工业仪表与自动化装置 /oa 基于干涉的双线圈管道缺陷检测系统设计 /oa/darticle.aspx?type=view&id=20250956 电磁超声技术常用来检测管道缺陷,针对电磁超声的管道扭转导波换能器存在换能效率低,检测信号微弱的问题,研究了一种基于反转魏德曼效应的双发射线圈式激励探头,增大了回波信号信噪比。首先基于超声波干涉原理,设计具有固定间距的双发射线圈,并通过改变其绕向使两线圈激励出的扭转导波产生相长干涉,从而增大扭转导波的幅值。然后设计了激励电路并采用全桥逆变电路进行功率放大。最后进行了仿真及实验验证。结果表明,双线圈换能器结构使导波幅值增大为原来的2.76倍,可显著提高激励导波的幅值及接收信号的信噪比。 2026年04月15 00:00 2026年02期 3 6 2521947 张晨冰,石 玉,马 晟 基于PLC控制的智能仓储管理系统设计与实现 /oa/darticle.aspx?type=view&id=20251081 该文设计并实现了一种智能化的仓储管理系统,该系统以PLC作为主控平台,构建了各仓储模块间的通讯架构,实现了对系统各类信号的精准控制。通过集成AGV小车与RFID等技术模块,提升了仓储作业的自动化水平和工作效率。此外,系统还引入了SCADA与WMS可视化界面,实现了仓储数据的实时采集与全面监控,优化了人机交互体验。该系统不仅在教育领域能有效提升学生的认知能力,同时也为企业的智能化转型与升级提供了有益的参考与借鉴。 2026年04月15 00:00 2026年02期 7 11 1799317 南向曈1,张 柱1*,刘海龙1,兰强强2 基于LoRa与4G低功耗物联网灌溉系统设计与实现 /oa/darticle.aspx?type=view&id=20251110 针对智慧农业中远距离通信与终端低功耗难以兼顾的问题,提出了一种基于LoRa与4G混合架构的低功耗物联网灌溉系统。通过构建云边端协同体系,系统采用多信道管理机制与基于CAD的定时唤醒策略,结合LoRa物理层参数优化,建立了终端功耗定量分析模型。测试结果表明,该方案将终端平均工作电流优化至500 μA以下,较传统持续接收方案功耗降低90%以上,同时通信可靠性显著提升。该研究实现了通信距离与能耗的高效平衡,为智慧农业提供了高效可靠的解决方案。 2026年04月15 00:00 2026年02期 12 17 2630319 余威明1,2,徐群和1,2,郑胜峰1,2 基于软PLC的船用柴油机监控系统设计 /oa/darticle.aspx?type=view&id=20250949 为满足现代船舶对柴油机监控与智能运维的更高要求,该研究设计了一套基于软PLC的船用柴油机监控系统。该系统以树莓派4B为核心,采用模块化设计理念,软件设计结合使用Linux操作系统与CODESYS运行时,硬件设计主控板、安保模块、IO模块、机旁仪表和遥控仪表等多个模块集成。通信方面,主控板通过CAN总线与发动机ECU通信,并利用RS485总线实现了安保模块的冗余通信。系统在功能上实现了数据采集与处理的多重备份、通信故障的自动转移以及故障预测的自学习。故障预测采用自编码机与随机森林的混合学习算法进行故障预测。相比较传统的基于PLC的监控系统,该系统设计具备软硬件开发的灵活性,还具有后续升级的潜力。 2026年04月15 00:00 2026年02期 18 23 2627491 丁 盼 矿井水井下利用与抽排协同控制系统设计 /oa/darticle.aspx?type=view&id=20250992 针对传统矿井水地面集中处理模式运行成本高、处理能力有限等问题,提出了一种基于智能控制的矿井水井下就地利用与抽排方案。该方案针对悬浮物含量高、矿化度低矿井水,采用“多级沉淀-超磁分离-反冲洗过滤”组合工艺进行高效净化,使出水水质满足井下消防与除尘用水标准,实现了矿井水井下循环利用。系统以PLC控制系统为核心,构建水质监测网络,并创新性地设计了供水、排水与应急三种模式的动态切换逻辑,采用PID控制算法实时调节水泵转速,实现了恒压供水,有效保障了系统稳定高效运行。该方案为煤矿井下水资源的高效可持续利用提供了有效的技术路径。 2026年04月15 00:00 2026年02期 24 28 1500376 张耀明1,2,3,4,李 标1,2,3,4 煤矿高压电缆早期绝缘劣化故障预警系统研究与应用 /oa/darticle.aspx?type=view&id=20250995 煤矿高压电缆作为井下电力系统的关键能量传输载体,其绝缘状态直接关系到供电系统的可靠性。然而,由于煤矿井下环境恶劣且电缆早期绝缘劣化特征微弱,传统监测方法难以实现故障准确识别,为此开展了煤矿高压电缆早期绝缘劣化故障预警系统的研究与应用。系统构建了"特征层-决策层"双级融合架构:在特征层,通过局部放电传感器捕获电缆绝缘介质微观缺陷特征,结合接地环流传感器实时监测工频接地环流的宏观异常波动,形成完善的电缆早期故障特征表征空间;在决策层,采用基于注意力机制的多尺度卷积残差网络提升电缆故障特征识别能力。实验测试及现场应用表明,该系统能够在复杂环境下有效识别矿用电缆早期绝缘劣化程度并实现异常预警。 2026年04月15 00:00 2026年02期 29 34 1686083 战仕发1,岳兴辉1,王德岩1,崔莉山1,孟 尧2 瞬态温度激励信号发生装置的气源系统设计 /oa/darticle.aspx?type=view&id=20251071 基于气体介质与激波原理的热电偶时间常数校准装置是一种用于热电偶动态特性标定的新型设备。为确保其所生成的瞬态阶跃温度激励信号具有足够的稳态持续时间,针对气源系统各组成部分开展了设计计算与实验验证。研究结果表明,所设计的气源系统能提供稳定时间超过63s的稳压、稳流高温气流,能有效保障瞬态阶跃温度激励信号稳态区间的持续时间与稳定性,满足热电偶高精度动态测温标定的应用需求。 2026年04月15 00:00 2026年02期 35 38 2211351 查 涛1,金 冉1,朱 亮2,张 军1,刘国富1 基于统计过程控制(SPC)的控制舱装配自动监测系统研究 /oa/darticle.aspx?type=view&id=20251010 控制舱作为军事制导系统的核心部件,其装配质量直接决定装备性能与可靠性。针对控制舱装配过程中存在的质量波动难预警、多环节数据孤岛、异常溯源低效等行业共性难题,以及传统质量控制依赖人工巡检和事后检验的局限性,该文提出一种基于统计过程控制(SPC)的控制舱装配质量自动监测系统。该系统通过融合多源传感器数据采集与自适应SPC分析技术,整合智能异常预警、全链路数据追溯等功能模块,实现装配质量从“事后补救”向“事前预防、事中精准管控”的转变。在某军工企业控制舱装配线的应用验证表明,系统显著提升了装配过程稳定性、装配合格率,并将异常响应时间缩短87.5%、质量追溯时间压缩至10秒内。此外,系统通过模块化设计与自适应分析能力,为军工、航空航天等精密制造领域的质量控制提供了可推广的技术方案。 2026年04月15 00:00 2026年02期 39 43 1147812 李 帅1,何军红2 基于单片机控制的电动载人载物绞车智能减速报警装置的研制 /oa/darticle.aspx?type=view&id=20250968 电动载人载物绞车对比气动绞车,其在提升能力、提升速度、能耗比、噪声以及安全性能等方面均有较大的优势,尤其是载人载物一体的功能给钻井现场带来很大的便利,目前广泛应用于钻井现场,进行接甩钻具等载物吊装作业以及井架内高空载人作业。但是电动绞车能耗制动特性会造成手柄回零后有一定的减速距离,电动绞车运行在高位时人员不便于观察旋转吊钩位置,不能提前减速,会造成吊钩擦挂二层台猴台等事故隐患。为解决上述问题,笔者研制出一种智能减速报警装置,该装置利用双向霍尔检测计数技术检测滚筒转动圈数,实现对吊钩运行高度的检测。当吊物上升至预设的减速高度时,系统会自动降低电机转速,并触发声光报警提醒操作人员注意防碰。现场实验结果表明,该装置具有测量精度高、响应速度快、高度可以预设、速度可以调节等优点,具有广泛的应用前景。 2026年04月15 00:00 2026年02期 44 47 1292534 范 飞,王小磊,韩欣洲,顾 旺,刘贤荣 一种爆发压力检测装置的设计与研究 /oa/darticle.aspx?type=view&id=20250792 基于现有的爆发压力检测采用静态压力计量的方法,存在无法模拟实际工况和消除止回阀阻尼影响的弊端。通过设计了一种爆发压力表的检测装置,利用梯级递增式活塞造压系统,对空气进行逐级增压,依靠电控单元控制预压压力,配合电控单元操作阀门开合以及系统的自动化控制,实现对需要的瞬时爆发压力值的准确控制及保压。结合气体试验的优化设计验证,该装置能精准的模拟爆发压力测量的实际工况,满足爆发压力测量的实际运用和需求,对爆发压力的计量检测具有重要意义。 2026年04月15 00:00 2026年02期 48 51 1162686 张 涛,陈 航,詹东霖,钱 坤,史学锋 基于S7-1500 PLC与ABB机器人的智能分拣系统协同控制研究 /oa/darticle.aspx?type=view&id=20250966 针对传统工业分拣系统中可编程逻辑控制器(PLC)与机器人通信延迟高、定位精度不足、流程协同性差等问题,以西门子S7-1500 PLC和ABB IRB 1200机器人为核心,设计并实现一套智能分拣协同控制系统。通过构建开放平台通信统一架构(OPC UA )与工业以太网(Profinet)双通信架构,优化PLC程序逻辑与机器人运动控制算法,结合机器视觉实现物料精准识别与定位,最终完成“物料检测-指令下发-机器人抓取-分类放置”全流程自动化。实验结果表明,该系统通信延迟稳定在5~8 ms,机器人重复定位误差控制在±0.03 mm内,分拣成功率达99.2%,较传统分拣系统效率提升35%,可满足电子元件、小型零部件等精密分拣场景需求,为工业智能分拣的协同控制提供可落地的技术方案。 2026年04月15 00:00 2026年02期 52 56 2067428 桂婷婷 基于自标定功能的机器视觉尺寸检测平台设计 /oa/darticle.aspx?type=view&id=20250884 针对传统机器视觉标定方法人工依赖性强、流程繁琐及精度有限等问题,该文设计了一种具备自标定功能的机器视觉尺寸检测平台。该平台通过笛卡尔坐标系运动系统实现标定板的多角度自动运动,并集成毫米级边缘刻度板作为实时尺寸校准基准,结合自适应阈值特征提取与最小二乘迭代优化算法,构建了软硬件协同的闭环检测系统。以金属零件板为对象的实验结果表明:该平台将平均重投影误差显著降低至0.093像素,标定效率提升约42.3%,尺寸检测绝对误差控制在±0.02 mm以内,验证了其在精密尺寸测量中的有效性与实用性。 2026年04月15 00:00 2026年02期 57 63 1749618 葛根波,吴陈陈,吴泽楷,陈厉枫,洪英杰 基于图像识别的气象雨量筒异物检测 /oa/darticle.aspx?type=view&id=20250981 作为气象站中测量降水量的重要工具,保证雨量筒处于正常的工作状态十分重要。为了实现野外复杂情况下对自动气象站中雨量筒被异物覆盖的实时检测,提出一种基于YOLOv5s改进的YOLOv5s-SE模型的雨量筒目标异物检测。将SE注意力机制加入YOLOv5s主干网络,增强模型特征提取的能力,降低对雨量筒特征提取时受到的干扰,实现雨量筒的快速、准确检测。结果表明,改进模型的损失值维持在0.022左右,精确度高达98.9%,模型预测的准确率在90%以上,充分证明了改进模型在复杂条件下的鲁棒性和高精度识别能力。该文提出YOLOv5s-SE对自动气象站的雨量筒异物覆盖进行识别研究,能够实现无人环境下的实时监测,达到自动化精准识别,做到异常状态及时纠正,有力保障了后续雨量筒对降水量的准确测量。 2026年04月15 00:00 2026年02期 64 71 3364594 邬 昀1,2,吕 浩3,陈 希3 ,张 旭3 基于深度声纹识别的风机运行状态智能诊断方法研究 /oa/darticle.aspx?type=view&id=20251091 传统风机运行诊断方法难以从复杂噪声背景中有效提取声纹信号的时序特征。为此,提出新的风机运行状态智能诊断方法。采用时频分析方法同步提取声纹信号时序特征和频域特征;将耦合特征输入深度学习网络,利用自编码器的压缩-重构机制计算重构误差,实现风机诊断。实验结果表明,该方法诊断结果的Brier分数为0.035,精度较高。 2026年04月15 00:00 2026年02期 72 76 1404129 戴立伟,赵 岩,党哲辉 石油钻井用滚动轴承早期故障诊断方法研究 /oa/darticle.aspx?type=view&id=20250989 滚动轴承早期故障产生的重复性冲击较为微弱,在实际工作中易于产生一些干扰噪声,重复性冲击信号易于淹没在干扰噪声中,这些都加大了故障诊断的难度。为处理这一问题,提出了基于最小噪声幅值解卷积和Teager能量算子相结合的滚动轴承早期故障诊断方法。首先通过最小噪声幅值解卷积来减弱噪声干扰,增强重复性冲击,然后通过Teager能量算子对最小噪声幅值解卷积处理后的信号的重复性冲击成分增强,再对其做包络谱分析,最后依据滚动轴承的故障特征频率判断出滚动轴承的故障类别。通过仿真信号和实验信号分析可知,基于该方法可以较好地诊断出故障类别。 2026年04月15 00:00 2026年02期 77 83 2708750 钟荣锋 基于聚类与SDC算法的智能仓储系统分类识别技术研究 /oa/darticle.aspx?type=view&id=20251143 该文以YOLOv8为基本框架,在主干框架中添加SDC增加图像特性提取能力,并在检测头中添加改进损失函数强化位置识别能力;使用聚类算法和神经网络耦合来输出货物信息。该文提出的改进模型在5种不同类别货物检测中,相比于无锚框算法YOLOv8,PA值分别提升了8.04%,8.26%,8.18%,7.49%和7.41%,mPA值提升了7.35%。在图像特征采集后,基于概率的聚类分析展现出良好地分类效果,对于货架层、地面层和地面货架混合层的货物进行测试。货架层和地面层的识别准确率分别为97.1%和96.8%。而混合环境下,准确率为94.2%。 2026年04月15 00:00 2026年02期 84 89 1692793 侯晓辉,王金山,吴艳明,程 嵩,齐佳丽 基于振动传感器的煤矿井下带式输送机齿轮箱远程故障诊断系统研究 /oa/darticle.aspx?type=view&id=20251125 煤矿井下带式输送机齿轮箱故障诊断对保障安全连续生产具有重要意义,然而现有方法多针对输送机轴承而较少涉及齿轮箱,导致故障识别准确率较低且实时性差。基于此,该文提出了基于振动传感的煤矿井下带式输送机齿轮箱远程故障诊断系统,可实现对齿轮断齿、轴承损伤及轴系失衡故障的分类识别。系统通过振动传感器采集输送机齿轮箱数据,并经4G/5G网络传输至地表进行算法处理。算法采用分层阈值降噪技术消除噪声干扰,基于谱峭度定位共振频带并提取包络谱特征,最终通过粒子群优化的决策树支持向量机模型完成故障分类。进一步的现场试验表明系统识别故障的平均准确率为95.9%,满足煤矿的实际使用需求。相关成果可为煤矿带式输送机的安全运行提供必要的技术支撑。 2026年04月15 00:00 2026年02期 90 94 1338303 郑 勇1,冯彦军2,3* 复杂工业环境下火电机组热工仪表运行状态安全检测方法研究 /oa/darticle.aspx?type=view&id=20251166 针对复杂工业环境下火电机组关键热工仪表测量精度降低、故障率升高,进而加剧机组运行安全性与环保风险的问题,提出一种运行状态安全检测方法。分析复杂环境对化学分析仪表的干扰机理及故障模式,构建融合多维信号处理与智能诊断的检测模型。该模型采用改进的自适应滤波算法对原始信号进行降噪和特征增强处理,以抑制环境干扰。提取表征仪表健康状态的时域、频域及时频域特征向量,输入基于粒子群优化算法优化的支持向量机分类器进行状态识别,实现仪表状态的精准分类。通过分析表明,研究提出的检测方法能够有效克服复杂环境干扰,对CEMS、pH计、密度计等仪表的典型故障状态检测准确率达到98.5%以上。所提出的方法显著提升了复杂环境下仪表状态检测的准确性,为火电机组的安全、稳定、环保、经济运行提供了重要的技术保障,具有较高的工程应用与推广价值。 2026年04月15 00:00 2026年02期 95 100 2179318 余 彪,何家根,王金刚*,陈瑞新,陈 玉 远传压差变送器生产制造中的校准方法 /oa/darticle.aspx?type=view&id=20251229 远传压差变送器是一种测量介质两点间压力差的仪表,其测量精度直接影响着整个系统的运行效率和安全性能。在实际应用中,由于环境因素、设备老化以及制造工艺等多种原因,远传压差变送器的测量精度可能会逐渐降低,进而对系统的稳定性和安全性构成威胁。因此,该文对压差变送器进行校准进行介绍,确保其测量精度满足生产要求,保障工业过程控制正常运行。 2026年04月15 00:00 2026年02期 101 103 1316364 杨 梅,袁 博 变压器油中溶解二氧化碳光谱监测降噪研究 /oa/darticle.aspx?type=view&id=20250994 为实现变压器油中溶解二氧化碳(CO2)实时监测,设计了基于可调谐半导体激光吸收光谱技术的变压器油中CO2监测装置,采用粒子群算法优化积分梳状滤波降低现场噪声对二次谐波的影响,滤波后信噪比由7.86dB提升至18.33dB,采用背景扣除技术去除怀特池吹扫过程中引入的空气中CO2成分,实现了自动取样、脱气、测量以及回油功能。在气相标定实验中,优化后的二次谐波峰谷值与浓度的拟合线性度达0.999 5,具备良好的线性关系;在油样测试中,装置的检测下限与误差满足国网A级要求,可为变压器油中溶解气体分析提供准确的CO2值。 2026年04月15 00:00 2026年02期 104 108 1672300 丁文斌1,李红英2,汪昱煜1,许枢畅1 火电厂脱硫脱硝系统CEMS仪表智能校验技术研究 /oa/darticle.aspx?type=view&id=20251092 针对火电厂烟气连续排放监测系统(CEMS)中脱硫脱硝仪表传统人工校验方式存在的效率低下、易引入人为误差等问题,本研究开展了智能化校验技术研究。通过系统分析CEMS中二氧化硫(SO2)、氮氧化物(NOx)等关键仪表的测量原理与校验需求,该研究提出了融合物联网(IoT)技术、自动控制技术和数据驱动算法的智能校验解决方案:通过NB-IoT模块构建CEMS仪表-云平台数据传输链路,实现校验数据远程交互,结合煤耗-污染物排放工艺逻辑判断仪表误差,采用最小二乘法完成非线性偏差校正,实现火电厂脱硫脱硝系统CEMS仪表智能校验。实验结果显示:经所提技术智能校验后,火电厂脱硫脱硝系统CEMS仪表监测浓度数值偏置都控制在±0.5 ppm内,零点与跨度漂移最大值低于2.5% F.S.·d-1,且NB-IoT通信链路可在极短时间内可完成CEMS仪表数据同步,瞬时干扰下气体数据采集偏差≤0.2 ppm,可实现校验过程的远程操控、自动执行与数据智能分析。 2026年04月15 00:00 2026年02期 109 115 1675457 柳竹欣1,李 锋2,林 峰1,赵 响1