钢板声发射时间反转聚焦增强定位方法

声发射检测方法具有实时动态监测优点,应用越来越广泛,但是对声源的定位始终没有更大的突破。在钢板声发射检测中,提出一种基于时间反转理论的声发射源准确定位的方法。由于声发射检测是一种被动检测技术,结合时间反转聚焦理论,推导出对声源信号实现时间反转聚焦增强处理方法,可增强检测信号中声源幅值,提高信噪比;然后根据声源信号到达时间推算出声源聚焦时刻,利用弹性波传播理论对传感器监测区域重建信号传播波动图,显示出声源位置和区域;最后通过实验测试对该方法进行验证,结果表明该方法能有效提高损伤声源信号的能量,对检测区域的信号重建和定位显示准确地给出损伤声源位置。     

改进的自适应特征值分解声源定位算法研究

麦克风阵列室内声源定位,常用声达时间差定位技术.本文针对估计时延的自适应特征值分解算法收敛速度慢,时延估计精度较差,麦克风较多等问题,提出一种改进的自适应特征值分解时延估计算法,采用单源多元混响模型,将混响效应描述为室内冲激响应滤波器对信号的滤波过程,估计不同阵元的冲激响应抑制混响,根据冲激响应峰值计算时延.通过引入最小均方牛顿算法,加快了AED算法的收敛速度.给出了对声源进行三维定位的三麦克风阵列结构,实际测试结果表明,改进算法与三麦克风阵列的定位方法对声源的定位更加准确.     

基于时间反转理论的航空管板铸件声源定位算法研究

针对航空管板铸件的动态检测需求提出一种损伤声源定位方法,采用声发射检测技术对构件易损伤的部位进行时间反转定位方法研究。首先利用有限元软件建立复杂构件有限元模型;然后在模型上模拟一个声发射损伤信号,通过预置的声发射传感器接收声发射源信号;最后根据时间反转聚焦原理对接收信号进行聚焦增强处理,并进行区域成像,确定损伤声发射源的准确位置。仿真实验结果表明该方法定位结果较使用前结果更精确。     

基于小波分析的声发射源定位技术

声发射全波形采集技术为基于波形分析的声源定位方法提供了可能。在板状构件中声波的传播模式较为复杂,且不同模式的波到达时间和波速均不相同,从而带来了声源定位误差。将时频幅度分析方法引入声发射源定位技术：从接收到的信号中提取出某一频率的柔性波随时间变化的规律,在理论分析的基础上证明,这个分离信号的最大幅值点所对应的时间就是该频率柔性波群速度的到达时间。根据这个到达时间,以及实际测量出的群速度就可以实现声发射源更精确的定位,试验结果也证明了这种方法的可靠性。     

基于到达时差的低功耗声音定位系统

针对弱噪声环境中声音定位系统能耗大、精度低的问题,将低功耗模式下的基于到达时差(TDOA)的技术应用到声音定位中.开展了在具体模拟应用中对基于到达时差的声音定位技术的数学建模与理论方法的分析,建立了声源信号在传送、接收和检测3个方面的关系,提出了“由C8051F330单片机产生一路占空比为10％的窄脉宽信号,经拾音器接收、滤波、放大和整形处理,触发后级FPGA做脉宽计数,周期性地向C8051F020单片机传递数据”的方法;为进一步提高系统的定位精度,采用了滑动平均滤波器的思想和丢弃算法,有选择性地采集数据,降低了外界无效信号的干扰.在理论分析和试验的基础上,主要对移动声源功耗、系统定位精度及声源路径跟踪功能3个方面作出了评价,进行了持续l s式或不间断式声音定位模式下的试验.研究结果表明,移动声源发声功率为50.1 mW,声音定位最大误差2.6 cm,具有低功耗、稳定性好、精度高的特点,并可实时显示移动声源的行径轨迹.     

改进LMD及高阶模糊度函数的管道泄漏定位

针对天然气管道泄漏定位的问题,提出一种基于改进局域均值分解(LMD)及高阶模糊度函数的时延估计方法。该方法首先采用改进的LMD对声发射信号进行分解,获得多个PF分量,进而提出根据K-L散度的PF分量自动选择算法,获取含有主要泄漏信息的PF分量,在此基础上,研究了基于高阶模糊度函数计算声发射信号的时频参数,并通过时频分析获取特征频率的到达时间差,最后结合泄漏产生的广义声发射信号的传播速度完成对天然气管道泄漏的定位。实验结果表明,提出的方法能够进行定位且精度较直接相关法明显提高。     

基于希尔伯特变换的核电站松动部件定位方法

针对当前的核电站松动部件定位方法在估算信号到达时间差时存在起始点难以准确判定、误差大、抗噪声性能差的缺点,提出一种基于希尔伯特变换的时间差估计方法,从而根据时间差估算松动部件位置实现定位。希尔伯特变换可提取信号轮廓线,以轮廓线的第一个峰值到达时间作为能量最大弯曲波到达传感器的时间;分析信号的主频率可以计算出弯曲波的传播速度,根据波速和信号到达不同传感器之间的时间差使用三角形定位法实现松动部件的定位分析。搭建平板试验台,在不同信噪比条件下和不同方法之间进行对比试验,结果显示这种方法的平均估计偏差为34.1 mm,在信噪比为1 dB时仍然能够得到比较准确的结果,具有定位精度高、抗噪声性能好、运算速度快等特点。     

供水管道泄漏定位中基于互谱的时延估计

供水管道泄漏时产生泄漏声波，根据泄漏声波到达安装在管道上的2个传感器的时间差可以估计泄漏位置。减小时延估计的方差必须对信号滤波以提高信噪比，但泄漏信号所在的频带是不能预先确知的。互谱相位谱和相干函数在频域上反映了2个信号的相关性，根据它们估计泄漏信号的频带、设定滤波器截止频率，在较低信噪比的情况下提高滤波效果及检测结果的置信度。实际检测结果表明，该方法减小了泄漏定位的误差。     

双五元十字阵被动声定位融合算法及性能分析

为了提高被动声测量的准确度和克服声源目标空间方位模糊的问题,提出了双五元十字阵被动声定位融合算法。首先设计了一种双五元十字阵传声器阵列模型,依据模型定义了声源点象限判断准则;然后根据被动声定位原理推导了单一五元十字阵的声源点坐标计算公式,根据俯仰角度正弦值作为加权系数,构造了双五元十字阵被动声定位融合算法模型;最后对该模型测距和测向的精度进行了理论分析,给出了时延估计误差、俯仰角以及方位角与双五元十字阵定位性能的关系。理论分析和仿真实验结果表明,该算法克服了声源目标空间方位模糊的问题、减小了时延估计误差对测距测向性能的影响。本文算法能够更加准确地测量出声源点的位置信息。     

一种嵌入式远场麦克风阵列声源定位系统设计与实现

研究了一种采用均匀线阵列麦克风接收语音信号的低功耗嵌入式声源定位系统以及一种基于改进时间差估算法进行声源定位的算法,使得微型麦克风阵列在嵌入式设备中的噪声处理能力和定位精度大大提高,可以广泛应用于智能化小型设备中,实现了技术的实用化。     

基于Kalman滤波数据融合方法的超声波气体泄漏定位研究

超声波泄漏检测定位系统因其精度高、实时性强等特性得到广泛应用。常见的超声波定位算法主要包括到达时间差定位算法与能量衰减定位算法，但两种算法本身的定位精度均不是特别的高。采用基于扩展Kalman滤波的数据融合方法，将TDOA定位法和ED定位法的计算结果进行特征提取并联合得出系统观测值，融合计算出泄漏点与各换能器之间的距离，最终通过几何方法计算出泄漏点的三维坐标。通过实验证明了该算法与传统算法相比，精度更高，结果误差小于20 mm。     

Acoustic emission source localization in plate-like structures using least-squares support vector machines with delta t feature

To deal with the difficulties of current acoustic emission (AE) source location methods, such as classical approaches based on times of arrival and artificial neural networks based on AE signal features, the least squares support vector machines (LS-SVM) approach was attempted in acoustic emission (AE) source location of plate-like structures. The AE events were produced by pencil lead breaks, and the response wave was received by piezoelectric sensors. The time of arrival, determined through the conventional threshold-crossing technique, was used to prepare delta t feature for the input to LS-SVM. Training and testing data sets were generated for the case of plates monitored by four transducers and were adopted to validate the source location methodology using LS-SVM with delta t feature. Experimental tests were carried out, with the source positioned at predetermined points evenly distributed within the plate area. A satisfactory correlation was found between the actual source locations and those predicted by the trained LS-SVM model. The results of the experiments show that the LS-SVM-based location method, with delta t feature, permits an alternative effective positioning in plate-like structures.     

基于模态分析和小波变换的声发射源定位新算法研究

针对传统声发射源定位中，声发射信号到达传感器的时间受设定门槛电压影响很大，导致声发射源定位效果较差，提出了一种声发射源定位新方法。根据模态声发射理论，携带声发射源信息的声发射信号在结构中传播过程中，具有频散现象和多模态特性。因此，声发射源定位应基于同一频率下、同一模态导波到达各个传感器的时间和传播速度。通过对声发射信号进行Gabor小波变换的方法，在时频空间内确定某一频率下某一模态导波到达传感器的时间；并通过数值计算得到该频率处模态导波的群速度，从而实现声发射源的准确定位。通过薄板中声发射线源定位试验，证明了该定位算法的有效性。     

手机探测救援的定位方法研究

利用手机信号进行生命探测技术,是一种崭新的不依赖于GPS的无线导航定位技术.其中如何实现对手机进行数量统计和定位是该技术的核心内容.通过资料调研发现,现在的最小50m的定位精度难以满足地震救援的需要.因此研究一种新的无线定位方案.对实现利用手机信号进行生命探测具有重要意义.     

基于BP网络的GIS局部放电声电联合检测故障定位方法

如何快速定位GIS放电位置,是局部放电在线检测的关键。基于超声波和超高频多传感器信息融合局部放电联合定位方法,是将来自放电位置这一目标的多源信息加以智能合成。声电联合定位检测系统采用到达时间差TDOA法,利用BP神经网络对超声波和超高频法的传感器采集数据进行融合。最后通过仿真验证,得出其定位准确率较单一方法大大提高。     

A new acoustic emission source location technique based on wavelet transform and mode analysis

For wave propagation in dispersive media, the arrival time of the acoustic emission signal to the sensor is dependent on the setting of the threshold voltage, which results in the inaccuracy of the acoustic emission location. Based on the wavelet transform and the theory of modal acoustic emission, a new method is proposed to improve the accuracy of acoustic emission source location. It is believed that the acoustic emission signal propagation in the structure has the characteristics of multi-mode and dispersion, and the acoustic emission source location should use the arrival time to sensors obtained from the output signals not only at the same mode but also at the same frequency. The wavelet transform is used to resolve the problem. By utilizing the time-frequency data of the wavelet, the frequency-dependent arrival time traveling is easily obtained; by numerical computation of the wave’s propagation in structure, the group velocity of the guided mode is also obtained, therefore the accuracy source location is realized. The acoustic emission source location experiments were conducted in a thin steel plate and results show that the technique is an effective tool for acoustic emission source location. __________ Translated from Chinese Journal of Scientific Instrument, 2005, 26(3) (in Chinese)     

港口起重机箱型梁模型声发射信号参数分析法研究

利用参数分析法的目的是为了有效准确的分析声发射信号的特性,常用的参数有振铃计数、能量、上升时间、脉冲持续时间、幅值分布、事件计数等。每个参数都可以提供与声发射信号特征相关的信息,在声发射信号分析中有着重要作用。