基于LabVIEW的VPPA焊接信号采集分析系统

在实验室原有的变极性等离子焊接试验系统上,利用虚拟仪器软件LabVIEW设计了焊接电信号采集与分析系统,包括电流电压信号采集、滤波、概率统计以及频谱分析等焊接电特性参数采集与分析模块。通过焊接试验,对具有高低频调制脉冲功能的变极性等离子焊接系统进行信号检测与分析,比较分析了不同高低频时电弧电流波形以及频谱的不同。实验结果表明,该数据采集分析系统工作稳定,数据完整可靠,具有主要的信号分析功能。     

储罐角焊缝裂纹漏磁检测有限元分析

针对石油石化行业中的储罐角焊缝不易检测的特点,使用漏磁检测技术对储罐角焊缝裂纹进行检测。应用有限元软件建立了角焊缝裂纹缺陷的分析模型,得到了角焊缝裂纹缺陷漏磁场的空间分布,提取出了角焊缝裂纹缺陷的漏磁信号,分析了角焊缝裂纹缺陷影响漏磁信号的因素;在此基础上对储罐角焊缝裂纹缺陷进行了漏磁检测试验,对得到的漏磁信号进行分析,分析结果与有限元分析提取的漏磁信号结果相符,证明了所建立的检测系统的可行性与有效性。     

静载拉伸过程中Q235钢屈服行为与磁畸变关系研究

为研究屈服过程中磁记忆信号异常变化(磁畸变)产生及扩展的规律,对Q235无缺陷试样进行静载拉伸试验,在不同阶段进行应变测量和磁记忆信号检测,可精确捕捉各应变监测点发生屈服的临界时刻和位置,并在各监测点屈服时停机卸载进行磁记忆信号测量,实现了屈服和磁畸变对应关系的研究。结果表明:磁畸变仅发生在屈服阶段,磁畸变与屈服具有一一对应关系;均匀变形引起磁正常波动,不均匀变形引起磁畸变;磁记忆信号对屈服非常敏感,使采用磁记忆定量评价局部屈服问题成为可能。     

磁测应力传感器的有限元仿真

铁磁性材料构件在使用过程中,应力集中易导致构件失效乃至安全事故的发生,针对此问题,设计了一种U型探头磁测应力传感器,并通过COMSOL软件进行了有限元分析。该设计采用U型探头作为传感器与被测钢板形成闭合回路,将磁信号转化为电信号输出,利用COMSOL仿真软件建立传感器模型进行三维有限元分析,对主要影响参数进行仿真研究,根据仿真结果选出最优参数,以为硬件设计提供理论依据,并最终制作出了硬件实物。     

面向水下焊接电信号的粒子群优化小波软阈值去噪法研究

为降低噪声干扰以及提高检测精度,提出一种针对水下焊接电信号的基于粒子群优化的小波软阈值去噪方法。通过对信号进行小波分解,以信噪比作为评价指标,不断迭代进行全局搜索最优阈值从而完成信号去噪,并分别进行仿真及实测水下焊接电信号的去噪实验。结果表明,提出的算法具有信号信噪比更高、均方根误差更小、能有效保留信号的细节信息等优点,有利于水下焊接电信号特征的提取,从而为水下焊接质量在线监测提供基础。     

基于时栅传感技术的高分辨力磁编码器设计与研究

在现代工业中,磁编码器因具有防尘、抗震等特性被广泛应用,但其长期存在分辨力低的问题,在一定程度上制约了其在高精度、高分辨力领域的使用。文章通过采用隧道磁阻传感器(Tunnel magnetoresistance,TMR)作为磁敏元件,多极磁环为转动部件,并结合时栅位移传感器的信号处理技术,设计了一种高分辨力磁编码器以期解决这一问题。文中从理论上分析了这种编码器的测量原理,其次通过仿真分析对TMR安装位置的关键参数进行确定,最后对此编码器样机进行了实验,验证了测量方案的可行性。经样机实验测试,该新型磁编码器可实现0.1°的分辨力,较相同磁极数的传统编码器原始分辨力提高了7.5倍。     

晶闸管型光耦合器在电力电子技术中的应用

在电力电子装置中，为了保持控制回路与主回路之间的隔离，采用电—磁—电变换方式来实现电信号传送的脉冲变压器被大量应用。这种采用磁耦合的方式是双向进行的，初级电信号既可耦合到次级，次级回路电的变化也会反过来耦合到初级，因而在实际应用中，有时可能出现主回路对控制回路的不利影响。此外，脉冲变压器在初次级的绝缘处理上，对驱动功率的要求上以及在体积、重量等方面都有不尽理想之处。光耦合器件以光作为信号传递的媒介，它是把发光器件和光敏器件封装在一个外壳中，完成电—光—龟变换。由于输入到输出的信号传递是靠光完成的…     

钢板应力集中区域弱磁检测的仿真与实验

在弱磁环境下对钢板的应力集中区域检测进行了仿真和实验研究。根据弱磁场环境下磁检测金属材料应力集中区域方法,研究金属材料应力变化对磁信号的影响,通过有限元分析的方法对钢板在磁场环境下进行ANSYS的仿真运算,研究钢板表面漏磁场磁力线变化情况。以钢条为实验对象,通过实验来检测铁磁材料表面应力集中区域磁信号的变化情况,验证应力集中的存在引起磁信号的变化。结果表明,弱磁检测方法可以检测出金属材料应力集中区域的应力变化,作为铁磁材料应力集中区域的检测手段。     

差动变压器式位移传感器的结构优化及其数字接口电路设计

差动变压器可以将机械位移转换成与它成正比的电信号,因此,可以方便地用来测量机械位移。本文在分析差动变压器工作原理的基础上,提出采用结构优化方法来提高传感器的测量范围,并通过施加不同的励磁信号,可以对其它相关的机械参数同时进行测量,最后给出了数字接口电路,进行了实验验证。     

基于虚拟仪器的表面肌电信号特征提取算法的研究

提出一种基于虚拟仪器的表面肌电信号的特征提取算法。该方法利用虚拟仪器丰富的函数功能,针对肌电信号的非平稳性特征,应用积分阈值法首先去除静息电位,保留最有价值的信号部分,然后利用小波包变换的方法对肌电信号进行小波包分解,根据其投影到不同频段上小波包系数能量的不同,利用能量较大的几组系数重构肌电信号。实验结果表明:该方法能有效地去除静息电位及噪声信号,且保留了肌电信号的细节信息,为肌电信号的模式识别创造了良好的条件。该研究依据虚拟仪器平台,为创建表面肌电信号实时控制机械臂系统提供了研究基础,具有潜在的工程应用价值。     

用HT_c rf SQUID对动物心肌的受损进行检测

通过对健康兔子进行冠状动脉结扎手术,建立急性心肌梗死的动物模型,使用自行研制的HTcrfSQUID梯度计和常规心电图仪,实施并完成了几例兔子正常心脏和急性心肌梗死心脏的心磁图/心电图测量,这在国内尚属首次。通过对比不同缺血状况下心磁图/心电图随时间的演变行为,发现结扎前后MCG呈现显著变化。     

Shape Modification and Size Classification of Microcrystalline Graphite Powder as Anode Material for Lithium-Ion Batteries

Natural microcrystalline graphite (MCG) composed of many crystallites is a promising new anode material for lithium-ion batteries (LiBs) and has received considerable attention from researchers. MCG with narrow particle size distribution and high sphericity exhibits excellent electrochemical performance. A nonaddition process to prepare natural MCG as a high-performance LiB anode material is described. First, raw MCG was broken into smaller particles using a pulverization system. Then, the particles were modified into near-spherical shape using a particle shape modification system. Finally, the particle size distribution was narrowed using a centrifugal rotor classification system. The products with uniform hemispherical shape and narrow size distribution had mean particle size of approximately 9 μm, 10 μm, 15 μm, and 20 μm. Additionally, the innovative pilot experimental process increased the product yield of the raw material. Finally, the electrochemical performance of the prepared MCG was tested, revealing high reversible capacity and good cyclability.     

Guideline for an assessment of electrochemical noise measurement devices

Pro‐active ageing management is becoming more and more important for the economical and safe operation of industrial plants. A key element for a pro‐active ageing management approach is to apply in situ corrosion monitoring. The electrochemical noise (EN) technique is an example of a promising method, especially for monitoring localised corrosion phenomena. Currently, research work on the EN technique is carried out in several laboratories worldwide for different kind of industrial applications but also for the investigation of corrosion mechanisms. A prerequisite for performing serious research on the EN measurement technique is a careful evaluation of the measuring system, even if commercially available EN measurement instruments are used. Therefore, testing on well‐defined dummy cells should always be a preliminary step to assess the baseline noise of the EN measurement equipment and to ensure data validity. For this purpose a guideline has been developed by the European Cooperative Group on Corrosion Monitoring of Nuclear Materials (ECG‐COMON 1 ) as an outcome from round‐robin testing on EN. The current guideline describes a simple procedure for the performance and evaluation of EN measurement equipment using dummy cells.     

基于FPGA和DSP混合结构的一体化测试系统

在简介传统测试系统的基础上,描述了一种基于FPGA和DSP混合结构的一体化测试系统.针对传统测试系统的不足,重点论述了集成信号发生和采集功能的一体化测试系统的实现.该系统具有结构紧凑、成本低廉、测试精度高和通用性强等优点.     

FFT时域法测量电极阻抗

建立了由AppleⅡ~+微机和自制的电化学接口仪组成的时域法电极阻抗测量系统。该测量系统以奇次谐波合成的伪随机白噪声作为激励信号,以FFT作为时频变换的工具,并采用了信号平均技术以提高信噪比。用该测量系统测量模拟电路和实际电化学体系,其结果分别与SOLARTRON1250频响分析仪和文献数据接近。最后还讨论了时域法测量电极阻抗的激励信号的选择、测量频率上、下极限和噪声影响等问题。     

On the suitability of induction coils for crack detection and sizing in metals by the surface magnetic field measurement technique

The surface magnetic field measurement (SMFM) technique has proved to be an accurate means for crack detection and sizing cracks in ferrous metals. The technique involves the use of two U-shaped current-carrying wires of sufficiently high frequency while measuring the discontinuity in the resultant magnetic field at the crack edge with an appropriate magnetic field sensor. In this work, we describe a mathematical algorithm to obtain the crack signal from the output of an induction coil used in a SMFM probe. We also discuss the measurement errors due to the coil size and shape. To reduce the measurement errors, we present an algorithm in which the crack signal is recovered by appropriate deconvolution of the coil output signal and its spatial transfer function. The algorithm is then used to recover crack signals for various coil shapes and sizes. The study of the results demonstrates the effectiveness of the algorithm in the case of large coils.     

基于Hankel矩阵与奇异值分解降噪方法的齿轮故障诊断研究

将Hankel矩阵与奇异值分解相结合对齿轮故障信号进行降噪处理,并应用MATLAB软件实现,来降低信号中的噪声,提高信噪比,从而凸显故障的信息特征。首先将含噪的测量信号构成的Hankel矩阵分解成两个互不相关的空间——真实信号空间与噪声空间,采用3种不同的奇异值选择方法,即奇异值差分谱方法、特征均值方法以及奇异值中值方法,对两个空间的奇异值矩阵处理后,再重构信号,实现降低测量信号噪声的目的。利用计算数据和图像说明不同奇异值选择方法的降噪效果,得出奇异值中值方法对齿轮断齿故障信号降噪效果最佳。     

电动液压挖掘机远距离转速测试方法研究

电动液压挖掘机具有节能高效的特点,其节能研究是近年来一个重要研究方向。但如何在设备移动过程中以及强电磁干扰环境对其各种参数,尤其是电机转速特性进行精确测量是一个难点问题。文中提出了一种基于塑料光纤的编码器高频脉冲信号传输方法,对其传输波形形状、相同频率下不同滤波电容对信号的影响以及不同频率下脉冲信号的延迟特性进行了深入分析,并在挖掘机改造中,通过将其应用于近20余米远、有变频器干扰的环境中,对其抗干扰能力及远距离传输质量进行了测试。数据表明:测试效果良好,该方法在电机测速时具有信号传输距离远、抗干扰能力强、脉冲稳定等优点。     

超声导波护栏立柱埋深检测系统设计及工程应用

基于超声导波技术,研制了护栏立柱埋深检测的硬件系统,并设计开发了超声导波检测与信号分析软件。利用研制系统对典型工况条件下的护栏立柱进行了现场测试。结果显示：护栏立柱附属构件和埋置介质对检测精度影响小;该系统测量精度高,波形直观,检测便捷;超声导波技术在护栏立柱埋深检测中具有突出优点和应用潜力。     

HT_c SQUID软件梯度计研究

报道了一种新型的HTcSQUID二阶梯度计心磁测量系统。这套系统通过软件算法来克服二阶梯度计使用中屏蔽室内静磁场分布不均、各磁强计磁通/电压转换系数不同的影响,大幅度抑制了50Hz工频干扰,并且只需要对数据处理算法做少量修改,便可将此方法应用到多通道高阶梯度计的系统中。