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煤矿通风检测机器人运动建模与轨迹优化
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作者 张延军 刘敏强 《机械设计》 北大核心 2025年第7期133-141,共9页
矿井通风安全是煤炭开采工作中的重要保证,巷道中风速、风量和空气成分等参数实时监测事关矿工生命安全。为了避免传统气体检测设备测量范围小、机构运动不够灵活,机器人本体采用串联式机器人,采用Fluent软件建立瓦斯模型,确定机器人检... 矿井通风安全是煤炭开采工作中的重要保证,巷道中风速、风量和空气成分等参数实时监测事关矿工生命安全。为了避免传统气体检测设备测量范围小、机构运动不够灵活,机器人本体采用串联式机器人,采用Fluent软件建立瓦斯模型,确定机器人检测范围,针对其运动模型与轨迹进行研究,建立机器人D-H参数模型并进行运动学分析,判断机械臂工作范围;利用关节空间轨迹规划方法进行轨迹规划,选用双S速度曲线作为机器人测风过程中的运动轨迹,再采用coppeliaSim软件进行模拟环境下的仿真,对机器人轨迹进行跟踪,验证运动的平稳性;利用人工智能算法对测风过程中的轨迹进行优化,相比于蚁群算法、遗传算法,基于遗传原理的改进粒子群算法运算过程中收敛性较好,适用于通风检测中多监测点的轨迹规划,得出最优轨迹耗时仅需0.7871 s。 展开更多
关键词 瓦斯模型 机械臂运动学 双S速度曲线 改进粒子群算法
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北京地区降水量时空变异特征分析
2
作者 程兵芬 胡骁征 +2 位作者 张瑞 朱权洁 郑贵强 《华北科技学院学报》 2025年第4期109-118,共10页
研究基于1978~2020年北京地区降水量等长时间序列数据,综合运用Mann-Kendall趋势分析、经验正交函数和小波分析等统计分析方法,系统揭示了北京地区降水量时空变异特征分析。结果表明:①1978~2020年北京市年均降水量整体呈缓慢减小的趋势... 研究基于1978~2020年北京地区降水量等长时间序列数据,综合运用Mann-Kendall趋势分析、经验正交函数和小波分析等统计分析方法,系统揭示了北京地区降水量时空变异特征分析。结果表明:①1978~2020年北京市年均降水量整体呈缓慢减小的趋势,但变化趋势不显著,而在1997~2020年北京市降水量呈现明显的上升趋势(r=772mm/y,α=005);1978~2020年北京市雨日数呈现明显的下降趋势(r=03d/y,α=005)。突变点主要集中在1996年前后和2010~2018年期间,1996年前后突变点与东亚夏季风指数密切相关,2010年后年降水量序列多个跃变点可能与近年气候波动较大有关。②2004~2020年降水量年内分配极不均匀,大多集中在6-9月,降雨量及雨日数年内占比最高值分别达到892%和671%,并且均呈现出夏季、秋季、春季、冬季依次减少的特征。③从空间分布上看,北京年降水量空间为东部向西部递减的特征,主要受地理位置分布与地形的影响;经验正交函数(EOF)分析表明,全市要么都多雨,要么都少雨的降水分布为第一主模态,方差贡献率为948%;且近年来东北地区降水量有增加的趋势,西南地区有减少的趋势。④北京地区降水量存在10年、23年、36年左右时间尺度上的周期性,降水量年际变化存在明显的干湿周期分布特征。其研究结果为进一步分析北京地区极端降水事件及其引发的暴雨洪涝灾害提供基础的技术支撑。 展开更多
关键词 降水 雨日 时间序列 空间变异
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基于大数据挖掘的矿山通风机风速仪表自动校准方法
3
作者 廖家新 《工业仪表与自动化装置》 2025年第2期122-128,共7页
在矿山通风机DCS系统的风速仪表校准中,受到出风口数据冗余干扰的影响,存在校准精度不高的问题。针对这一情况,提出基于大数据挖掘的矿山通风机风速仪表自动校准方法。在研究过程中,根据矿山通风DCS系统的特点和需求,建立巷道数学模型... 在矿山通风机DCS系统的风速仪表校准中,受到出风口数据冗余干扰的影响,存在校准精度不高的问题。针对这一情况,提出基于大数据挖掘的矿山通风机风速仪表自动校准方法。在研究过程中,根据矿山通风DCS系统的特点和需求,建立巷道数学模型和物理模型,确定传感器位置,实时准确收集通风机风速仪表的运行数据。在此基础上,利用大数据挖掘技术建立关键数据集成架构,对收集到的数据进行查询和集成,获得自动校准的关键数据,排除冗余数据的影响,确定最佳的校准参数完成风速仪表的自动校准。实验结果表明:面对不同的工况,提出的基于大数据挖掘的自动校准方法取得了显著的效果,与其他校准方法相比,该方法具有更高的校准精度和更低的误差率,能够适应不同矿山通风系统的需求。 展开更多
关键词 大数据挖掘 矿山 通风机 风速仪表 自动校准
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风筒供风状态检测传感器的调校装置设计
4
作者 王尧 《煤矿机械》 2025年第5期4-6,共3页
基于姿态识别技术的风筒供风状态检测传感器可实现长时间连续监测煤矿井下掘进工作面或采煤工作面局部通风机风筒开关状态,为提高基于姿态识别技术的风筒供风状态检测传感器工作可靠性和测量准确性,设计了一种调校装置。该装置可以在传... 基于姿态识别技术的风筒供风状态检测传感器可实现长时间连续监测煤矿井下掘进工作面或采煤工作面局部通风机风筒开关状态,为提高基于姿态识别技术的风筒供风状态检测传感器工作可靠性和测量准确性,设计了一种调校装置。该装置可以在传感器的生产过程、出厂合格检验、现场使用中对检测夹角的零点、线性度及精度进行调校,能够方便、快捷、准确地对风筒供风状态检测传感器进行零点、线性度及精度校准,调校方法便捷高效,有助于基于倾角检测原理的姿态识别技术的矿用风筒供风状态检测传感器的推广和应用,推动了安全监控系统检测层设备的技术升级。 展开更多
关键词 风筒 姿态识别 倾角 调校 检测
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突扩巷道流场风流分布特征的PIV实验研究 被引量:8
5
作者 宋莹 王东 +3 位作者 郭欣 杨率 陈章良 史俊伟 《中国安全生产科学技术》 CAS CSCD 北大核心 2017年第6期86-91,共6页
针对传统接触式瞬时速度测量方法的局限性,采用非接触测量技术粒子图像测速仪(PIV)获得了突扩巷道流场纵向截面风流分布特征。实验表明:瞬态风流分布"瞬息万变",而时均流场中,突扩前平直巷道时均速度流线基本呈平滑直线,突扩... 针对传统接触式瞬时速度测量方法的局限性,采用非接触测量技术粒子图像测速仪(PIV)获得了突扩巷道流场纵向截面风流分布特征。实验表明:瞬态风流分布"瞬息万变",而时均流场中,突扩前平直巷道时均速度流线基本呈平滑直线,突扩后上下隅角有大涡存在,但呈现不对称分布,并且涡流区内风流方向极不稳定,且风速值相对于主流风速很低,约在-0.6~0.6 m/s之间波动,表明在煤矿井下测风时可以有条件地忽略涡流区;受突扩大涡湍流脉动影响,风流在距离突扩界面150 mm处开始呈现上扬趋势,突扩断面纵对称轴上风速分布峰值拐点发生了震荡性偏移;当下隅角回流区结束后,风速分布峰值拐点渐渐下移并逐渐呈现对称趋势,回流区内断面风速整体呈现出"Ω"型分布形式。为井下更为复杂的风流湍流流动研究提供了实验理论基础。 展开更多
关键词 突扩巷道 PIV 断面 风速分布 涡流
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基于风量可调度的矿井风量调节 被引量:9
6
作者 崔传波 蒋曙光 +2 位作者 王凯 邵昊 吴征艳 《工矿自动化》 北大核心 2016年第2期39-43,共5页
由于通风网络中分支的风量相互影响,针对改变分支风阻重新分配风量的方法会造成风量减小较快的分支风量不能满足最低需风要求的问题,基于风量调节基本理论建立了风量可调度模型,提出了基于风量可调度的矿井风量调节方法。该方法利用风... 由于通风网络中分支的风量相互影响,针对改变分支风阻重新分配风量的方法会造成风量减小较快的分支风量不能满足最低需风要求的问题,基于风量调节基本理论建立了风量可调度模型,提出了基于风量可调度的矿井风量调节方法。该方法利用风网解算确定被调分支风阻可调范围,进而从定量角度求得需风分支风量可调度。利用该方法计算风量可调度便于选择最佳风阻调节分支以及确定风阻调节范围与风量变化量。 展开更多
关键词 风量调节 灵敏度 风网解算 风量可调度
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矿井通风阻力测定方法及应用 被引量:52
7
作者 黄显东 刘志梅 +1 位作者 陈世龙 崔金库 《煤矿安全》 CAS 北大核心 2004年第8期13-15,共3页
文章介绍了几种矿井通风阻力测定方法 ,阐述了其测定方法的缺点及适用条件 ,并结合实际应用对铁法大兴矿进行了通风阻力测定 。
关键词 通风阻力 测定方法 应用
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高瓦斯煤层综掘工作面瓦斯涌出特征及影响因素分析 被引量:10
8
作者 卢平 王振平 肖峻峰 《辽宁工程技术大学学报(自然科学版)》 CAS 北大核心 2012年第5期590-594,共5页
针对山西天池煤矿高瓦斯煤层综掘瓦斯超限问题,分析了连续掘进煤巷煤壁和落煤的瓦斯涌出特征.随煤巷长度的增加,煤壁绝对瓦斯涌出量趋于稳定,煤壁瓦斯涌出有一个极限排放时间和极限长度问题,迎头绝对瓦斯涌出量与综掘落煤量基本成比例增... 针对山西天池煤矿高瓦斯煤层综掘瓦斯超限问题,分析了连续掘进煤巷煤壁和落煤的瓦斯涌出特征.随煤巷长度的增加,煤壁绝对瓦斯涌出量趋于稳定,煤壁瓦斯涌出有一个极限排放时间和极限长度问题,迎头绝对瓦斯涌出量与综掘落煤量基本成比例增加;统计确定受构造和综掘落煤的影响迎头和回风平均瓦斯涌出不均衡系数分别为3.38和2.05,统计结果为今后天池煤矿综掘工作面合理配风量的计算和瓦斯治理技术应用提供依据. 展开更多
关键词 高瓦斯煤层 综掘 煤壁 落煤 迎头 瓦斯涌出特征 极限排放时间 不均衡系数
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通风网络区域划分算法与程序实现 被引量:7
9
作者 王红刚 吴奉亮 +1 位作者 常心坦 肖鹏 《工矿自动化》 2009年第10期39-43,共5页
通风网络风道之间的风量依从关系对于通风网络的合理性分析具有重要意义。对于任意复杂的通风网络系统,有时很难从图形上直接判断出任意2条风道之间的风量依从关系。文章提出了通风网络任意风道影响区和依赖区的概念,指出其可用于任意... 通风网络风道之间的风量依从关系对于通风网络的合理性分析具有重要意义。对于任意复杂的通风网络系统,有时很难从图形上直接判断出任意2条风道之间的风量依从关系。文章提出了通风网络任意风道影响区和依赖区的概念,指出其可用于任意风道之间的风量依从关系的分析;介绍了通风网络各风道依赖区、影响区划分方法以及任意风道之间归属度和依赖度计算方法,并采用C#语言编制了程序;最后用实例验证了文中所论及算法的正确性。 展开更多
关键词 矿井 通风网络 风道 影响区 依赖区 归属度 依赖度
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矿井通风测量数据处理方法的集成与应用 被引量:30
10
作者 陈开岩 陈发明 《中国矿业大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2002年第6期600-604,共5页
基于通风网络和测量平差理论 ,将双气压计基点法、同步法和压差计 -皮管法的测量数据处理有机地结合在一起 ,提出了风阻测量平差的新方法 ;编制了集测量数据处理、精度检验和平差处理为一体的通风阻力测量数据综合处理软件 .以补连塔矿... 基于通风网络和测量平差理论 ,将双气压计基点法、同步法和压差计 -皮管法的测量数据处理有机地结合在一起 ,提出了风阻测量平差的新方法 ;编制了集测量数据处理、精度检验和平差处理为一体的通风阻力测量数据综合处理软件 .以补连塔矿通风阻力实测为例 ,介绍了测量数据的处理过程 . 展开更多
关键词 矿井通风 阻力测量 测量平差 数据处理 压差计-皮管法 双气压计基点法
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EDA9033在风机性能在线监测系统中的应用 被引量:7
11
作者 王勇 宋爱山 +1 位作者 蒋曙光 吴征艳 《工矿自动化》 北大核心 2004年第1期26-28,共3页
简要介绍了EDA90 33三相电参数数据采集模块的特性及其在基于 80C5 5 2单片机和远程通信系统的矿井主要通风机性能在线监测系统中的应用。通过采用该模块提高了三相电参数监测的精确度。
关键词 矿井 通风机 电参数 在线监测 单片机应用 EDA9033
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大采高综采工作面煤尘质量浓度分布特性 被引量:12
12
作者 张广 尚少鹏 武文斐 《辽宁工程技术大学学报(自然科学版)》 CAS 北大核心 2014年第4期456-460,共5页
为深入了解目前中国大范围采用的大采高巷道内煤尘分散蔓延情况,获得大采高综采工作面煤尘运移过程中的浓度分布,基于气-固两相流(欧拉-拉格朗日模型)理论方法,基于矿井现场实际参数利用FLUENT软件进行模拟.通过模型计算及分析得出巷道... 为深入了解目前中国大范围采用的大采高巷道内煤尘分散蔓延情况,获得大采高综采工作面煤尘运移过程中的浓度分布,基于气-固两相流(欧拉-拉格朗日模型)理论方法,基于矿井现场实际参数利用FLUENT软件进行模拟.通过模型计算及分析得出巷道内煤尘运移的浓度分布状况,为下一步在巷道内布置合适的除尘装置奠定了理论基础.随着我国对煤矿高产高效发展的要求,多年前已由四米采高的综采工作面发展到七米高综采工作面.然而,开采时产生的大量煤尘已无法用原先的除尘设备进行处理.通过模拟研究得出了巷道各方向截面处的煤尘浓度,并表明在工人操作面前1.2m处煤尘浓度最大. 展开更多
关键词 大采高 综采工作面 气-固两相流 除尘 煤尘 采煤机 质量浓度分布
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基于百米风阻的工作面阻力测定结果分析 被引量:7
13
作者 秦跃平 吴彪 +2 位作者 毕永华 郝永江 卢艳丽 《矿业安全与环保》 北大核心 2015年第1期90-93,共4页
为研究工作面通风阻力测定结果的可靠程度,提出用百米风阻来判断测定结果的误差大小。利用断面单元法对2个矿的工作面通风阻力进行了现场测定,得到百米风阻后反推出各点风量,结果表明:1#矿井第1次测定各点的百米风阻波动明显,推算风量... 为研究工作面通风阻力测定结果的可靠程度,提出用百米风阻来判断测定结果的误差大小。利用断面单元法对2个矿的工作面通风阻力进行了现场测定,得到百米风阻后反推出各点风量,结果表明:1#矿井第1次测定各点的百米风阻波动明显,推算风量与实测风量偏离较大;第2次测定的百米风阻波动平缓,推算风量与实测风量误差较小;2#矿井测定的百米风阻波动较小,推算风量与实测风量更加吻合。由此得出,巷道百米风阻可以作为判断工作面通风阻力测定结果误差大小的指标,也可为此类数据的合理性分析提供依据。 展开更多
关键词 工作面 通风阻力测定 百米风阻 断面单元法
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人员对巷道风速测量影响的数值模拟分析 被引量:7
14
作者 李艳昌 张箭 +1 位作者 杨雨濛 刘剑 《金属矿山》 CAS 北大核心 2016年第1期171-174,共4页
为探究造成矿井风速测量读数振荡的原因,更准确地选择测量位置与测量方法,利用数值模拟的手段,根据现场实际,选取了测风点之前有行人干扰的5个情况,对在其影响下的风流速度场进行数值模拟。揭示了不同干扰情况下的巷道风流速度分布特征... 为探究造成矿井风速测量读数振荡的原因,更准确地选择测量位置与测量方法,利用数值模拟的手段,根据现场实际,选取了测风点之前有行人干扰的5个情况,对在其影响下的风流速度场进行数值模拟。揭示了不同干扰情况下的巷道风流速度分布特征,分析了人的阻碍对风速测量的影响范围。其中,当单人站在巷道侧时,身后迎风向左侧的振荡区域充分发展,在其后20 m处测点的风速差依然有0.76 m/s;情况5为3个人在其身后形成的振荡区域互相影响抵消,在其后20 m处的速度差只有0.04 m/s。结果表明:由于人的存在,在人后方会形成风流的速度振荡区域,其正后方速度减小,两侧速度增大,若振荡充分发展则其衰减较慢。模拟结果对井下风速测量有一定的实际应用与参考价值。 展开更多
关键词 通风 数值模拟 巷道风速
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矿井自然风压适时计算与应用 被引量:8
15
作者 王海宁 汪光鑫 +1 位作者 刘红芳 苑栋 《矿业研究与开发》 CAS 北大核心 2014年第2期77-79,95,共4页
根据流体静力学理论,建立自然风压计算模型,应用Visual Basic语言在"矿井通风三维仿真系统"软件中创建自然风压适时计算模块,实现适时计算不同气象条件下的矿井自然风压值,适时分析自然风压的变化对矿井通风效果的影响。在某... 根据流体静力学理论,建立自然风压计算模型,应用Visual Basic语言在"矿井通风三维仿真系统"软件中创建自然风压适时计算模块,实现适时计算不同气象条件下的矿井自然风压值,适时分析自然风压的变化对矿井通风效果的影响。在某钨矿通风系统优化应用的结果表明,得出的自然风压适时计算结果以及对通风效果的影响程度准确可靠,为及时制定自然风压利用与控制措施提供了可靠依据。 展开更多
关键词 矿井通风 自然风压 适时计算 通风效果
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三维超声波风速测量仪主控电路系统设计与实现 被引量:6
16
作者 胡曼青 刘小河 张伟 《中国测试》 CAS 北大核心 2020年第3期97-102,共6页
针对风洞中对极低风速精准测量的需要,该文设计一种超声波测量极低风速阵列的主控硬件电路系统。相对于一般超声波测风速风向仪器中常见的专用时间测量单元加普通单片机的结构,该系统采用FPGA+DSP结构,包括主控模块、数据采集模块、回... 针对风洞中对极低风速精准测量的需要,该文设计一种超声波测量极低风速阵列的主控硬件电路系统。相对于一般超声波测风速风向仪器中常见的专用时间测量单元加普通单片机的结构,该系统采用FPGA+DSP结构,包括主控模块、数据采集模块、回波调理模块、发射驱动模块和通信部分。DSP根据上位机下发的设置参数,控制FPGA对回波信号进行增益控制、滤波和采样并由DSP实时进行风速的测算。结果显示,该硬件系统在长时间运行中风速的标准差最高为0.028 m/s,表明该硬件电路系统对极低风速具有很高的测量精度与稳定度。 展开更多
关键词 超声波测风阵列 极低风速 高采样率 FPGA DSP
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基于CFD的定点风速测定法的分析 被引量:21
17
作者 鹿广利 张梦寒 樊聪奇 《煤炭技术》 CAS 北大核心 2015年第5期156-157,共2页
为了准确测量巷道风速,针对井巷平均风速定点测风法,通过CFD计算流体力学的相关知识,对梯形、半圆拱形和方形3种巷道内部的风速分布进行了数值模拟分析,验证了平均风速定点测风法的可行性。
关键词 井巷 测风方法 巷道风速 数值模拟
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基于虚拟现实的通风参数测定实训系统设计与开发 被引量:6
18
作者 裴晓东 王亮 +3 位作者 孙勇 田富超 刘敏轩 贺万星 《金属矿山》 CAS 北大核心 2022年第8期190-195,共6页
针对通风参数测定实训条件不足、日常真实环境下难以开展的问题,自主设计开发了矿山通风参数测定虚拟仿真实训系统。该虚拟实训系统以矿井通风参数测定工程实践为蓝本,构建矿井三维虚拟生产和通风环境,创建了三维互动式的虚拟仿真实训... 针对通风参数测定实训条件不足、日常真实环境下难以开展的问题,自主设计开发了矿山通风参数测定虚拟仿真实训系统。该虚拟实训系统以矿井通风参数测定工程实践为蓝本,构建矿井三维虚拟生产和通风环境,创建了三维互动式的虚拟仿真实训平台。主要包括测定介绍、测定仪器、准备工作、参数测定、数据处理和网络解算六大模块,通过文字、图片、动画、虚拟现实等方式将通风基础理论与工程实践相结合,以虚拟仿真技术和三维动画演示,将通风参数实测场景完美地转移至虚拟仿真平台中,满足实训人员不受时间和地点限制实时开展实验实训。实践证明,该平台能有效提高通风技术人员实训效果和实践积极性,强化技术人员实践能力培养,达到了提升实训有效性的目的。 展开更多
关键词 虚拟现实 通风参数测定 实训系统 仿真实训 设计开发
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巷道断面积对井下测风站位置影响的数值模拟研究 被引量:4
19
作者 孔祥国 张京兆 +2 位作者 胡少斌 刘厅 赵国强 《煤炭工程》 北大核心 2014年第8期91-94,共4页
文章设置了不同巷道断面的巷道模型,模拟了风流流动,对不同位置的断面速度分布进行了分析,研究了巷道断面积对煤矿井下测风站位置设置的影响。数值模拟结果表明:巷道断面越大,在巷道转弯处,风流发生紊乱后,越不易达到稳定流动,巷道断面... 文章设置了不同巷道断面的巷道模型,模拟了风流流动,对不同位置的断面速度分布进行了分析,研究了巷道断面积对煤矿井下测风站位置设置的影响。数值模拟结果表明:巷道断面越大,在巷道转弯处,风流发生紊乱后,越不易达到稳定流动,巷道断面的水平方向比竖直方向更难达到稳定流动,且进口方向对出口方向影响更大,使出口方向达到稳定流动的距离更远。在确定的模型下,经最小二乘法拟合,测风站位置与巷道断面积满足线性关系:y=a+bx。 展开更多
关键词 测风站 数值模拟 稳定流动 巷道断面
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智能化风机性能测定仪的研制 被引量:7
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作者 张国枢 王卫平 戴广龙 《煤矿安全》 CAS 北大核心 2002年第12期39-40,共2页
采用先进的计算机和电子技术研制了智能化、便携式通风机性能测定仪 ,通过软件选择测风方法 ,在风机性能测定过程中 ,以表格和图形两种方式实时显示采集和处理后的数据 ,并建立了实测和出厂特性数据库。
关键词 风机性能 测定仪 数据库 计算机电子技术 表格 图形
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