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井下自供电振动传感器的阵列设计与应用
目录
井下自供电振动传感器的阵列设计与应用（1）．．．．．．．．．．．．．．．．．．4
一、内容综述．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．4
1.1研究背景．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．5
1.2研究意义．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．6
1.3文献综述．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．7
二、井下自供电振动传感器原理与技术．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．9
2.1自供电技术概述．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．10
2.2振动传感器工作原理．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．11
2.3井下环境适应性分析．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．13
三、传感器阵列设计．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．14
3.1阵列结构设计．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．15
3.1.1阵列布局优化．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．16
3.1.2传感器节点选型．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．17
3.1.3信号采集模块设计．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．20
3.2能量收集与存储方案．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．20
3.2.1能量收集器选型．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．22
3.2.2能量管理策略．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．24
3.3传感器节点硬件设计．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．26
3.3.1微控制器选型．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．26
3.3.2通信模块设计．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．28
3.3.3传感元件选型与布设．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．30
四、数据处理与信号分析．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．32
4.1数据预处理．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．32
4.2振动信号特征提取．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．34
4.2.1频域分析．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．34
4.2.2时域分析．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．36
4.3振动监测算法研究．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．38
五、应用案例分析．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．39
5.1案例一．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．40
5.2案例二．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．42
5.3案例三．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．43
六、实验验证与性能评估．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．44
6.1实验方案设计．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．45
6.2实验数据采集与分析．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．46
6.3性能指标评估．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．47
七、结论与展望．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．49
7.1研究结论．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．
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