便携式测量系统（精选9篇）
便携式测量系统 篇1
目前嵌入式系统发展迅速,应用领域也不断扩大,设备的智能化、自动化水平也在不断提高。在医疗设备中采用嵌入式系统,不仅可实现仪器的自动化和智能化,还可实时地完成复杂的信号处理和分析。
HGB(Hemoglobin,血红蛋白)是人体血液中红细胞内的主要成分,它具有易与氧和二氧化碳结合的特性,是呼吸系统的载体。HGB低于正常值时,就是常说的贫血。HGB测量仪主要应用在手术室、血液科、急诊室、新生儿监护和运动员体检等场所,是很多疾病重要的诊断手段,因此准确快速的测量HGB浓度在医疗上尤为重要。目前,HGB测量仪价格昂贵,国产血红蛋白仪体积庞大,操作复杂,测量结果易受外界影响,且稀释和溶血需要较长时间。
本文报告开发了一种基于嵌入式的便携式HGB测量系统,它利用双波长法实现HGB浓度的测量。该系统可以快速准确地测量HGB浓度,降低HGB测量仪的造价,可应用于各种相关场所。
1 HGB浓度测量原理
1.1 双波法测量原理
目前,测量液体浓度的方法主要有化学中的渗透法[1],测量糖溶液浓度的旋光仪法和光纤浓度测量技术等。本设计采用双波长法测量血红蛋白。较以上诸法更为便捷,高效。
假设波长为λ1和λ2的两种光分别通过血红蛋白溶液,如图1所示:
由比尔-朗伯定律得:
其中,Lin1为输入样本的光强,Lout1为输出样本的光强,[C]为样品浓度,K为吸收系数(特定的每种分子),L为容器皿的厚度,As1为外界环境对光的吸收度。同理,可得波长为λ2的关系式。将两式相减可得:
因外界环境相同,即有As1=As2。根据光电发光管的光敏感性S(λ)=isc/L,其中isc为发光管的短路电流,L为光强,将短路电流转换为电压,再经V—F转换,则有:
因为常数,所以[C]和成正比,通过测量,即可求得血红蛋白的浓度。
1.2 波长的选择
波长选择原则:波长λ1和λ2处,干扰组分应具有相同吸光度,这样才能保证AS1=AS2,提高测量的精度;在选定的两个波长λ1和λ2处待测组分的吸光度应具有足够大的差值,否则lg[Iout(λ1)/Iout(λ2)]的值很小,会给测量带来很大的误差;波长λ1和λ2处光电接收器要有足够的相对感度,这样才能提高系统的灵敏性。根据表1可以看出,红色物质对蓝光和绿光的吸收最高,蓝光的波长为470-480 nm,绿光的波长为530-540 nm。
从图2可知,氰化高铁血红蛋白溶液对蓝光和绿光的吸光度都比较高,都能满足设计的要求。但从图3可知,蓝光的相对敏感度很低,而绿光的相对敏感度大约为蓝光的2倍,因此本系统选用绿光作为测量光源。
2 系统硬件
本系统包括S3C44B0X微处理器[2]为核心的ARM控制与数据处理单元,HGB测量光源控制模块,光电转换模块,ADC模数转换模块,数据存储器,键盘以及LCD。具体系统构架如下图4所示。以下介绍系统主要功能模块。
2.1 HGB光源产生电路
HGB测量仪光源主要由SPX1117(5 V)稳压源,红、绿发光二极管,两个用于控制的三极管构成,如图5所示。ARM控制单元通过改变两个三极管截止或者饱和的工作状态,以控制两个LED发光二极管一个工作一个不工作,使其发出红光或者绿光。因流过发光二极管的电流为恒定值,所以LED能发出光强稳定的红光和绿光。
2.2 光电转换的设计
光电转换电路是衔接光源产生电路和后续电路的部分。它把光信号转换为电信号,送至AD采样,为后续的信号处理电路提供数据。它的稳定性决定了光信号处理部分能否正常工作。当有光照射到接收管时,光接收管产生电流,电流流过运放的跨阻,在运放输出端产生负电压U0。根据光电二极管对波长为λ的光波的敏感性S(λ)=isc/I(λ),及运放输出U0=isc×R,可得接收光强I(λ)和U0成正比,从而通过测量运放输出电压即可测量光电二极管所接收的光强I(λ)。
光电转换电路可采用零偏结构和反偏结构。反偏结构接收管的阳极加一负电压VEE,与零偏结构电路相比,适合高速应用并能大大降低接收管的极间电容C。极间电容的降低对光电转换电路噪声的降低将有重大的意义,因此本设计中采用反偏结构。
2.3 A/D转换电路的设计
A/D转换器分为直接A/D转换器和间接A/D转换器[4]。其中间接的A/D转换器又主要分为电压-时间转换型(VTC)和电压-频率变换型(VFC)两类。电压-频率变换型转换器,工作稳定,线性好,精度高,电路简单且其抗干扰能力强。因此本设计采用VFC转换方式。
本设计选用A D654芯片来实现,其原理如图6所示。将光电转换输出的模拟电压U0经VFC变换,线性地转换成数字脉冲式的频率。由S3C44B0X读入其内的计数器在一个固定的时间间隔里对得到的频率信号计数,所得到的计数结果即为正比于输入模拟电压的数字量。其工作原理如图7所示。
3 系统软件设计
本设计的软件部分主要功能是协调各模块的工作以及数据的分析处理。系统软件工作流程图如图8所示,主要涉及S3C44B0X芯片的定时器,中断控制器和LCD控制功能。
系统初始化后进入主菜单,进行功能选择。按1键对18岁以下人群进行测量,按2键对18～60岁人群进行测量,按3键对60岁以上人群进行测量,按4键对测量人群进行统计显示,按5键进入系统校正模式,对系统精度进行校准。选择1-3或者5后进入测量功能,测量完成后将数据送入ARM进行处理,然后将处理完的数据存入数据存储器,供输出显示。
3.1 测试模块设计
测量部分利用ARM芯片的外部中断2对输入的频率进行计数,利用定时器3的计数中断来确定计数的时间。系统初始化后开启定时器3,当产生第一个定时中断时,LED发红光;当产生第二个定时中断时,开启外部中断2,对红光开始计数;当产生第三个定时中断时,关闭外部中断,将计数值传回ARM控制单元,点亮绿灯;当产生第四个定时中断时,开启外部中断2,对绿光频率进行计数;当产生第五个外部中断时,关闭外部中断2,将计数值传回ARM控制单元,之后由ARM处理输出。软件工作流程如图9所示。
4 系统测试
4.1 系统校准
由式(3),并假设,[C]为y,则y=ax+b。即可测量多组样本的x和y,用拟合的方法[5]得出a和b的值。以后,只需要测量两个波长的光通过HGB溶液后的光强,即可测量出HGB溶液的浓度。用半自动血液分析仪F820测得的氰化高铁血红蛋白溶液浓度作为标准来拟合a、b的值。首先,利用医用注射器将氰化高铁血红蛋白溶液缓慢打入比色池中,连续推动注射器6次,记录下6次的x值,测量数据见表1。以x的平均值为横轴,对应的y为纵轴,建立直角坐标系画出lg(f2/f1)和溶液浓度的关系曲线,两者成线性关系,用Matlab拟合a、b的值。得到a=-1376,b=889.8。从而可以得出血红蛋白溶液浓度为:
4.2 系统测量稳定分析
因为lg(f2/f1)和溶液浓度成线性关系,所以我们可以通过测量lg(f2/f1)的稳定性来确定系统的稳定性。我们对同一样本进行14次测量,分别记录lg(f2/f1)的数据如表2:
从表2可以得出:lg(f2/f1)的平均值为A=0.6380,lg(f2/f1)的方差为0.455×10-6,测量值偏差很小,可见系统的稳定性较好。
5 结束语
本设计采用了S3C44B0X微处理器作为核心控制和数据处理单元,以嵌入式技术和血红蛋白浓度测量原理为基础,利用双波长法实现了血红蛋白浓度的测量,具有较好的稳定性。本设计相较于现行市面上的HGB测量仪,测量周期短,体积较小,便于出诊携带,仪器成本低,操作简单,具有友好的人机交互界面和多人测量数据统计功能,具有较好的应用前景。
参考文献
[1]Keiji Fujimoto,Principle of measurement in hematology analyzers manufactured by sysmex corporation[J].Sysmex Journal International,1999,9(1):43-60.
[2]http://www.samsung.com/Products/Semiconductor/MobileSoC/ApplicationProcessor/ARM7Series/S3C44B0/S3C44B0.htm,SUMSANG Co.,Ltd.,2005
[3]田泽.嵌入式系统开发与应用教程[M].北京航空航天大学出版社,2005
[4]孙肖子,杨颂华.数字电子技术基础[M],电子科技大学出版社,2000
[5]刘广.介绍一种人工校准血液分析仪的简单方法[J].陕西医学检验,1996,11(2):48.
[6]周立功.ARM嵌入式系统基础教程[M].北京航空航天大学出版社,2005
便携式测量系统 篇2
介绍了一种新研制的`现场测量用小型质谱仪,该仪器能够用来监测水体中的痕量重金属元素如铅(Pb)、铬(Cr)、镉(Cd)、铜(Cu)、铁(Fe)以及砷(As)等,对水质环境污染的现场、实时、连续监测具有重要意义.
作 者：高杨 刘孟德 刘岩 朱洪海 王小如 GAO Yang LIU Meng-de LIU Yan ZHU Hong-hai WANG Xiao-ru 作者单位：高杨,GAO Yang(中国海洋大学,山东青岛,266100;山东省海洋环境监测技术重点实验室,山东省科学院海洋仪器仪表研究所,山东青岛,266001)刘孟德,刘岩,朱洪海,LIU Meng-de,LIU Yan,ZHU Hong-hai(山东省海洋环境监测技术重点实验室,山东省科学院海洋仪器仪表研究所,山东青岛,266001)
多合一便携式家庭娱乐系统 篇3
轻巧典雅的外观
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便携式测量系统 篇4
关键词：激光测距,铁路限界,限界测量仪,电子信息
目前在国内相对较为先进的测量尺为上海铁路局科研所研制的SZXC-A型数显式站台限界测量尺,该测量尺适合高铁站台的限界测量,同时能兼顾大部分低站台的限界测量,具有高精度、高效稳定、操作简便等特点,能满足站台限界检查和测量需要,但仍然采用接触式的测量方法,功能单一只针对站台,不能适应其他建筑物限界,现阶段信号机可视距离及应答器间距等轨道长距离测量利用三点法测量,工具笨重耗时又费力。因此,需要采取一种更加高效系统的检测方法来满足站台、隧道、接触网等各种类型的建筑限界测量需求,兼容轨道长距离测量,提高检测效率、准确度以及系统化的目的。
1总体设计结构
1.1主机设计
采用电子信息技术对传统检测方法进行取代,设计出一种以单片机为控制核心,激光测距仪、陀螺仪传感器等高精度电子传感器,卡尔曼滤波法处理计算数据的便携式测量仪,对铁路建筑限界进行检测。利用圆柱形套桶,沿着中心轴旋转,调节激光倾角。通过激光测距仪测量激光发射点与轨道之间距离,陀螺仪测量激光发射线与垂线之间的角度,进而通过单片机的高速运算特性计算出边缘线距线路中线的距离和墙顶面高程,并可在控制盒显示屏与移动终端屏幕上实时显示与存储测量结果。外部通过直杆连接底端编码轮,紧贴轨面拖动进行长距离测量。
1.2数据采集模块
本设计中采用相位式激光测距仪,用无线电波段的频率,对激光束进行幅度调制并测定调制光往返测线一次所产生的相位延迟,再根据调制光的波长,换算此相位延迟所代表的距离。激光传感器是新型测量仪表,能实现非接触式远距离测量,速度快,精度高,量程大,抗光、电干扰能力强,适用于现在所有铁路限界测量环境。三维角度传感器:其模块内部集成了姿态解算器,配合动态卡尔曼滤波算法,能够在动态环境下准确输出模块的当前姿态,姿态测量精度0.01度,稳定性极高,自带电压稳定电路,兼容3.3V/5V的嵌入式系统,连接方便。编码器:将角位移或直线位移转换成电信号,再将信号进行编制、转换为可用以通讯、传输和存储的数据。
2软件设计
利用上位机进行软件设计,软件界面简洁,分为用户管理、连接管理、数据管理以及设备管理四大模块。用户管理可进行用户信息的存储,方便不同工人测量信息的收集。连接管理可将仪器通过蓝牙信号连接至PC端,使数据进行共享。数据管理可将不同建筑类型限界数据进行导入或导出以及和历史数据的对比。设备管理可对仪器进行调试及属性的修改。软件和测量仪的能够有机结合,将铁路不同区间、不同建筑类型、不同工人所得数据进行系统的分类整合,使作业人员直观的对数据进行观察分析管理,促进铁路限界测量信息化,系统化发展。
3测量方式及数据处理
3.1限界测量
将便携式测量仪展开放置轨面上,根陀螺仪测量激光线与垂线之间的角度a,激光测距仪测量激光发射点与测量点之间的距离D,通过单片机控制采集传感器的测量数据,计算出导高H和拉出值S,激光测距仪基准平面与反射点之间的距离为H为:;建筑物与线路中线之间的距离S为:;当限界不满足要求时,蜂鸣器将发出警报。最后通过彩色TFT显示屏将数据显示出来供工作人员记录与参考。
3.2编码轮测距
将便携式测量仪折叠,把镶嵌有编码器并带有磁性的轮子紧贴于轨面,由信号机或应答器处开始拉动,置人肉眼不可见为止的或走到下一个应答器的位置。测出信号机的可视距离或应答器间隔。显示屏上即可显示钢轨相对应的距离并自动将所得数据传至数据库进行存储分析。
结束语
本设计具有实用性、经济性、灵活性、便携带等特点,结合上位机软件较强大的数据处理功能,实现了一个具有多项功能的铁路建筑限界激光测量及铁轨长距离测距仪,以传感器为采集方式,通过一系列改进和功能升级,以及外观结构优化,既保证了测量数据较高的准确性,又大幅度减少了测量工作人员的劳动强度,提高了测量工作效率和测量人员的安全质量。实现了智能化、数字化、存储自动化,适应当前铁路发展需要。在限界测量原理及长距离测距上具有独特的创新设计,读取测量数据快而准。其操作简单,数据读取方便,测量精度高,测量效果好,具有良好推广应用价值。
参考文献
[1]王云霞,俞北良.电子式站台无接触限界测量仪[J].中国铁路,2013,01:74-75.
[2]吴斌,庄洵,刘常杰,郭寅.铁路机车车辆静态限界测量系统校准方法研究[J].传感技术学报,2013,01:58-62.
[3]王敏,冯晶,谢志海.利用三维激光扫描仪进行地铁隧道限界测量[J].测绘通报,2014,12:78-81.
便携式简易人体测量装置的研制 篇5
随着社会经济的发展和生活方式的转变,心血管疾病已经成为威胁人类健康的第一大杀手[1],其在部队已有所表现,甚至会影响部队的战斗力。早期预防和干预心血管疾病,尤其是心血管代谢危险的发生和发展是心血管医学领域研究的重点和热点,也是保证我军担负军事斗争重要使命的需要。要预防、预测心血管疾病及危险,在医院条件下可采用检验、特诊等医疗手段,近年来的研究证实简易人体测量对于心血管代谢危险也能起到同样的预测评估作用[2]。基层部队大多驻扎在边远区域,急需一种携带方便的人体测量装置及技术组合,根据这一需要,我们在临床实践的基础上研制了一套便携式简易人体测量装置,现介绍如下。
2 便携式简易人体测量装置的组成设计
2.1 装置的基本组成设计
便携式简易人体测量装置如图1所示。它由2台欧姆龙电子血压计组成的踝肱血压测试仪、1台OMROM电子体重计、1台德国产微量血糖血脂仪、1台电子计算器、1条腰带式人体周径测量尺、1本使用说明、1个心血管危险评估卡和1个具有拉杆式身高测量仪的整装箱组成。
2.2 装置组成的创新点设计
(1)将简易人体测量仪器和血压、血糖、血脂微量测量仪器组装在一起进行心血管危险评估属国内外创新,目前未见文献报道。
(2)将常用的腰围测量软尺改良为腰带式人体周径测量尺。本装置的特别之处是在软尺带一端的端头处设置有读数环,软尺带的带体内侧设置有刻度,其刻度值从读数环远离软尺带的最远端开始设置为零,并向远离读数环的软尺带另一端依次递增刻度值。所述读数环的内径与软尺带的宽度相同,外径略大于软尺带的宽度。所述软尺带内侧的80、90和100 cm刻度值处设置有加粗的警示线。
(3)将普通的拉杆式旅行箱改良为便携式简易人体测量装置整装箱。经改良的整装箱包括拉杆箱箱体和可伸缩拉杆,特别之处是可伸缩拉杆由顶杆、中间杆和底杆构成,在顶杆的靠上部位置处有凹槽,凹槽内部固定有可外旋的测量装置,拉杆上设置有刻度值,测量装置对应起始刻度值,拉杆完全拉伸时的最大刻度值为190 cm。所述的起始刻度值为70 cm,顶杆和中间杆上设置有刻度值。
3 便携式简易人体测量装置的设计分析及应用
3.1 基本设计分析
有学者指出[2]:体表的无创性检查(包括体重指数、腰身指数、脉压指数、踝肱指数等)虽然在诊断准确性和重复性方面不如影像学检查,但由于其与心脑血管疾病发生存在显著关联,方法又较简单,因此具有临床推广前景。在2007年欧洲高血压治疗指南中,一些体表无创性检测已经被列入评价靶器官损害的新推荐项目中[3]。还有研究表明[4]:评估心血管代谢的总体危险主要有2种方法,一种是采用分类变量(categorical variable)得到的半定量分层方法;另一种是根据前瞻队列研究,采用连续变量(continuous variable)得出的危险评估模型来估算心血管发病或死亡危险(概率)。对比研究表明,这2种方法得到的危险分层十分接近。从方法学上来看,半定量方法估计不如危险模型估计精确,但其优点是简单明了,使用方便。借鉴以上研究成果,我们经过反复研究论证,设计了该简易人体测量装置。
3.2 创新设计分析
采用腰带式人体周径测量尺测量时,将卷尺围在欲测量的部位,将软尺带一端穿过位于另一端端头的读数环(类似于系皮带),拉住软尺带一端使其贴紧读数环的零刻度位置,调整软尺带的松紧使其贴住测量部位,读出此时读数环零刻度位置所对应的软尺带内侧的刻度值,即测量值。它可以很方便地用于测量头围、臂围、胸围、腰围、臀围和股围等人体周径。
使用便携式简易人体测量装置整装箱时,将可伸缩的拉杆向上拉出,同时将设置在凹槽内的测量装置向外旋出,人贴近拉杆垂直站立,眼睛平视前方,调整可伸缩拉杆的高度使测量装置与头顶平齐,读出此时中间杆与底杆交界处对应的刻度值,即人体的身高测量值。
3.3 便携式简易人体测量装置的应用
按照医疗护理操作常规测量身高、体重、腰围、臀围,按公式计算体重指数、腰身指数、腰臀指数;采用标准化方法,使用电子血压计测量上肢肱动脉血压、下肢踝部胫后动脉血压及心率,按照公式计算踝肱血压指数;采用微量血糖、血脂测试仪测量血糖、血脂。它可将所有数据输入心血管危险评估卡,计算心血管危险总分数,并进行心血管危险分层和风险评估。
4 结论
2008年以来,我们应用便携式简易人体测量装置对2 000多例疗养员及广州地区驻军机关干部和分队指战员进行了简易人体测量和心血管危险评估,并与实验室检测及特诊检查进行对照研究,结果证实[5]该装置设计轻巧,使用方便,价格低廉,对于心血管危险因素评估及分层可获得与实验及特诊检查后综合评估同样的效果。我们还在部分边远地区部队对其进行了推广应用,进一步证实了该便携式简易人体测量装置设计轻巧,可在山区或道路不方便的地方拖行或背行,在预测评估心血管代谢危险方面具有较高的价值。该装置经济实用,是基层部队医疗单位的必备工具,大大提高了基层部队医疗单位预测评估心血管代谢危险的能力,值得进一步研究推广。
参考文献
[1]刘锋,肖塇,郑军,等.便携式简易人体测量装置评估军队干部心血管代谢危险的临床研究[J].中国疗养医学杂志,2008,17(11):642-644.
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[4]吴兆苏.重视高血压患者的总体心血管危险[J].中华心血管杂志,2007,35(10):883-884.
便携式测量系统 篇6
俗话说“鞋子合不合脚,穿着才知道”,为买到合脚的鞋,人们通常是到鞋店试穿买鞋。对于不能准确表达感知的儿童和一些行动不方便的残疾人或老人来说,买到合适的鞋子成了困难的事。特别是儿童,家长给孩子买鞋时,先给孩子穿上家长认为合适的鞋子,通过看和摸的方式,检查鞋子是否合脚。当我们按压孩子脚趾,检查鞋子的大小时,孩子的脚通常会不由自主的往后缩,因为脚在鞋子里面,家长看不到脚在鞋里的真实情况,买到的鞋子往往不合脚。不合脚的鞋子会给孩子行动带来不便,甚至影响发育产生脚疾。
本文设计的便携式快速脚型测量仪,能快速地测量出脚的尺寸,方便人们依据测量数据,选购合适的鞋。
1设计思路
人们在买鞋之前,首先要测量脚的尺寸,才能知道对应的鞋码。鞋码是表示鞋的大小和肥瘦的一种标志。
脚的大小用脚的长度来表示,脚的肥瘦用脚围来表示,脚围在水平面的投影就是脚宽。据此,便携式快速脚型测量仪测量部位是脚的长度和宽度。
图1为脚长和脚宽的测量部位, 脚长为最长脚趾的端点所接触的垂直线与后跟突点所接触的垂直线之间的水平距离。脚宽为脚围在水平面的投影,代表与第1和第5跖址关节 接触的2条垂直线之间的水平距离。
1.1脚长与鞋码的对应关系
1998年我国颁布了GB / T 3293. 1 - 1998《鞋号》国家标准,并且与ISO 9407 - 1991 《Mondopoint system of sizing and marking》中鞋号的尺寸和标记体系相一致,所选用的单位均为mm。 中国鞋号以人的脚长为基础,脚长多少mm,就穿多少号的鞋,10mm为一个号,5mm为半个号。
1.2脚宽与鞋型的对应关系
鞋子的“型”是用来表示鞋的肥瘦,中国鞋码成年男鞋、女鞋安排了一型、一型半、二型至五型。一型最瘦, 五型最肥,童鞋安排了3个型。型号是指鞋子的相近2个尺码之间宽度的差值,这个数值用来表示相同长度鞋的不同宽度。标准脚宽约为3 /8脚长,表1为常见的脚长和脚宽的对应尺寸。
1.3各国鞋码之间的关系
中国鞋码已经实施了统一标准, 但是目前在国内市场销售的鞋子鞋码纷杂,除中国鞋码外,常见的还有欧洲鞋码、英国鞋码和美国鞋码,常用的鞋码尺寸对照表见表2 ~ 表4。
通过上述对比可以看出,各国的鞋码不尽相同。考虑到人们有购买不同国家的鞋子需求,在便携式快速脚型测量仪底板标尺上,集中了多个国家长度标尺,方便得出不同国家标准的鞋码,见图2。
2结构设计
2.1测量机构
为便于观看测量到的数值,采用了直接测量法。脚长测量选用了滑槽机构,脚的宽度测量选用了齿轮齿条机构。
2.2结构图
图3为便携式快速脚型测量仪结构图。
后跟基准2根据脚后跟的形状, 设计了相应的曲线,固定在底板1上, 作为定位基准。
安装基础板7可在底板1两侧的槽内滑动,一端通过底板上的槽的极限位置做限位,另一端通过止头螺钉限位,两端极限就是可量脚的最大和最小尺寸。
长度测量板4固定在安装基础板7上,长度标尺11安装在底板中间的凹槽里,移动长度测量板4,当长度测量板4的挡板碰到脚的最长脚趾时, 标尺11上显示的尺寸就是脚的长度尺寸,脚长的采集数据对应鞋码。
安装基础板7上装有齿轮9,长度测量板4和宽度测量基准5的下面,装有齿条8,分别和齿轮9啮合,左宽度基准板3和右宽度基准板6可同时移动,宽度标尺12安装在宽度测量基准5上,移动宽度基准板,当左右宽度基准板贴近脚的2侧时,宽度标尺12显示的尺寸就是脚的宽度,脚宽的采集数据对应鞋型。
1 - 底板; 2 - 后跟基准; 3 - 左宽度基准板; 4 - 长度测量板; 5 - 宽度测量基准; 6 - 右宽度基准板; 7 - 安装基础板; 8 - 齿条; 9 - 齿轮; 10 - 轴; 11 - 长度标尺; 12 - 宽度标尺
3测量步骤
( 1) 脚放在底板1上,脚后跟贴紧后跟基准2。
( 2) 将左右宽度测量板3、6分开大于脚的宽度。
( 3) 推动长度测量板4,使其挡板靠紧最长的脚趾,这时的长度标尺11的数值,是脚的长度,即脚跟到最长脚趾的长度。
( 4) 移动宽度测量板3、6,使其靠近脚的2侧,当宽度测量板贴紧脚的2侧后,读出脚的宽度尺寸。
4使用过程中的注意事项
( 1) 因人的脚有大小,所以最好2只脚都测量,取2只脚中数值较大的为脚长。
( 2) 测量脚长 时,最小单位 是0. 5cm,如出现尾数,只适合尾数往上加,不宜减,因为鞋大一码可以穿,小了就不利 健康了 ( 例如,脚长是25. 6cm,应按26mm来计算,不应穿小于26的鞋码。
( 3) 正确的选择鞋码,不仅要参考脚的长度尺寸,还要结合脚的宽度尺寸, 如果脚的比例超出了正常脚的数据,在同一鞋型的情况下,较瘦的脚可选小一号的鞋,较肥的脚可选大一号的鞋。
( 4) 畸型脚、异形脚或特肥胖的脚不在测量范围内。
5测量仪的特点
( 1) 测量数据 科学准确,读数直观。
( 2) 制造简单,成本低廉。
( 3) 操作简单,普及适用性强。
( 4) 使用便携式快速人脚测量器,可以减少商家因试鞋造成的损失。
( 5) 避免了因 试鞋带来 的脚疾传染。
6结束语
便携式快速脚型测量仪已按上述结构制作完成,并申报了实用新型专利。经过试用表明,便携式快速脚型测量仪可以作为商家为顾客服务的项目,也可以作为家庭必备的量具。
摘要：依据GB/T 3293.1-1998标准中以毫米为单位的脚长测量数值与鞋码、脚宽测量数值与鞋型号的对应关系,以及图例中说明的具体脚长和脚宽的测量部位,设计了一种便携式脚型测量仪。同时,考虑到人们有购买不同国家或地区鞋产品的需求,在测量仪的底板标尺上,给出了ISO 9407-1991标准及欧洲、美国、英国鞋号与脚长度毫米或英寸测量数值的换算关系,帮助消费者或商家依据测量仪所测得的脚型数据,选购或推荐合适的鞋产品。此外,还介绍了仪器结构、测量步骤、使用过程中的注意事项及特点。
便携式测量系统 篇7
电梯安全的重要性毋庸置疑,而随着电梯制造技术的发展,电梯数量的高速递增,电梯安全检验标准及检验仪器也在更新,传统的电梯检验方法既费时又费力,不能满足目前电梯快速、高效、高质的检验要求,因此研制出一款便携而又集多种检验功能于一体的电梯检验仪是十分必要的。
1国内外研究现状
在电梯的安装维护及检测检验现场,进行梯速检测的测速装置、进行电梯工作电压测试及电梯平衡系数试验等所用的钳形电流表以及进行井道顶部空间和底坑空间安全距离检测的测距仪等装置,在国内和国外都比较成熟,相应的产品种类也很多。关于钳形电流表,国外主要以美国福禄克(Fluke)、日本SANWA、 日本HIOKI、德国BEHA品牌为代表,国内主要以香港华谊、台湾TES、深圳胜利品牌为代表;关于数字转速表或测速仪,国外主要以日本SANWA、日本共立 (KYORITSU)、德国乐达(RHEINTACHO)、美国蒙那多(Monarch)品牌为代 表,国内主要 以大连徠 特、 LUTRON/路昌、上自仪、SHIMPO等品牌为代表;关于测距仪,国外的主要有瑞士徕卡 (LEICADISTO)、 德国博世(BOSCH)、法国阿克泰克(Agatec),国内主要有国产普瑞测、香港CEM、华谊仪表MASTECH。 为了更好地适应电梯技术的发展及促进电梯运行安全,国内外也对电梯相关部件的检测检验设备进行了一定程度的集成与改进,具有了便携与多功能等特点, 如自动扶梯同步率测试仪、自动扶梯运行参数测试仪、 电梯/扶梯运行质量分析仪,尤其是美国GP公司销售的PMT EVA-625电梯综合性能测试仪,其所拥有的EVA系统能够精确地量化加速度和噪声的测量数据, 是乘运质量和电梯系统问题诊断的最真实的标准,其具备的宽带响应可诊断电梯和扶梯系统的机械和控制元件,使有缺陷和已磨损的组件在电梯发生故障前就可辨别出来。不过以上这些设备体积庞大,价格昂贵, 也不便于携带。
2测量仪设计原理及依据
便携式电梯多参数一体化测量仪的设计原理是在仪器结构紧凑、携带方便的前提下,将电梯安全检验的常用工具包括转速表、测速仪、测距仪、钳形电流表的所有基本功能共同集成到一块芯片上,实现一表多参数测量功能。
Advanced RISC Machines(ARM)是以计算机技术为基础,软件硬件可裁减,方便适应,且对功能、可靠性、成本、体积、功耗等方面均有严格要求的专用计算机系统。它一般由嵌入式微处理器、外围硬件设备、嵌入式操作系统以及用户应用程序等4部分组成,用于实现对其他设备的控制、监视或管理等,具有体积小巧、集成度高、功能强大、资源丰富、性价比高等优势, 可以方便地将转速表、测速仪、测距仪等各仪表的功能模块组合为一体,并力求达到便携与小型的效果。
3测量仪系统设计
3.1系统整体结构设计
以嵌入式ARM为主控芯片,“手持上位机+测试主控盒”为基本架构,测试主控盒连接各传感器,将各传感器信号采集到主控系统中,具有高实时性与可靠性的特点。通过主控盒检测采集并分析各参数,与手持上位机通讯,实现上位机下发指令及察看和记录检测数据的功能。测量仪系统整体架构如图1所示。
3.2系统主控结构设计
主控芯片 采用 “Coytex-M4 + DSP”架构的STM32F4系列芯片,结合了ARM开发简便、资源丰富以及DSP强大信号处理能力的 优点,拥有丰富 的IO接口,便于主控电路的开发。其DSP模块可实现数据的存储和分析处理,将主处理器ARM从繁重的计算中解放出来,主要负责系统监控管理及网络传输等任务。基于此设计思想开发的嵌入式数据采集和处理系统,既能实现高频数据信号的精确采集,又能保证运算处理的实时性与准确性,并且系统稳定可靠。主控箱功能模块框图如图2所示,系统主要包括数据采集控制模块、数据传输控制模块、主从系统及其外围器件、主处理器ARM和DSP接口等部分。DSP运行速度高,A/D转换芯片与DSP之间可以增加数据缓冲 器,使相对低速的数据采集和高速器件DSP匹配,采用高速异步FIFO来实现现场传感数据信号的A/D转换及信号提取。
STM32F4xx采用哈佛结构,比传统的冯诺依曼结构具有更高的指令速度,采用并行流水技术、片内外两级存储结构、独立的加法器和乘法器,其强大的浮点运算能力大大提高了整体运行速度。以它作为系统的数据处理核心,用以启动AD转换、读取现场传感数据、存储并运算分析,使得数据处理能力大大提高。
4系统功能应用
4.1硬件安装
根据不同测试对象,安装合适的测试仪器,这些传感器件通过各自的接口电路与主控盒连接。
4.2测试过程
4.2.1指令下发
在完成硬件安装后,可以通过多种方式进行指令下发:
(1)主控盒键盘按键选择,可以对单个信号进行检测,也可多选。
(2)通过手持式上位机点击测试界面上的功能按钮下发测试指令,指令经由无线通信下发到主控盒。
(3)在主控盒和上位机上,都可以通过按下组合功能按键进行特定类电梯的所有数据检测。
在指令下发成功后,主控盒完成接收指令并发出测试命令,在主控盒及上位机上进行反馈指示。
4.2.2数据采集
当电梯开始测试工况的运转后,即可按下采集开始按钮进行数据采集并保存。在采集数据时,设有默认的采集参数,亦可在采集之前改变(如采样频率、测试次数等)参数,主控系统会将采集到的数据以采集时刻为参考基准进行保存。对于不同的测试参数,可能需要不同的测试时间和工作模式,系统将分别进行智能保存,并进行提醒。
4.2.3数据显示
在数据采集时,可以根据需要进行实时曲线显示,也可以在完成测试后对历史数据进行绘图显示。手持上位机通过2.4GHz无线通信方式与主控盒完成实时通信。
4.3测试分析
完成测试过程后,系统可以对采集到的数据进行智能分析,并与参考值进行比较;对有偏差的参数进行突出显示,并根据需要发出声光报警。根据需要,测试数据可以通过Ethernet上发服务 器,或者通过USB OTG即插即用功能将数据保 存到U盘等移动存储 上,从而让工作人员在PC上进行更深入的分析研究, 也方便数据的备份保存。
5结论
本文通过对便携式电梯多参数一体化测量仪的研究,解决了以往电梯常用检验仪器种类较多、不便于携带、组装拆卸繁琐、现场检测不便等缺点,大大方便了特种设备检验单位、电梯施工安装单位和维护保养单位工作人员的现场工作,减少了其工作量,提高了其工作效率,使电梯安全检测检验的各项工作能够更快速、 高效、高质地开展。
摘要：介绍了一种便携式电梯多参数一体化测量仪,它集测距离、测阻值、测电压、测电流、测转速、测速度等多功能于一体,同时便于携带,结构紧凑,为电梯安全检验提供了一种方便、高效、快捷的测试工具。
便携式测量系统 篇8
关键词：溶解氧,测量,误差,故障诊断
前言
溶解氧的测量是工业发电、锅炉、水产养殖、水源保护、上水供应、污水处理等部门不可缺少的检测项目。本文就便携式溶解氧仪测定溶解氧的工作原理与使用步骤, 以及导致溶解氧仪发生测量误差的因素及使用过程中出现的故障与解决措施进行探讨。
一、工作原理
目前, 仪器测量溶解氧采用的方法有极谱法和伏安法。
极谱法和伏安法的区别在于极化电极的不同。极谱法使用的是滴汞电极或其他表面能够周期性更新的液体电极为极化电极;伏安法使用的是表面静止的液体或固体电极为极化电极。
我公司所使用的溶解氧仪的原理为极谱法。
二、测定步骤
1. 仪器的校正
仪器接通电源后, 将仪器置于%档, 氧电极置于空气中, 稳定15-25分钟, 调节校正调节器, 使仪器显示20.5%。仪器如做精密测量, 应用干空气校正为21.0%。
2. 溶解氧的测定
校正后的仪器, 装上氧电极流通池, 将样品进入流通池, 样品保持流速大于10cm/s。将气氧/溶解氧开关按下, 置于mg/L档。待仪器显示稳定2-3分钟后, 记录读数 (mg/L) 即为样品的溶解氧。
三、导致溶解氧仪发生测量误差的因素
1. 大气压对溶解氧仪测量的影响
根据亨利定律, 气体溶解度与气压成正比。氧分压与该地区的海拔高度有关, 高原地区与平原地区的差可达20%, 使用前必须根据当地的大气压进行补偿。
2. 温度对溶解氧仪测量的影响
由于温度的变化, 膜扩散系数和氧的溶解度都将发生变化, 直接影响到溶解氧电极电流输出, 常采用热敏电阻来消除温度的影响。温度上升, 扩散系数增加, 溶解氧反而减少。温度对溶解度系数α的影响可以根据亨利定律来估算, 温度对膜扩散系数β可以通过阿伦尼乌斯定律来估算。
由下表可以看出溶解氧与水温的关系。随着水温度的升高, 溶解氧含量降低。
总结:
根据目前热电厂化水分析的情况来看, 锅炉水温度控制在≤35℃时, 溶解氧的分析数据最为准确, 并能保证仪器的正常使用。
(1) 氧的溶解度系数:由于溶解度系数α不受温度的影响, 而且受溶液成分的影响。在相同氧分压下, 不同组分的实际氧浓度也可能不同。根据亨利定律, 可知氧浓度与其分压成正比, 对于稀溶液, 温度变化溶解度系数α的变化约为2%/℃。
(2) 膜的扩散系数:根据阿伦尼库司定律, 溶解度系数β与温度T的关系为:C=KPo2*exp (-β/T) , 其中假定K、Po2为常数, 则可以计算出β在25℃时为2.3%/℃。当溶解度系数α计算出来后, 可通过仪表指示和化验分析值对比计算出膜的扩散系数 (这里略去计算过程) , 膜的扩散系数在25℃时为1.5%/℃。
3. 溶液中含盐量对溶解氧仪测量的影响
盐水中的溶解氧明显低于自来水中的溶解氧, 为了准确测量, 必须考虑含盐量对溶解氧的影响。在温度不变的情况下, 盐含量每增加100mg/L, 溶解氧降低1%。如果仪表在标定时使用的溶液含盐量低, 而实际测量的溶液含盐量高, 也会导致误差。在实际使用中必须对测量介质的含盐量进行分析, 以保证溶解氧量的准确测量与正确补偿。
4. 样品流速对溶解氧仪测量的影响
氧通过膜扩散比通过样品进行扩散要慢, 必须保证电极膜与溶液完全接触。对于流通式测量方式, 溶液中的氧会向流通池内扩散, 使靠近膜的溶液中的氧损失, 产生扩散干扰, 影响测量。为了测量准确, 应增加流过膜的溶液的流量来补偿扩散失去的氧, 样品的最小流速为10cm/s。
四、仪器使用故障诊断及解决措施
1. 长时间未使用, 仪器无法进行测定。
首先应查看膜是否有破损。氧电极不用时, 应套上保护套, 套内放脱脂棉花, 并经常加水保持湿润。否则透过性膜因为干燥容易破裂。加一滴电解液于电极头上, 将透过性膜用电解液冲洗两次, 将电解液注满电极腔后将膜圈扣在电极头上, 用压膜圈旋紧。用水清洗电极后旋上保护套小心保存。
2. 仪器读数波动大或逐步降低, 无法准确读数。
若仪器读数波动大。应轻轻敲击氧电极, 仪器读数的波动大于0.5%时, 是因为膜移动、穿孔或破裂, 分析前应该更换电极膜, 方可进行测量。
若仪器读数逐渐降低。因为电极表面吸附活性物质。应用棉花沾取无水乙醇轻轻擦拭电极表面, 并重新更换电解液及电极膜, 若电极膜完好可不用更换, 继续进行测量。
结束语
便携式测量系统 篇9
1 系统原理
采用折光法测量水果果实糖度
应用折射率计测量物质的折射率以定性鉴别物质, 断定物质纯度, 确定其溶液浓度以及根据物质折射率的变化判断其质量变化的分析方法称为折光法。
光是电磁波, 光在传播过程中表现其波动性质。当光线从一种介质进入另一种介质时, 由于在两种不同介质中光的波速不同, 在介质的分界面上就会发生光的折射现象。
光线从光疏介质射入光密介质时的折射和反射情况如图1所示。当光线由光疏介质射入光密介质, 从SO位置射入的光 (此时入射角为90°) , 经折射后占有Ou位置, 即Ou的右面完全黑暗, 而左面明亮, 最亮的地方是Ou', 于是形成明显的黑白分界。因此只要找到黑白分界线, 便找到了临界角的位置, 进而可求得被测物体的折射率。
折射率是物质的一种物理性质。每个物质有自身恒定的折射率, 因此测出样品的折射率, 就可断定其纯度。同种物质溶液的折射率则随着浓度的增大而递增, 因此测出折射率即可确定溶液的浓度。
2 系统硬件设计
本系统中, 测量折射率方法为测角法。采用LED作为光源, 光学棱镜作为反射测量器件, 硅光电池接收进行测量糖溶液液浓度。如图2所示。
3 软件设计
系统流程图如图3所示。
其工作流程:接上电源, 打开开关启动单片机, 初始化液晶和AD模块, 开起中断打开LED并打开AD模块, 进入低功耗模式, LED灯照射在液体上, 透过的光映射在硅光电池上, 硅光电池产生电压, 经过运放电路, 再把模拟信号进行AD转换, AD中断位置位, 跳出低功耗模式, 进行温度补偿, 取样100次求其平均值, 转换成糖度显示在段式液晶上。
4 系统测试
4.1 系统精度分析
分别用清水和5brix测得硅光电池的电压, 由所得数据绘出清水与5brix的溶液电压图。如图4所示。
由上图发现5brix的溶液的电压与清水的电压相差在66左右, 故最小分辨率为5brix/66<0.1brix。其精度完全达到了系统的要求 (0.1brix) 。
4.2 温度补偿
大多数溶液的折射率都随温度有显著的变化。在此, 经过检测, 得出在溶液浓度为5brix时, 不同温度的电压值。如图5所示。
由图5知道温度升高10电压数值增加10~12, 由上述图5可知每格电压约为0.08brix。故可近似地计为温度每升高10, 其浓度降低0.8~1.2brix。由此可以测出溶液的温度, 以25为基准进行补偿。
5 总结
由于液体折射率测量及利用折射率测量其它参量的方法有着很广泛的应用, 研究者也在不断的探索折射率测量的各种方法。其主要研究方向有两个:一是探索新的测量方法和原理。二是提高测量的精度 (如用不同的光电转换器件, 不同的光源) , 以及扩大其使用范围。本设计基于光的全反射原理设计了一种新型的折射率计, 设计出一种廉价、小巧、功耗低的便携式仪器, 满足市场需求。
摘要：本文论述了一种基于硅光电池的新型液体糖度测量仪。系统基于光全反射原理设计, 设计出一种廉价、小巧、功耗低的便携式糖度检测仪。通过实验, 得出了全反射临界点的位置信息, 通过计算得到溶液的糖度。本系统由MSP430单片机实现, 结果显示于段式液晶显示器上。文中还讨论了系统的精度及稳定性, 阐述将廉价光电转换器件应用于糖度测量的可行性。本系统功耗低、稳定性高、成本低, 适合做为便携式测量仪器。
关键词：全反射,糖度测量,硅光电池
参考文献
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