声波的多尺度分解与搅拌釜中浆液浓度的测量

利用声发射检测技术,根据固体和液体碰撞壁面产生不同频率的声发射信号的机理,结合小波分析,建立了搅拌釜中浆液浓度的预测模型,模型可以定量描述特征频段的声能量值随浆液浓度和搅拌转速的变化规律.以水-沙子体系为例,分别考察了浆液浓度为0～0.4 g·ml^-1、搅拌转速为350～550 r·min^-1条件下的声发射信号.实验发现,在完全悬浮的条件下,将声发射信号在0～30 kHz频率范围内作8尺度小波分解,第4、5、6等3个频段的声发射信号的能量值之和随浆液浓度的增加线性增加,随转速的增加呈三次方关系增加.而浆液浓度预测模型的计算值与实验值之间的平均相对误差为7.62%.研究表明,声发射检测技术能快速、准确地实现浆液浓度的在线检测.     

声波信号多尺度分解与固体颗粒质量流率的测定

利用声发射检测技术，根据不同速度的颗粒撞击壁面产生不同能量的声发射信号，结合小波分析，建立了单粒径颗粒质量流率预测模型，该模型可以定量描述颗粒质量流率随特征频段的声发射信号能量与表观气速的变化规律。以空气-聚乙烯颗粒体系为例，分别考察了0.84、0.59、0.42、0.21 mm 4种线性低密度聚乙烯颗粒，在表观气速为4.62～6.35 m·s-1条件下的声发射信号。在考察的气速范围内，在0～500 kHz频率范围内对声发射信号做7尺度的小波分解，发现特征频段的声发射信号能量与表观气速平方之比和固体颗粒的质量流率呈线性关系。同时，基于单粒径颗粒质量流率预测模型，根据混合颗粒声发射能量为各单一粒径颗粒声发射能量的线性叠加，得到混合颗粒的质量流率预测模型，模型的计算值与称重法获得的质量流率相比，平均相对误差为4.15%，表明声发射检测技术能便捷、快速、准确、环保地实现循环管内颗粒质量流率的在线检测。     

基于Hertz-Zener理论的声发射颗粒粒径测量

搭建了一套可同时测量碰撞速度和声发射信号的装置,利用宽带声发射传感器高速采集5种不同粒径玻璃微珠碰撞钢板的声发射信号,经Welch算法计算功率谱发现声发射信号均主要集中在50～400 kHz频段,且随着粒径增大,频谱分布往低频区域迁移;基于Hertz-Zener理论并引入频谱估算近似式,利用光学互相关法测量碰撞速度,将理论估算频谱和实测信号功率谱作归一化处理后,采用最小二乘法估算出玻璃微珠的粒径,3^#(300～400 μm)和4^#(400～600 μm)玻璃微珠的粒径估算结果和CAMSIZER仪器测得值吻合较好,并分析了导致其他粒径估算产生偏差的原因。实验证实了该方法的可行性和有效性,同时为实现颗粒粒径分布测量提供了新思路。     

声发射信号分析与旋风分离器内颗粒粒径测量

采用声发射检测技术,在颗粒碰撞壁面产生声发射信号的机理上,结合小波算法,建立旋风分离器中固相颗粒粒径的声发射预测模型。在旋风分离器中,分别考察4种不同粒径的活性炭颗粒在0.137,0.214,0.296 m/s3个气相条件下的声发射信号,在流态稳定情况下,在0—500 k Hz采样频率范围内对声发射信号做二阶Daubechies9尺度小波分解,得到代表固体颗粒粒径的特征频段。实验发现特征频段下的声发射信号能量与气相速度的二次方、固相颗粒粒径存在线性关系。固相颗粒粒径的声发射模型的计算值与实际测量值之间的平均相对误差为14.3%,表明声发射技术能够实现固相颗粒粒径的准确、非侵入式的实时在线测量。     

丙烯聚合卧式搅拌床反应器中持料量的检测

利用单点声发射检测技术,根据颗粒撞击壁面产生声信号的机理,建立了卧式搅拌床反应器内持料量的预测模型,该模型可以定量描述单点声能量随床层持料量的变化规律.在搅拌转速、吹气量等条件保持不变时,以空气-聚丙烯颗粒体系为例,在冷模装置中考察了床层持料量在11.5～23 kg条件下单点声发射信号的变化情况.实验发现,单点声信号能...     

声波测量在搅拌釜中固体颗粒临界悬浮转速测定的应用

基于声发射测量技术,结合声信号的频谱分析、小波分解和R/S分析,获得了代表颗粒运动的特征信号频段（d₁、d₂频段）。同时,根据声波特征信号频段能量随搅拌转速的规律性变化,以固体颗粒碰撞壁面产生信号高频区域的声能量分率值为特征参数,提出了搅拌釜临界悬浮转速的测量判据,即声能量分率快速减少并开始趋于稳定时所对应的搅拌转速为临界悬浮转速。以水-玻璃珠体系为例,与目测法相比,声波法测量值的平均相对误差为3.51%,具有较高的精度。利用经典的Zweitering临界悬浮转速计算公式对声波法测得的实验数据进行拟合,计算值与测量值之间的平均相对误差为3.17%,表明公式对于临界悬浮转速的计算具有较高的准确性。由此获得了一种快速、准确、安全的搅拌釜反应器临界悬浮转速测量技术,有利于工业生产流程的优化和控制。     

玻璃微珠填充PS复合材料中超声波传播特性研究

通过水浸法研究了玻璃微珠填充聚苯乙烯(PS)复合材料的超声波传播特性。分别采用不同粒度和用量的玻璃微珠填充PS,研究其对超声波在复合材料中的声速、声衰减系数的影响。结果表明:当玻璃微珠粒径远小于波长时,声速随着玻璃微珠用量的增加而增大,而此时粒子尺寸的变化对其影响不大;声衰减系数则随玻璃微珠用量的增加而变化很小。当粒径接近波长时,声速随玻璃微珠用量增加而减小,而声衰减系数在低玻璃微珠用量时呈线性增大趋势。     

玻璃微珠在涂料中的隔热性研究

玻璃微珠有增强隔热的作用,通过ABAQUS有限元模拟简化分析模型,分析了玻璃微珠的粒径大小和填充量对隔热涂料隔热性能的影响,并结合实验验证了隔热效果、导热系数随玻璃微珠填充量增加而下降.     

管网气力输送动力特性压差信号多尺度分析

在水平T型两分支管路中,用压缩空气作为输送气体,对平均粒径为2mm的空心玻璃珠进行气力输送管网分流实验。利用db5小波对系统中各分支管路的差压信号进行九尺度时频分解,研究其动力特性的变化规律。当输送气体流量和两分支管路各自的流量控制阀开度发生变化时,通过离散小波变换,提取各尺度上的能量比、Shannon熵和标准差STD等特征量来进行分析,并对各特征量与动力特性的关系进行研究。结果表明,选用的多尺度分析方法对管网分流动力特性和特征量间的相关性具有较好的分析效果。     

滚动轴承故障声学信号小波分析方法研究

采用小波分析方法,对非接触式声学测试中的滚动轴承故障声学信号进行多尺度分解,计算分解后每层信号的能量系数,结合噪声信号频率特性,去除能量较低的频段信号,对能量集中的频段进行波形重构,得到最能代表声发射源特征的信号,并利用功率谱分析了其频域特性。     

空心玻璃微珠/环氧复合材料的制备及性能研究

制备了空心玻璃微珠/环氧复合材料。通过力学性能、固化收缩率、热性能等测试考察了空心玻璃微珠粒径、填充量、硅烷偶联剂处理对树脂及固化物性能的影响。结果表明,硅烷偶联剂改善了空心玻璃微珠与树脂基体的相容性。复合材料的力学性能随着空心微珠粒径减小而增大。随着空心微珠填充量的加大,固化物拉伸强度有所降低,冲击强度和弯曲强度在空心玻璃微珠质量分数为2%时达到最大值,比纯树脂分别提高了30%和34.2%,同时材料的固化收缩率和密度降低,玻璃化转变温度升高。     

304控氮不锈钢应力腐蚀过程中声发射信号聚类分析

研究了304控氮不锈钢试样在酸性氯化钠溶液中慢应变速率拉伸过程的声发射特征.采用基于自组织映射神经网络和K-均值聚类算法对长时间慢拉伸实验的声发射信号进行聚类分析,通过分析各类信号的持续时间、上升时间、振铃、能量、幅值、波形、频带能量等特征,从中找出了裂纹信号.将分类后的信号作为样本训练神经网络,对短时间慢拉伸实验检测...     

基于Hilbert-Huang变换的搅拌釜临界悬浮转速的声发射测量

基于声发射测量技术,结合Hilbert-Huang变换（HHT）,分析搅拌釜壁声发射信号,获得了代表浆液运动的特征频段(20～230 kHz),以特征频段对声信号进行重构。同时,以重构信号能量为特征参数,根据其随搅拌转速的规律性变化,提出了搅拌釜临界悬浮转速的测量判据,即重构信号能量由上升转向平稳时所对应的搅拌转速为临界悬浮转速。与目测法相比,该方法平均相对误差为3.83%,具有较高的精度。进一步,发现外循环加强了搅拌釜内轴向流动,有利于固体悬浮,从而使临界分散转速变小,并建立了外循环搅拌釜临界悬浮转速的预测关联式,平均相对误差为5.78%。由此获得了一种快速、准确、安全的临界悬浮转速的测量技术,有利于工业生产流程的优化和控制。     

基于小波包的阀门内漏声发射信号特征研究

通过气体介质阀门泄漏声发射实验系统采集不同工况下的阀门内漏声发射信号,研究阀门内漏过程所产生的声发射信号各特征参数之间的关系。通过分析得到声发射信号均方根电压与阀门内漏气体体积泄漏率之间的函数关系,为声发射技术估算泄漏率提供依据。并通过小波包变换方法得出经小波分解后的阀门内漏所产生的声发射信号频率范围多集中在15.625~62.500k Hz之间,该区间能量约占总能量的70%的结论。     

基于吸引子比较法的卧式搅拌床反应器声发射故障诊断

在卧式搅拌床反应器丙烯聚合工艺中,结块是严重影响装置长期稳定运行和产品质量的隐患之一。本文以时域分析的角度,提出了一种基于吸引子比较法的声发射结块检测技术。该方法通过比较当前状态与正常状态的声发射信号,并借助统计量S值对两个时间序列的分布进行检验,从而判断两者是否由同一机理产生。当S<3时,则表明当前状态为正常;当S>3时,则表明反应器内有95%的可能性发生了结块。冷模实验结果表明,在合理选择传感器位置的前提下,通过对原始声发射信号进行消噪、归一化等预处理后,吸引子比较法能够灵敏地检测出卧式搅拌床反应器内粒径分布的细微变化,继而预警结块的发生。     

金属腐蚀染噪声发射信号的小波分析

利用小波变换的基本原理和方法,对Q235碳素结构钢的均匀点腐蚀染噪声发射信号进行分析。通过计算小波分解后各级频带能量占整个信号能量的百分比,确定出主能量频带后,去除非主能量频带的噪声信号,提取金属腐蚀声发射信号的典型特征。     

基于声发射的管接头微泄漏定量诊断研究

为了实现对管接头泄漏更直观、准确的诊断,对管接头不同泄漏率状态下进行实验研究,并对管接头微泄漏声发射信号进行了EEMD分解,获得不同泄漏模式下管接头微泄漏产生的声发射信号的时频特征以及各子频段能量比变化的规律,求取各频段能量熵,通过SVM进行不同泄漏率的识别,结果表明该方法可以实现对管接头微泄漏做出定量诊断。     

填料塔液泛的声发射测量

利用声发射技术采集填料塔在不同操作状态下壁面处的声发射信号,结合标准差分析、频谱分析和小波分析研究填料塔在不同操作状态时的声发射信号特征,提出填料塔液泛气速的声发射测量判据。以空气-水体系为例考察不同液体流量下的液泛气速,发现声发射信号标准差对液泛气速的预测值与压降法的预测值接近。比较不同操作条件下的声发射信号的功率谱,发现填料塔发生液泛时功率密度最大的峰从50 kHz 和60 kHz 转移到在25 kHz附近;进一步将声发射信号在0~300 kHz 频率范围内做7 尺度小波分解,当气速到达液泛气速时特征信号频段G₁(d₄、d₅)的声发射信号能量分率迅速增大。G₁尺度声发射信号能量分率对液泛气速的预测值与压降法的预测值接近。声发射技术作为一种非侵入式的检测手段,能够实现液泛的实时监控,具有良好的应用前景。     

紧凑拉伸Q245R焊接试样的声发射特性研究

本文以紧凑拉伸Q245R焊接试样为研究对象,利用特征参数法分析了焊缝缺口根部塑性阶段、微裂纹萌生以及裂纹失稳扩展阶段的声发射信号关联特征和累积声发射特性。同时采用小波分析中的sym5小波对弹性阶段和塑性阶段的声发射信号进行5级小波分解,计算出信号的能量值主要集中在d4、d5和a5级;弹性阶段的声发射信号主要集中在低频部分,塑性阶段的声发射信号开始向高频部分集中,而且各级信号的标准偏差均低于10%。     

基于小波包分析和K-OPLS的集成方法在颗粒粒径分布检测中的应用

颗粒粒径分布的实时在线检测对于调控气固流化床中颗粒的流化特性具有重要意义。基于混料均匀设计法安排实验,以声发射(AE)技术为检测手段,结合小波包分析,提出采用K-OPLS方法构建颗粒粒径分布的声信号预测模型,定量描述小波包能量特征与颗粒粒径分布的非线性变化规律。实验结果显示,留一交叉验证法的均方根误差(RMSE)仅为0.063,表明基于K-OPLS的颗粒粒径分布声信号预测模型能准确测量气固流化床中颗粒的粒径分布,具有良好的工业应用前景。