块匹配与光流技术在微结构动态特性检测中的应用

在微结构动态特性的检测中引入块匹配技术和光流技术.结合微结构的运动特性,分别提出了基于块匹配技术和基于光流技术的两种微结构二维运动估计算法.利用这两种二维运动估计算法对平面微谐振器做动态特性分析,均取得了较好的测量结果.对这两种二维运动估计算法在微谐振器动态特性中的测量应用做比较,结果表明:块匹配算法适合简单的平移运动测量,计算量小,但它要求被测器件在结构上有较为特殊或显著的运动特征区域;光流算法通过分析单个像素的灰度分布特性来测量被测器件的运动特性.与块匹配法相比,它并不要求被测器件有较为特殊的运动特征结构.由于光流法以单个像素为计算单位,且其中包含有较多的差分计算,计算过程较为复杂,因此测量分析所需的时间长.     

基于最大Lyapunov指数和小波变换的管道检测信号降噪技术

针对分布式光纤管道安全预警系统检测信号的混沌特性,最大Lyapunov指数（λm ax）被定义为降噪指标用于评价各种小波及其阈值组合的降噪性能.基于小波阈值降噪法,采用不同的小波族系和阈值选取及重调方法对现场实测人工挖掘信号进行降噪处理.现场实验数据的分析结果表明检测信号存在混沌特征.在此基础上,λm ax被用于评价小波降噪性能.最后,通过对比实验结果,sym2小波、Sqtwolog阈值选取规则和M ln阈值重调方法,可以有效地消除现场实测信号中的噪声,达到最优的降噪效果.     

基于HHT的地面活动目标定位方法的研究

针对广泛存在的油气管道周边安全问题,研究了管道周围地面活动目标产生的震动信号的特性,阐述了采用不同传感器测量信号到达时间差来进行定位的方法。地面震动信号是非平稳信号,本文采用希尔伯特黄变换（HHT）处理信号获得其特征频率、幅值与发生的时间,进行目标定位。设计了数据采集系统,通过多个传感器采集目标产生的震动信号,经HHT方法处理得到不同测量信号中目标特征频率出现的时间,结合时间差异和传感器阵列与目标的相对位置实现定位。通过对实验采集数据的分析验证了文中提出的方法。     

油气管道缺陷二维轮廓重建及处理技术

目前,我国油气管道缺陷的检测主要是通过漏磁检测装置来完成,检测人员根据经验分析波形以了解管道缺陷状况。但这种方式的数据分析工作量大、效率低。介绍了漏磁检测装置的工作原理,对管道漏磁检测装置在φ457mm管道中实际采集的数据进行了预处理和图形转换,将漏磁检测数据重建生成二维缺陷轮廓,并用图形编程软件Labview对上述图像进行噪声消除、平滑、滤波、锐化处理,这样可以直观和清晰地显示根据磁漏生成的缺陷轮廓,提高了管道监测数据分析效率及可靠性。     

基于经验模态分解的管道预警系统信号多尺度混沌特性分析方法

提出了一种用于油气管道安全预警系统的检测信号多尺度混沌特性分析的新方法。该预警系统基于Mach-Zehnder光纤干涉仪原理,沿管道同沟敷设一条光缆,利用其中的三条单膜光纤构成分布式微振动测试传感器,实时检测管道沿途发生的泄漏及其他异常事件。多尺度混沌特性分析方法是利用经验模态分解(EMD)方法对典型的异常事件振动信号进行分解,再分别对分解得到的固有模态(IMF)分量进行混沌特性分析,计算出不同尺度下的关联维数。该方法可更清晰地描述检测信号在不同尺度下的混沌特性。利用现场试验得到的信号对该方法进行验证的结果表明,利用多尺度混沌特性分析方法更容易有效地区分几种典型异常事件。     

分布式光纤管道泄漏检测和定位技术

提出了一种基于Mach-Zehnder光纤干涉仪原理的新型分布式光纤管道泄漏测试技术.该检测技术利用在管道沿线附近敷设的一条光缆中的3条单膜光纤构成分布式微振动测试传感器,通过检测管道沿途所发生的泄漏噪声,可以实时地监测管道沿线所发生的泄漏情况.利用广义相关时延估计算法,通过确定2个测试信号的时延可以获得泄漏点的位置.阐述了该检测技术的测试原理和泄漏点定位方法,并对现场试验数据进行了分析.理论分析和试验结果表明,该测试技术可以有效地提高管道泄漏测试的灵敏度和定位精度.     

基于机器学习的在轨航天器泄漏源实时定位方法研究

该文章针对航天器在轨泄漏问题，提出了一种基于机器学习的泄漏源实时定位方法。该方法通过合理特征化泄漏在器壁中激发的弹性波信号，结合有限元仿真技术获得有效的训练数据，设计并实现了一种多层感知机网络模型，从而准确完成泄漏源与传感器间的距离信息估计，同时结合计算弹性波数据时空相关性得到的相对角度信息，可以快速稳定的获得泄漏源的空间位置。该方法仅采用一个布放在器壁上的压电阵列式传感器采集泄漏激发的弹性波数据，结构相对简单。试验结果表明，基于该文章设计的多层感知机模型，在1 m²试验板范围内该方法对泄漏源与阵列式传感器距离估计准确率为100%,最大定位误差为1.2 cm。     

液压系统油液压力非插入式测量的新方法

本文基于液压系统压力变化引起油液声速变化这一物理特性，提出了通过测量超声波在油液中的传播速度实现压力非接触式测量的新方法，该方法不但完全克服管道壁厚影响，而且有效地消除固有声电延时误差，达到了较高的测量精度，所研制的非插入式压力检测系统是实现液压系统快速故障定位的先进检测手段，具有重要的应用价值。