷的检测及模式识别进行研究。

关键词 ：特高频；局部放电；典型缺陷；模式识别

0引言

气体绝缘组合电器具有安全运行可靠性高、占地面积小、受外界干扰小等优点，因此在城市供电的封闭式变电站中得到广泛应用。GIS事故主要由绝缘故障引起，而绝缘故障早期的主要表现形式是局部放电（PartialDischarge，PD），它既是引起绝缘劣化的主要原因，又是表征绝缘状况的特征量。

1GIS局部放电典型缺陷

国内外研究者根据大量的现场实际经验研究，归纳出以下几种PD典型缺陷：

（1）自由金属颗粒放电。设备制造、组装和操作过程中容易产生微粒，这些微粒在交流电场中发生随机性位移，在移动过程中靠近GIS腔体高压导体部分，在接触前极易引发局部放电。自由金属颗粒比固定金属颗粒产生局部放电的可能性高出10倍以上。

（2）悬浮电位放电。此指设备内部元器件松动形成反复放电特征，此放电信号比较容易检测出来。

（3）金属尖端放电。GIS由于制造和组装过程中工艺不良，不小心在腔体内壁产生的锋利毛刺，在正常工频状态下不会发生击穿放电，但在快速暂态过电压作用下，会成为引发局放的很大的安全隐患。

（4）沿面放电。绝缘表面脏污、其他异物引发的绝缘沿面放电。

（5）内部气隙放电。由于制造工艺不良，绝缘器件存在间隙、裂痕或气泡等缺陷，导致在试验电压下发生闪络所形成的表面树形放电迹象。

2特高频法基本原理

GIS腔体中PD源会产生电脉冲、气体分解物、超声波、电磁辐射、光、热以及能量的损耗等特征，我们可以依据这些特征分别采用多种检测手段对GIS腔体进行PD检测。目前，特高频（Ultra?highFrequency，UHF）法检测技术在电力系统中应用比较广泛。

PD会产生频率在300MHz以上的特高频电磁波信号，且传播过程中衰减较快，但此频段可有效避开电晕干扰，提高信噪比。GIS设备属于金属同轴构造，电磁信号可以沿着它有效地进行远距离传播，并通过GIS上众多的盆式绝缘子等非铁磁材料透射出来，再通过安置在不同位置的传感器运用有限时域差分法对放电源进行定位。

3模式识别

3.1特征参量的提取

不同的PD类型对应的二维图谱（PRPD）不同，得到的统计参数值也不同。本文采用统计参数法提取特征参量，进而描述各类图谱的特征。通过提取PRPD图谱的统计算子，进而可对局部放电进行模式识别，分析放电过程、放电类型、放电特性。统计算子就是对各类图谱反映的信息量分布进行统计分析，得到定量参数描述图谱的特征。统计算子包括：偏斜度SK、突出度KU、放电量因数Q、相位不对称度Φ和互相关系数cc。

3.1.1偏斜度

当cc≈1时，表示图谱正负半周的轮廓相似；cc≈0时，表示图谱轮廓差异较大。

3.2识别的结果

现对GIS中局部放电UHF的几种典型图谱介绍如下：

3.2.1自由金属颗粒放电

放电幅值分布较广，放电时间间隔不稳定，其极性效应不明显，在整个工频周期相位均有放电信号分布，如图1所示。

3.2.2悬浮电位放电

放电脉冲幅值稳定，且相邻放电时间间隔基本一致。当悬浮金属体不对称时，正负半波检测信号有极性差异，如图2所示。

3.2.3金属尖端放电

放电次数较多，放电幅值分散性小，时间间隔均匀。放电初期通常仅在工频相位的负半周出现；放电变强时，正负半周会出现一强一弱的情况，如图3所示。

3.2.4沿面放电

放电幅值分散性较大，放电时间间隔不稳定，极性效应不明显，如图4所示。

3.2.5内部气隙放电

放电次数少，周期重复性低。放电幅值也较分散，但放电相位较稳定，无明显极性效应，如图5所示。

4结语

当今，局部放电信号类型的识别越来越受到电气试验技术人员的重视。本文基于特高频检测方法，对GIS局部放电几种典型缺陷的检测及模式识别进行研究，具有一定的应用指导价值。鉴于现场环境中，不排除有一定的干扰信号，所以以上图谱与试验现场环境下可能有所差距。因此，研究更高级别的专家诊断识别系统，有利于提升模式识别的精准性。

［

参考文献］

［1］杨圆，李成榕.典型GIS局部放电超声波信号特征研究［J］.现代电力，2009，26（5）：18?23.

［2］律方成，张波.基于超声波法的GIS绝缘缺陷类型识别［J］.电测与仪表，2014，51（14）：22?26.

［3］丁登伟，唐诚，高文胜，等.GIS中典型局部放电的频谱特征及传播特性［J］.高电压技术，2014，40（10）：3243?3251.

［4］程序，颜廷利，詹花茂，等.GIS中局部放电UHF信号传播特性研究［J］.高压电器，2014，50（5）：30?35.

第5篇：电磁辐射的检测方法范文

[关键词] 电梯光幕；原理性能；检测方法

中图分类号：TU855 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2016）08-0305-01

前言

电梯作为一种现代化科技产物，为人们的生活提供着较大的便利条件。但在电梯普及率日益升高的当前，许多电梯安全事故也层出不穷，对人们的人身安全及财产安全构成了一定威胁。因此，如何加强电梯光幕的检测准确性，提高电梯的安全性，便成为一个亟待解决的重要问题。为实现电梯光幕灵敏度、安全性的提升，本文特对电梯光幕的原理性能及检测方法进行了深入研究，现总结如下。

1.电梯光幕的原理性能概述

1.1电梯光幕的原理

组成电梯光幕的三个部分分别为红外发射器、接收器、电源与输出控制器，其主要原理在于对光电感应进行利用，由此形成电梯门安全保护装置，用以避免电梯失控、夹人等不良事件的产生[1-2]。在电梯光幕发射端内，存在着数个红外发射管，发射接收管可在MCU的控制作用下呈依次打开状态，多个接收头可同时接收同一个发射头射出的光线，即为多路扫描。扫描过程中，如其中任意光束受到阻挡，光电转化也因此产生障碍，导致对光幕判断形成遮挡，并将开关量或高低电平作为中断信号输出。通过上述方式对电梯的轿门区域进行扫描，可形成红外线保护装置，而在控制系统收到中断信号的情况下，开门信号也可立刻输出，电梯轿门的关闭过程即可停止。基于电梯光幕的上述原理，通常情况下，当电梯轿门警戒区域存在乘客或阻挡物时，电梯门将无法关闭，直至警戒区域不存在人或物后，电梯门方可关闭，由此形成安全保护作用。

1.2 电梯光幕的性能

（1）最大有效探测距离。在电梯光幕中，最大有效探测距离发射装置及接收装置均位于同一个空间平面，且该平面不存在外界红外光源及反射红外光线[3-4]。通常情况下，光幕可对发射装置的透镜表面之间最大距离进行持续性的有效探测。电梯的一般开门宽度约控制在2.5米左右，而电梯光幕的最大探测距离需大于这一宽度，以3米左右为宜。

（2）响应时间。响应时间可作为电梯光幕响应速度的重要衡量指标，计算时往往可精确至毫秒。以光束线被阻断的时间为始，以光幕向继电器触点、逻辑电平的输出时间为终，这一过程中的所耗时间即为光幕的遮光响应时间。

（3）安装允差。安装允差的设置应以不影响光幕的正常运行为前提，并在进行安装时，将发射、接收等装置的误差范围控制在合理的值域之内。安装允差即指上述装置在安装过程中所允许出现的最大误差，其中，倾斜允差应当采用角度单位，垂直、水平方向允差应当以长度为单位，并精确至毫米。

（4）工作可靠性。工作可靠性即指电梯光幕在运行过程中的失效次数。通常情况下，电梯光幕在带额定负载开展探测工作的情况下，100万次内的探测失效次数应当控制在4次以下的范围之内。

（5）抗光干扰。抗光干扰即指电梯光幕在运行过程中，对太阳光、频闪光、荧光、白炽光等光线辐射进行对抗。通常情况下，太阳光对于电梯的实际干扰频率最高，需以光幕进行抵抗，以保障电梯的正常运行。

2.电梯光幕的检测方法

2.1 检测设备

对电梯光幕进行检测时，通常以专门的试验装置或等效试验台架为检测设备。以电梯光幕综合性能测试装置机械为例，该装置由各种限位开关、导轨、滑轮、伺服电机等部分组成，可与多种型号的电梯光幕相适应，且测试的最大有效探测距离约在5.5米左右，具有自动调节、抗光源干扰等功能，具有较高检测价值。

2.2 测试环境

对电梯光幕进行检测时，需将试验场所设于没有电磁辐射源与热辐射源的区域，并确保顶高在3米以上。除此之外，还需将试验环境的湿度、温度、气压等参数控制在合理范围内，并将照明光源与接收装置的最小距离控制在2米以上。

2.3 检测方法

基于电梯光幕检测项目较多的特性，应当以试验装置的使用说明书为基准，对各项目进行逐一检测。例如，测试光幕相应时间时，应首先将光幕输出信号、开关信号与双通示波器进行连接，并对遮光物位置开关进行调节。随后，遮光物在光幕工作区进行往返停留，并以遮光物进入检测区域的时间为始，以电梯光幕输出时间为终，对两个阶跃信号的时间差进行读取，由此对光幕的响应时间进行判断。

3.结束语

综上所述，电梯光幕是可对电梯运行性产生重要影响的关键部位，需对其原理性能及检测方法予以足够重视。进行电梯光幕检测时，应当充分立足于其实际原理，并对可能存隐患的因素进行大力排查，由此促进电梯光幕质量的整体提升，对电梯运行的安全性形成保障。

参考文献

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[2]郑松鹤，吴振，刘鸣.一种电梯光幕保护系统的设计[J].电脑与电信，2014（03）：54-56.

第6篇：电磁辐射的检测方法范文

关键词：农产品安全检测 仪器分析方法 未来趋势

农产品是人们懒以生存的必备食物，但是近年来由于农药残留等影响农产品安全问题的不断出现，使得农产品安全检测成为关注的焦点。随着社会生产力的不断进步，社会生产技术不断创新发展，在农产品的生产过程中，越来越多的现代化技术被广泛应用，从农作物的种子培育到栽种，再到生长发育，最后到农产品产出，每一个步骤都已经浸透了各种现代化的技术，这些现代化技术使得农产品生产过程简便，耗费劳动力少，产量增加，但是同时，也给农产品安全问题带来了未知或者已知的威胁。其中，过量化肥以及农药的使用是已知的影响农产品安全问题的重要因素。所以农产品安全检测受到越来越广泛的关注，传统的人工检测方法已经不能满足日益增长的安全隐患检测需要，所以在目前农产品安全检测方法中，最为常用的仪器分析方法。本文主要探析农产品安全检测仪器分析方法及未来趋势。

一、仪器分析方法

在农产品安全检测中，仪器分析方法具有灵敏性强、检测速度快以及准确性高等特点，已经逐步取代传统的人工检测方法，成为最常用的农产品安全检测方法。目前，在实际使用过程中，经常将多种仪器以及多种仪器分析方法结合起来使用，以达到更精准更快速的检测目的。其中，常用的仪器分析方法主要有：光谱仪器分析方法（包括荧光仪器分析法、紫外—可见分光光度分析法、原子吸收分光光度分析法以及红外光谱仪器分析法等）、色谱仪器分析方法（包括色谱质谱仪器联用分析技术、气相色谱仪器分析方法以及高效液相色谱仪器分析方法等）、生物传感技术、高效毛细管电泳仪器分析法以及氨基酸自动仪器分析法等。

二、农产品安全检测仪器分析方法

本文主要探析几种常见的农产品安全检测仪器分析方法：包括色谱仪器分析方法以及光谱仪器分析方法。

1.光谱仪器分析方法

光谱仪器分析方法包括荧光仪器分析法、紫外—可见分光光度分析法、原子吸收分光光度分析法以及红外光谱仪器分析法等。

紫外—可见分光光度分析法：该方法是利用电子仪器使农产品产生紫外—可见吸收光谱，紫外—可见吸收光谱是农产品在吸收电磁辐射波（波长要在两百纳米到七百五十纳米之间）后产生的光谱。该方法主要用于检测农产品中含有的铁、锌、铜以及铅金属矿物离子等是否超标。

原子吸收分光光度分析法：是利用离子发射光谱仪发射等离子体，使用等离子体最为激光发射源，分析检测农产品的原子吸收光谱，检测其中含有的铜锌等金属离子，以及锗、锶以及硒等稀有元素。

红外光谱仪器分析法：该方法能够检测农产品中含有的水分、脂肪、蛋白质、纤维素、氨基酸以及灰分含量，还能够检测出农产品中含有的保鲜剂以及防腐剂成分，而且还能够检测农产品经过加工后的质量等。

荧光仪器分析法：该方法主要用于检测农产品中的铅离子。

2.色谱仪器分析方法

色谱仪器分析方法主要包括色谱质谱仪器联用分析方法、色谱核磁共振仪器联用分析方法、气相色谱仪器分析方法以及高效液相色谱仪器分析方法等。

色谱质谱仪器联用分析方法：质谱仪的原理是利用一束电子流攻击被检测物体，然后将形成的正离子碎片图谱记录下来，产生定量质谱图。该方法是利用质谱图对农产品的组成成分进行分析检测，在对农药残留的检测上发挥着重要作用。

色谱核磁共振仪器联用分析方法：核磁共振成像形成共振波谱，能够显示农产品中含有的不同类型氢原子的情况，这就可以从中看出农产品中含有影响安全的物质。

气相色谱仪器分析方法：是一定温度条件下，该方法可以将农产品中含有的部分化学物质气化、快速分离并检测出来，适用于检测农产品中含有的兽药残留、农药残留以及氨基酸等化学物质。

高效液相色谱仪器分析方法：该方法应用非常广泛，具有快速高效等特点，主要是利用液相色谱仪检测农产品中含有的营养成分、毒素、添加剂、污染物、农药残留以及兽药残留等。据了解，有约80%的化合物可以通过液相色谱仪进行分离检测。

三、农产品安全检测仪器分析方法的未来趋势探析

随着现代化技术的不断发展，农产品安全检测仪器分析方法也越来越先进，其未来趋势主要表现在以下几个方面：检测仪器更加灵敏，检测仪器体型更小、智能化加强，所需的检测环境趋近常态等。

检测仪器更加灵敏：据目前仪器分析方法中使用的检测仪器发展趋势来看，检测仪器将越来越精密、灵敏性越来越强，选择性将越来越高，并且可能将会不断推出具有特殊用途的检测仪器。

检测仪器体型更小、智能化加强：这是未来检测仪器的核心发展趋势，检测仪器将会趋向微型智能化发展，并且其使用程度也会越来越普及，方便携带、使用简单，技术化越来越强，越来越多的使用高新技术，非传统仪器技术（例如非破坏、非侵入、在线、多维、多参数、原位以及高通量等分析仪器）将被更广泛使用。

所需的检测环境趋近常态：目前仍存在一些检测仪器需要在一定温度或者一定压强的环境中才能发挥作用，但是同时人们也研制出了新的不需要特殊环境的检测仪器，在未来，能够在常温常压检测农产品安全是仪器分析方法发展的另一个方向。

四、结论

随着农产品安全问题的不断发生，安全监测仪器分析方法开始被广泛关注，本文主要探析了农产品安全检测仪器分析方法以及其未来趋势，农产品检测仪器分析方法主要包括：色谱仪器分析方法、光谱仪器分析方法以及其他仪器分析方法。其未来趋势主要包括：检测仪器更加灵敏，检测仪器体型更小、智能化加强，所需的检测环境趋近常态等。

参考文献

[1]李亮辉，叶健强，程勇，等.现代仪器分析在食品安全检测中的应用[J].科技资讯，2012，14：225.

第7篇：电磁辐射的检测方法范文

【关键词】岩石；土工；性能检测；抗压强度；抗剪强度

【abstract】based on the analysis of the characteristics of rock and soil， on the compressive strength of rock， soil liquid

plastic limit of soil shear strength index and performance testing technology is briefly analyzed.

【key words】rock； soil； performance testing； compressive strength； shear strength

1 前言

一般情况下，在外载荷的作用下，岩石和土体的破坏实际上是结构缺陷的产生、变大、扩展和汇合的一个过程。岩石力学的基本问题就是对岩石的变形与破坏机理进行不断的研究，土体的基本问题就是对土体的液性，塑性指标及其结构进行研究，然而由于岩石和土体本身结构十分复杂，并且人们对其复杂多变的力学特性认识上存在着一定的不足，现阶段，更多的是通过实验的方法，进行合理的分析，来了解和认识岩石和土体的各项性能。对于岩石，常用的力学试验有抗拉强度试验，抗压强度试验，直剪强度试验，压缩变形试验等，对应土体的力学试验主要有抗压强度试验，抗剪强度试验，压缩试验等，因篇幅有限，以下仅从岩石的抗压强度的检测方法、土体的液塑限指标和土体的抗剪强度检测方法进行了分析，希望能为工程实践和岩石力学的研究提供一定的现实及理论依据。

2 岩石抗压强度的测定方法

为了确定岩石的力学性能，我们常规采用的方法是将岩石制成各种试件在实验室进行试验，如岩石单轴抗压试验，单轴压缩变形试验，三轴压缩强度试验，抗拉强度试验，直剪强度试验等等。岩石物理力学性质的重要参数之一是单轴抗压强度，它能够将岩石的坚硬程度直接反映出来。对于岩石的抗压强度测定，我们可以将制成规则的试件，采用岩石单轴抗压试验进行测定，岩石单轴抗压强度是试件破坏时的极限载荷与垂直于加载方向的截面积之比，也就是指岩石试件在无侧限条件下受轴向压力作用产生压缩破坏时单位面积上所承受的载荷。岩石单轴抗压强度可以采用直接压坏试件的试验方法来加以测定，选好了试验材料后，放在试验平台上，以每秒0.5-1.0mpa的速率加载直至破坏，岩石的单轴抗压强度和软化系数按以下公式计算：r=p/a，η=rx/rd。（r为岩石单轴抗压强度，p为破坏载荷，a为试件的截面面积，η软化系数，rx饱和状态下单轴抗压强度平均值，rd干燥状态下单轴抗压强度平均值）

3 快速测定岩石长期抗压强度的试验方法

岩石长期抗压强度的测定一直是相关研究的难点，为了测定岩石的长期抗压强度，我们可以采用一种新型的快速测定岩石长期抗压强度的试验方法，此方法的原理是建立在以破坏应变为准则的岩石蠕变破坏判据和

岩石破坏的依据。

图1 岩石变形破坏曲线示意图2、长期强度的确定。在恒温作用下，通过恒定载荷或梯级加载蠕变试验，测定不同应力水平下的弹性应变εt，第一蠕变阶段应变εi和稳态蠕变阶段应变率根据温度补偿时间的原理可以由以下公式计算温度t0条件下的等效应变率。logεⅱ’=logεⅱ-（t-t0）/c（式中c为温度补偿系数，t为试验温度），温度补偿系数根据不同温度条件下的岩石蠕变试验数据进行确定，c一般在50-200℃之间。最后根据试验结果，绘制不同温度下的应力水平σ与等效应变率εⅱ’的关系图。由以下公式计算稳态蠕变的破坏应变率

εⅱ’。εⅱ’=（εd-εe-εr）/[t]，在σ-εⅱ’图中，推断长期强度下的[σd]值。

很多试验研究结果表明，影响岩石抗压强度试验值的因素非常多。从整体上看，这些因素可分为两方面：一是岩石自身存在的因素，例如矿物成分、颗粒大小、密度、层理和裂隙的性质、卸荷强度及含水状态等；另一方面是试验方法中存在的因素，如试件形状、高宽比、试件加工方式等。无论是哪种岩石，它内部都存在如裂隙、变质等各种各样的地质缺陷，这些缺陷往往都会导致岩石抗压强度的降低。

4 土体的液塑限指标测定

众所周知，用液性指数来评价粘性土稠度状态具有非常重要的作用。一般情况下，粘性土中的天然含水量发生变化就会使得该种土显著地表现出不同的物理状态和性质

，同时随着含水量的逐渐增加，粘性土的状态就会从坚硬、半坚硬状态转变为可塑状态，还有可能是流塑状态。粘性土的稠度是土的工程性质的一项重要指标。我国建筑地基基础设计规范中规定用液性指数判断粘性土的稠度状态，并用来评价粘性土的承载力基本值，这是在充分考虑了水对地基土层的重要影响的前提下而产生的评价方法。我们一般采用液、塑限联合测定法进行试验测定，根据规范要求，所选用的土样经过0.5mm的筛，界限含水率中的液限可以采用圆锥仪或碟式仪法，塑限可以采用滚搓法，这种联合测定法是为了改进蝶式仪液限和滚搓法塑限而提出的一种试验方法。

5 土体的抗剪强度测定方法

土体的一重要力学性能就是土的抗剪强度，在实际工程中，没有准确估计土体的抗剪强度，都会对工程造成重要的影响，提供准确的抗剪强度指标在工程中具有重要的意义。对应抗剪强度常用的方法是采用直接剪切试验、无侧限抗压强度试验，三轴压缩试验等等，以下主要是对这些剪切试验进行了说明。

1、直接剪切试验

国内多采用结构简单的应变控制式直剪仪，将试样置于一定的垂直应力下，在水平方向上向试样施加剪应力进行剪切，求得破坏时的剪应力，最后根据库伦定律确定图的抗剪强度指标，内摩擦角ф和凝聚力c。

2、三轴压缩试验

三轴压缩试验是测定抗剪强度的另一种方法，通常采用圆柱形试样，在不同的恒定压力作用力下，施加轴向压力，进行剪切直到破坏，进一步根据相应的公式求得抗剪强度参数。

3、无侧限抗压试验

无侧限抗压试验是三轴压缩试验的一种特殊情况，周围的压力为零，测定饱和的土体不排水强度，比如淤泥等，对于这种测定方式，还需要结合现场的原位十字板剪切试验，因为在制备取样的过程中，土体容易发生扰动，算出的不排水强度会偏大。

6 结束语

现阶段岩石和土工性能的检测方法也存在着一些未能解决的难题，例如易受外界干扰、不能对岩体内部破坏准确定位等。因此除了采用有效的试验方法外，也会结合采用一些高科技手段，如光学检测法，ct检测法，声发射法，电磁辐射法，红外检测法等。只有通过对目前的一些检测方法进行深入研究，才能找到更为有效的检测方法。

参考文献

[1]柴敬.层状岩体变形与破坏光纤传感检测基础实验研究[d].西安：西安科技大学，2003

第8篇：电磁辐射的检测方法范文

关键词： 雷击信号检测； 无线传感网络； 实时检测； 防雷击监测

中图分类号： TN915?34； TN911 文献标识码： A 文章编号： 1004?373X（2016）24?0162?05

Design of lightning signal detection platform based on wireless sensor network

HAN Chunxia

（Information Engineering College， Tongren University， Tongren 554300， China）

Abstract： A foundation for the lightning protection monitoring of high voltage electrical equipments was laid by using the real?time accurate detection of lightning signal. The time?frequency parameter estimation is adopted in the traditional lightning signal detection method， whose detection performance is poor under strong electromagnetic interference. A design method of the lightning signal detection platform based on wireless sensor network is proposed in this paper. The original lightning signal parameters are collected through the wireless sensor network （WSN）. The hardware circuit of the designed lightning signal detection platform includes A/D sampling circuit， signal filter circuit， clock control circuit of lightning signal， program loaded circuit， interface circuit， etc. Software of the lightning signal detection platform was developed. The waveform data storage interface was designed on the basis of the application software development of lightning signal detection platform based on Qt/Embedded script to realize visualization module design. The lightning signal detection platform design was completed by lightning signal waveform output and human?computer interaction. The simulation results show that the lightning signal detection platform has a good performance and accurate detection probability.

Keywords： lightning signal detection； wireless sensor network； real?time detection； lightning protection monitoring

0 引 言

高压电气设备在受到雷击后，会产生强烈的放电脉冲，释放出的高频电流导致电气设备的损坏，需要对雷击脉冲信号进行准确的预测和判断。通过对雷击信号的强度、周期、频谱等参量的准确估计，提高对雷击灾害的预防和监测能力。在雷击监测系统中，对雷击信号的准确检测是预防雷击的重要环节，对雷击信号检测平台进行合理有效设计，可以准确检测雷击信号，具有重要的现实意义。

传统方法对雷击信号进行检测主要采用基于时频分析的信号检测方法、基于分数阶傅里叶变换的雷击信号检测方法和基于小波分析的雷击信号检测方法等[1?4]。这些方法结合现代信号与信息处理理论，通过建立雷击信号的数学模型，采用时频特征提取和高阶谱特征提取等方法，进行雷击信号的检测，取得了一定效果。文献[5]提出一种基于雷击脉冲窄带波束形成的雷击信号检测系统设计方法，通过窄带波束形成逐次把雷击突发脉冲电压降低，实现雷击后的高压负载监测和分析；但是该系统在进行雷击系统检测过程中，受到谐振和电磁干扰的影响，检测性能差。文献[6]提出一种基于宽带混频接收的雷击信号检测系统设计方法，通过对电气线路在遭到雷击后的信号畸变成分进行自适应特征分解，提高雷击信号的幅度和频谱检测精度；但是该方法容易受到旁瓣波束的干扰，在雷击信号检测中容易产生失真和虚警检测现象[7?9]。

针对上述问题，本文提出一种基于无线传感网络的雷击信号检测平台设计方法，通过仿真实验进行了性能测试，展示了本文设计的雷击信号检测平台在提高雷击信号检测能力方面的优越性能。

1 总体模型设计

1.1 雷击信号检测的无线传感网络结构模型建立

首先建立混合传感器链路结构模型，将传感器网络中雷击信号特征节点通过辐射半径为SN×L的用圆盘布尔覆盖，无线传感网络系统是一个n阶多输入/多输出系统。在该系统中，用于雷击信号检测的传感器移动位置为[S=sii=1，2，…，NSS?C]，雷击信号的跟踪滤波节点[u∈C]，传感网络的路由移动节点二维坐标[xu，yu]表示在雷击信号检测的无线传感网络系统中，每个节点具有不同的链路特性，通过M个传感器网络节点进行雷击信号调制，在上行链路中进行雷击信号的信噪比估计和信号特征分析，在下行链路中进行雷击信号的信道采集和调制，得到本文设计的雷击信号检测无线传感器网络结构模型如图1所示。

1.2 雷击信号检测平台的总体模型设计

在雷击信号检测无线传感器网络结构模型建立的基础上，进行雷击信号的原始数据采集，然后采用自适应融合滤波系统，进行雷击信号的参数估计和降噪滤波，实现雷击信号的检测和输出，检测系统的设计框图如图2所示。

本文设计雷击信号检测平台主要包括硬件电路设计和软件集成两大部分。其中硬件电路有A/D采样电路、信号滤波电路、雷击信号的时钟控制电路、程序加载电路、接口电路等。软件开发中，通过McBSP与MCP2510的SPI接口传送到雷击信号检测无线传感器网络中，McBSP通过访问发送寄存器在内部发送时钟Internal CLKX的内部时钟进行数据收发和通信，此时，雷击信号检测平台的单极点高通滤波器保持关闭状态，耦合电容[CC]设为10 nF，通过电容交流耦合，采用PCI9054的LOCAL 总线设计方法，对雷击信号检测平台的程序进行加载，系统自动将行为特征线性频率尺度提取值通过串行E2PROM进行配置和程序编写，通过动态控制增益进行雷击信号检测平台的数据的采集，时钟频率为33 MHz，E2PROM的配置采用VXI总线器件，采样频率不低于21 MHz。根据上述分析，得到本文设计的雷击信号检测平台的技术指标描述如下：雷击信号检测的采样频率不低于13 MHz；在雷达信号的幅值特征提取中，采用移位器进行循环堆栈寻址，其中分辨率不低于8位；并行外设接口的输入范围尽量大，采用2线制接口；功耗尽量小。

根据上述设计指标，进行雷击信号检测平台的模块化设计，包括检测平台硬件电路设计和软件设计等。

2 检测平台的设计与实现

2.1 雷击信号检测平台的硬件设计部分

在无线传感网络平台中，进行系统的硬件电路设计，本文设计的雷击信号的检测平台的硬件电路主要有A/D采样电路、信号滤波电路、雷击信号的时钟控制电路、程序加载电路、接口电路等。其中，A/D采样电路是在无线传感网络的输入层，实现对雷击信号的原始数据采样，将无线传感网络采集到的雷击信号的模拟数据转换为计算机和DSP芯片能识别的数字信息。本文设计的雷击信号检测平台的A/D采样电路如图3所示。

根据器件手册和图3设计的A/D电路，采用ADG3301进行A/D、D/A转换和雷击信号滤波检测。A/D电路设计后，进行雷击信号的滤波电路设计。滤波电路采用FIR滤波设计方法，对输入的雷击信号进行降噪和抗干扰处理，使用WorkBench电路进行滤波电路的核心器件配置，WorkBench是ADI生产的单通道双向电平转换芯片，本文设计的雷击信号的滤波电路如图4所示。

分析图4可知，雷击信号流经电阻R的电流为0，滤波的转换电阻R设为200[Ω]，负载电阻100[Ω]实现1.15～5.5 V电平的自由转换。内核电源通过10[μF]和0.1[μF]电容滤波，ADG3301在内部集成有一个开关电源控制器，进行3.3～5 V的电平转换，在无线传感器网络结构中，实现对雷击信号的动态滤波管理。其中，滤波输出的传输时延为6 ns，在滤波输出的接口电路中，为了防止电压突变产生的基线漂移误差，采用0805封装使得ADCLK相比PPICLK延迟6 ns，雷击信号的高频TDO信号加匹配电阻进行PPI和AD9225时序调制。下一步，进行雷击信号的时钟控制电路设计，时钟控制电路位于滤波电路的输出端，通过时钟控制进行雷击信号的时频特征采样和高阶谱分离，是整个基于无线传感网络的雷击信号检测平台的控制核心，采用并行外设接口（PPI）与DSP芯片直接相连，AD9225可以差分输入，本系统采用多通道的A/D接口进行信号处理，采用DSP处理器和PCI总线两模块设计进行时钟锁定和输出增益控制，在雷击信号检测的时钟控制中，由Mux101多路ADC通过自适应反馈方法控制VCA810的输出，当计数器的值为0～[M1]时，输出0，时钟控制电路的输出电压范围是[-2 V≤VC≤0]，考虑到输入的雷击信号的传感数据的幅值较低的特点，在模拟信号预处理机的引脚配置中进行现PC机与DSP的高速数据通信，实现对雷击信号的时钟控制电路的设计如图5所示。

在雷击信号的时钟控制电路的基础上，进行雷击信号检测的程序加载电路和接口电路设计，程序加载电路是实现雷击信号检测算法程序加载的电路部分，本文设计的雷击信号检测平台的程序加载电路如图6所示。

分析图6可知，雷击信号检测的JTAG口离DSP距离不能超过[6 inch]，ADSP?BF537需要3种电源进行集中供电和JTAG Debug接口模块的DSP芯片控制，采用在线下载程序到DSP的RAM中的方法，实现对雷击信号的TAP的复位和高阶谱特征提取。

最后进行接口电路设计，通过接口电路实现对雷击信号检测、输出和设备控制，接口电路设计中，通过HP E1433A提供的实时计算测量功能，实现高速传输数据和雷击信号检测的控制分析，通过接口电路的输出端，实现对雷击信号的最高65 MHz的A/D采样，电路设计结果如图7所示。

分析图7可知，通过合理选取R1和R2的阻值可以调整MOSFET功率管的栅极电压，抑制尖峰电压的产生，实现对雷击信号的准确检测。

2.2 雷击信号检测平台的软件开发实现

在上述进行了系统的硬件设计的基础上，进行雷击信号检测平台的软件开发，通过McBSP与MCP2510的SPI接口将雷击信号传送到检测无线传感器网络结构中。雷击信号检测平台采用Server/Client协议进行远程控制，雷击信号检测平台的Qt/Embedded通过API进行中间件设计，检测平台的中间件可以分为三部分：控件、框架和工具。使用的GUI支持访问嵌入式设备的Qt C++ API，其中?prefix指定安装目录，?opensource指定使用开源版本的Qt，输入命令source install?qt?embedded?x86.sh，开始编译，在Qt/Embedded的应用模块编译链接生成可运行于目标平台的可执行文件，程序编译过程如图8所示。

基于Qt/Embedded的应用软件开发雷击信号检测平台的脚本，在指定的安装目录下生成Qt/Embedded for x86，配置qtx11、编译和安装编译、仿真所需的各种文件。为便于用户保存雷击信号检测的输出结果，本系统设计了波形数据存储界面。该界面可将测量时间以及测量结果存入SD卡中，雷击信号的波形存储界面的设计如图9所示。

软件开发的最后，进行可视化模块设计，人机交互的可视化界面可以实现雷击信号的波形输出，设计的人机交互的可视化界面如图10所示。

综上分析，完成了雷击信号检测的硬件设计和软件设计。

3 检测性能测试

为了测试本文设计的系统在实现雷击信号检测中的性能，进行仿真实验，采用无线传感器网络进行原始的雷击信息的采集，信号的采样频率为15.64 kHz，雷击信号的特征提取采用的解调频率为20 kHz，根据上述仿真环境和参数设定，使用的GUI支持访问嵌入式设备的Qt C++ API，进行检测算法的程序加载，实现雷击信号检测仿真，得到在信噪比分别为[SNR=-5 dB]和[SNR=-8 dB]条件下，进行雷击信号检测的输出的信号波形如图11所示。分析图11可知，采用本文方法进行雷击信号检测，能准确检测到雷击信号的输出谱峰值和持续时间，检测性能较好，为对比性能，采用10 000次蒙特卡洛实验，结合本文方法和传统方法进行信号检测，分析检测性能曲线，在不同的采样周期T下，得到仿真结果如图12所示。

从图12可见，采用本文方法进行雷击信号检测的精度较高，准确检测概率较高，性能可靠稳定，展示了较好的检测性能。

4 结 语

本文提出一种基于无线传感网络的雷击信号检测平台设计方法，系统测试结果表明，采用该平台进行雷击信号检测，准确检测性能较好，系统可靠稳定，具有较好的应用价值。

参考文献

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第9篇：电磁辐射的检测方法范文

【关键词】小檗碱；药理作用；分析

小檗碱又称为黄连素，存在于小檗科、毛茛科、罂粟科、鼠李科、防己科等6科中，属于异奎啉类生物碱，作为广谱抗菌药物和清热解毒药在临床上应用多年，随着现代技术的应用，新的药理作用不断被发现，其抗肿瘤活性、调节脂肪酸代谢、改善胰岛素抵抗、保护血管内皮细胞等作用大大扩展了应用范围，使其成为具有开发潜力的先导化合物[1]。笔者通过对小檗碱的药理作用和分析方法进行回顾分析，为其结构优化和探索新的临床应用提供线索。

1小檗碱药理作用研究进展

1.1小檗碱抗菌、抗病毒作用小檗碱常用于肠道细菌感染的治疗，研究显示小檗碱对于革兰氏阴性菌、链球菌、葡萄球菌、肺炎球菌等均有较强的抗菌作用，亦对MRSA黏附、侵袭能力有抑制作用，能降低苯唑西林、氨苄青霉素抗MRSA最小抑菌浓度。据研究小檗碱对结核杆菌也有一定的抗菌作用，100μg/ml小檗碱作用于结核杆24小时能杀灭几乎所有的结核菌，30μg/ml小檗碱能抑制早期结核杆菌生长，提示小檗碱也有抗结核研究价值。通过联合小檗碱和奥美拉唑用于治疗消化性溃疡能够较好地根除幽门螺杆菌。此外，小檗碱还有较强的体外抑制HIV-1重组逆转录酶活性，也有综述提到小檗碱能在病毒入侵宿主细胞后病毒DNA复制前发挥作用，阻止人巨细胞病毒的复制[2]。

1.2小檗碱对心血管系统影响近年来小檗碱影响代谢方面的研究较为广泛，其降血脂作用机制可能为①增加c-Jun氨基末端激酶、细胞外信号调节激酶活性，增强低密度脂蛋白启动子转录；②激活磷酸腺苷活化蛋白激酶，抑制肝细胞脂质合成；③抑制过氧化物酶体增殖物激活受体表达来减少脂肪细胞分化[3]。小檗碱降低血糖的机制为促进胰岛素分泌和释放、帮助恢复胰岛β细胞功能、增强胰岛素敏感性、促进糖酵解、抑制糖异生等。小檗碱直接影响心脏作用体现在稳定心肌电活动、延长APD和有效不应期、消除折返，其正性肌力作用能改善心离衰竭患者心功能，保护心肌能量代谢，而增强乙酰胆碱作用可以抗心律失常，与谷维素的联用可以纠正患者焦虑情绪。

1.3小檗碱抗肿瘤活性 小檗碱的细胞毒作用在体外试验中显示能明显抑制多种肿瘤细胞，如结肠癌、鼻咽癌等，有学者研究指出小檗碱可能通过阻滞碱性成纤维细胞生长因子活化的人脐静脉内皮细胞细胞（HUVEC）周期（G0-G1），同时诱导HUVEC细胞凋亡，抑制新生血管形成起到抗肿瘤作用，也有学者推断小檗碱诱导早幼粒白血病HL-60细胞分化成熟的机制可能是调控有关增殖、分化相关基因表达，减少DNA合成、转录，延长细胞的倍增时间[4]。

1.4小檗碱对消化系统影响 小檗碱能增加胆汁形成，用于治疗慢性胆囊炎，也能降低霍乱毒素引起的腹泻发生率，其促进内缘性的NO释放、改善肠道微循环是其治疗肠道疾病的重要机制之一。

2小檗碱分析方法研究进展

2.1紫外分光光度法由于小檗碱属于异喹啉生物碱，具有较强的紫外吸收，紫外分光光度法是运用十分广泛且简单易行的方法。刘婷等人通过利用紫外分光光度法考察黄连叶片中小檗碱提取工艺，发现黄连叶中生物碱含量较高，超过很多小檗属植物根和茎[5]。

2.2 薄层扫描法分为单波长扫描法、双波长扫描法、荧光扫描法，姚志凌等建立连茜冲剂检测盐酸小檗碱含量双波长薄层扫描法，展开剂为正丁醇-乙酸-水（7：1：2），含量测定准确、重复性好[6]。

2.3高效液相色谱和超高效液相色谱HPLC分离效率高、定量准确，目前已成为多数实验室常用分析手段。李敬龙等对文献报道的黄连和小檗碱HPLC检测方法进行总结，发现正相流动相一般选用乙酸、甲酸、乙酯、无水乙醇混合液，而反向色谱法多采用甲醇、乙腈、磷酸盐不同比例混合液流动相，紫外检测波长选用254nm和346nm。超高效液相色谱（UPLC）是传统HPLC基础上发展起来的新兴色谱分析方法，其调料为粒径低于2μm的颗粒，柱效更高，灵敏度更强，分离速度也有所提升，徐福平等就建立了UPLC黄柏知母药3种主要成分检测方法，能在8分钟内完成小檗碱、芒果苷、新芒果苷分离，分离效果大幅提升[7]。

2.4其他分析方法物质选择性吸收红外光区电磁辐射是红外光谱法进行结构分析、定性、定量的基础。不同基团产生振动有差异，光谱结果也就有多差别，有学者提出采用近红外光谱技术可以测定中药指标成分含量。色谱连用技术是将高分离效率的HPLC和高灵敏度、高选择性检测方法联用，实现复杂组分在线分析，也可对结构式进行确证。周慧等将HPLC与电喷雾质谱技术联用，系统分析黄柏、大黄、赤芍炮制前后成分变化情况，为探讨中药药效物质基础提供科学依据[7]。

综上所述，小檗碱的药理作用包括抗炎、抗病原微生物、抗癌以及保护糖尿病患者肾功能、促进胰岛素分泌等，现代分析手段紫外分光光度法、HPLC、薄层扫描、UPLC、红外光谱法、色谱联用技术使得小檗碱的研究越来越深入，更多药理作用会被发现并广泛应用。

参考文献

[1]吴迪，范明松，李志雄，等.小檗碱对心血管药理作用的研究进展[J].中国医药指南，2012，10（1）：61-62.

[2]孙德好，王彦，卞俊.小檗碱的抗病原生物作用研究进展[J].药学实践杂志，2008，26（5）：340-342.

[3]周吉银，周世文.小檗碱降糖调脂作用机制的研究进展[J].药学学报，2007，23（3）：201-204.

[4]郝乘仪，李妍，张秀荣.小檗碱药理作用研究进展[J].吉林医药学院学报，2008，29（5）：295-297.

[5]刘婷，梁宗锁，丁美海.黄连叶片中盐酸小檗碱提取工艺研究[J].西北林学院学报，2010，25（6）：144.