高性能频谱分析仪的时域测量技术及其应用

本文分析了高性能频谱分析仪时域测量功能的原理,并给出其时域测量功能在调幅、调频、脉冲调制测试中的应用。与通用示波器相比,这种测量有其独特之处,可更好地表征信号的部分调制域特性。     

一种射频功放“谐波+互调”复杂非线性测量方法

提出了一种针对射频功放在调制信号激励下的"谐波+互调"复杂非线性测量方法。利用超低占空比Pulsed-RF信号驱动SRD脉冲发生器,该方法能够获得一种特殊的脉冲序列作为相位参考信号,并用于构建新型的非线性矢量网络分析仪NVNA测量装置。该相位参考信号能够在原有的各次谐波频点附件生成大量高频谱分辨率的调制谱线,从而保证NVNA实现"谐波+互调"复杂非线性的测量表征。实验表明,该方法在各次谐波频段可测量不少于180个有效频点,相位谱测量准确度可以达到±1°,能够获得射频功放在调制信号激励下的时频域行为特性。     

基于c．RIO的阶次跟踪分析在风力发电中的应用

针对风力发电机组齿轮箱变速过程中振动信号非平稳的特点,将阶次跟踪和信号包络提取技术相结合,提出了一种针对齿轮点蚀故障的诊断方法。首先利用Compact RIO对齿轮箱的振动信号进行了时域数据采集,然后对时域信号进行了包络提取,进而对时域包络信号进行等角域重采样得到等角域包络信号,最后对等角域包络信号进行了阶次跟踪分析;通过对比正常齿轮和点蚀故障齿轮的包络阶次谱,进而找到了点蚀故障齿轮的故障频率特征。模拟仿真结果表明,阶次跟踪分析可以解决传统傅里叶变换在处理非平稳信号时的“频谱模糊”现象。通过齿轮点蚀故障试验的分析,结果表明包络阶次谱能够用于有效地分析出点蚀故障齿轮的特征频率,阶次跟踪分析在风力发电机组齿轮箱的故障诊断中具有广阔的应用前景。     

二进离散小波能量谱及其对微弱信号的检测

提出了二进离散小波的能量谱的分析方法，给出了实用的计算公式，论述了其可行性。导出了二进离散小波的能量频谱与离散信号频谱之间的关系。应用该分析方法有效地检测出了时域微弱奇异信号和频域微弱特征信号。能量时谱使二进离散小波分析得到的时域奇异信号更加突出，能量频谱发现了Fourier分析不能得到的某些能量集中的特征信号。实例验证了该分析方法的优良特性，为设备运行状态检测和故障预报提供了一种新的手段。     

时频非平稳地震动模型及结构随机振动应用

地震动具有显著的时域和频域非平稳性,传统的均匀调制地震动模型不能充分表征时频两域的非平稳性,并影响结构随机振动分析的精准度。为了克服上述不足,建立由多峰平滑包络和非平稳噪声信号点乘而成的非均匀调制地震动模型,该模型能够在时域上充分反映地震动的波动和衰减特性,同时其频谱特征也与真实信号相接近。在此基础上,建立同时以时间和频率为变量的非平稳地震动演变谱随机模型。分析结果表明,以上两种模型在时域和频域的合成精度上均优于均匀调制模型。针对以上地震动随机模型的形式和特点,对传统结构随机振动响应求解方法进行改进。通过算例证明,按照均匀调制模型计算结构随机响应不能充分获得结构时频域的非平稳特性且结果偏于不安全,而利用两种改进模型可以获得更精确的结构响应概率特征和更细致的非平稳性演变过程。     

基于频域特征提取与信息融合的磨机负荷软测量

提出了基于频域特征提取与多传感器信息融合的磨机负荷(ML)软测量新方法。针对磨矿过程主要依靠人工经验定性判断ML状态,难以定量检测ML参数的现状,通过融合磨机筒体振动、振声及驱动电机电流信号,建立了以料球比、矿浆浓度、充填率为输出的ML软测量模型。该方法首先采用快速傅里叶变换(FFT)将时域振动及振声信号转换为频谱变量,再对频谱变量通过主元分析(PCA)进行谱特征提取,然后采用径向基函数(RBF)变换生成的激活矩阵实现谱特征的非线性映射,最后采用偏最小二乘(PLS)算法建立以谱特征、激活矩阵、电流信号为输入的回归模型,从而有效克服了多传感器信息之间及RBF变换引起的多重共线性等问题。实验表明,该方法能够较准确地检测ML参数,融合多传感器的软测量方法具有更好的预测效果。     

快速谱峭度结合阶次分析滚动轴承故障诊断

针对变速齿轮箱振动信号非平稳、强干扰及信号调制等特征,导致滚动轴承故障难以精确诊断,提出了融合快速谱峭度的滚动轴承故障包络阶次谱诊断方法。采用快速谱峭度自适应确定滤波参数,对时域信号进行带通滤波和包络以提高信噪比,将包络后时域非平稳信号重采样后转换为角域伪平稳信号,消除“频率模糊”,对角域包络信号频谱分析得到阶次包络谱,根据阶次特征对比实现滚动轴承故障诊断,完成了从600~1 500 r/min升速过程中齿轮箱滚动轴承外圈故障的模拟与信号分析实验。结果表明,所提出的方法故障特征阶次最大误差为1.84%,能够有效提取变速工况下滚动轴承故障特征并判定其类型。     

用神经网络技术诊断桥式起重机轴承故障

根据BP神经网络的滚动轴承故障振动诊断技术 ,利用信号的时域特征参数、频域和倒频谱的包络谱等特征参数作为神经网络的输入信号 ,建立起故障诊断系统 ,并进行故障诊断试验     

基于dsPIC移频电路系统设计

介绍了基于dsPIC的测试系统的结构,以及对移频信号进行测试的原理和算法。采用同时从时域和频域两个分析域着手的方法,避开了利用频谱幅值求取频偏进而获得上下边频的方法,并且运用频谱细化技术,提高了运算处理的速度以及频率测试精度。文中给出了简洁实用的算法。试验结果表明,该方法能够对移频信号进行准确快速的测量。     

滚动轴承故障特征提取的频谱自相关方法

冲击调制是滚动轴承发生局部故障的重要特征,在频谱上表现为调制边频且能量主要集中在高频共振区非常不利于诊断。根据冲击序列在时域与频域具有相似冲击形式的特点,将时域的自相关概念引入频域,对滚动轴承内、外圈局部故障响应信号的频谱进行自相关分析。该方法将位于高频共振区的调制边频特征有效地转移到低频区,形成以故障特征频率为基频的谐频特征;对于内圈故障信号频谱自相关结果保持了载荷调制的边频。对6220型滚动轴承外圈和内圈点蚀故障信号的分析结果表明:频谱自相关分析在不设计带通滤波器选择共振频段时,分析过程更简洁,对内圈故障特征的提取比包络分析、倒谱分析及时域的自相关方法效果更好、抗噪能力更强、可信度更高,具有较高的工程应用价值。     

ICP—AES测量土壤中重金属Pb含量的不确定度评定

本文通过利用ICP—AES对土壤中重金属铅的含量进行检测分析,建立土壤中测量铅的不确定度的模型,对该模型中不确定度的来源进行分析讨论,该检测方法可直接应用于日常的实际检测工作。     

计算机辅助红外解谱的研究

本文主要讨论利用计算机方法进行红外谱图的初步解析的原理,介绍了两种解谱方法:一是对红外谱进行数据库检索,另一种是模拟红外光谱专家的解谱思路,以流程图问答的方式,最终给出初步的解析结果。本文着重介绍后者的实现方法。     

佰元真假钞光谱和能谱的分析比较

通过傅立叶变换红外光谱仪、显微拉曼光谱仪以及电子探针/能谱仪等分别对真假佰元纸币进行测试,并对测试结果进行比较和分析,从光谱和能谱分析的角度比较真假佰元纸币的异同,为假币的鉴别提供另一种有效的方法。     

信号频谱的二维向量及其应用

往复机械设备振动加速度信号频振很复杂,研究其复杂频谱的度量描述方法将对这类设备状态的监测和诊断有重要意义,指出频谱的一维谱熵指标的局限性,提出具有位置维的频谱二维向量指标,通过在往复式压缩机气阀状态监测和诊断方面的两个应用实例的验证,说明二维向量指标较全面地反映了频谱的特征,比一维谱熵指标明显的优越性。这种指标在机械信号复杂频谱的分析中会有好的应用。     

基于嵌入式技术的双光谱水质多参数一体化系统设计

为了解决传统水质检测仪器存在的检测效率低、检测参数少、二次污染、集成度低的问题,提出了一种基于嵌入式技术的双光谱水质多参数监测系统设计方法。采用紫外吸收光谱和荧光光谱相融合的方法对其水质进行检测。为了验证设计系统的可行性,用其检测总磷(TP)、总氮(TN)、氨氮(NH 3-N)、高锰酸盐指数(COD Mn)、水中油等参数,并与国标法进行对比,实验结果表明:该监测系统的性能和精度均符合设计标准。双光谱融合的水质多参数监测系统为多参数水质检测提供了技术支持,具有应用价值,为在线监测仪研究提出了一种新的设计思路。     

基于信息融合的短时矢功率谱分析方法

研究了基于信息融合的旋转机械短时矢功率谱分析方法。根据单通道信号处理的不足,本文提出把全矢谱技术与短时傅里叶变换相结合,建立矢量信号的短时矢功率谱概念,导出其计算公式,阐述其图谱表达,并将其应用于实际故障诊断系统中。研究表明,短时矢功率谱可以对矢量信号的短时能量随频率、时间等的变化过程作出分析,可以应用于旋转机械故障诊断实践中。     

复合膜包装袋材质的识别

用有机溶剂浸泡药物和奶粉两种复合膜包装袋,让其每一层分开。经FT-TR仪及X射线萤光光谱仪检测,结果表明:药物包装袋内层膜的材质是聚乙烯(PE),外层膜的材质是聚丙烯(PP)。奶粉包装袋内层膜的材质是PE;中间层是金属铝膜;外层膜的材质是聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)。     

粗糙表面轮廓的对角线切片谱分析

针对双谱估计存在的计算量庞大、估计精度较差、显示不够直观等缺点，提出了一种改进的对角线切片谱分析方法，并把它用于粗糙表面轮廓的非对称性和耦合性特征分析。实验结果表明，该方法简单、合理，而且有可能揭示加工过程中引起表面粗糙度间距和高度参数变化的原因。     

基于拟合算法的傅里叶变换光谱仪光谱反演

在傅里叶变换光谱仪(FTS)中,精确获取每个干涉信号采样点处的光程差是获取光谱图的关键。动镜速度的波动会对等时间采样造成采样误差,而当目标光源波长较短时无法直接利用传统方法进行等光程差采样。分析了速度波动误差对光谱的影响,并提出了一种基于拟合算法计算干涉信号每个采样点处光程差的方法,在动镜速度波动较大的情况下对可见光波段的干涉信号进行采样反演。实验结果表明,此方法准确度高,适用于各种傅里叶变换光谱仪。     

光学器件光谱透过率反射率实时测量系统的研制

研制了一种用于光学器件光谱透过率反射率实时测量的自动化光谱检测系统,整个系统实现了对光学器件进行透过率、反射率的在线测量,同时还可对光源进行光功率、色度等的自动检测工作。围绕该检测系统的研究背景、硬件组成、软件实现和应用前景展开了全面讨论。该系统的单次测量周期小于0.3s,可测量的光谱范围为200nm～1100nm,测量精度可达0.5%,采样间隔实时可调。