基于自回归谱外推的全聚焦成像分辨力提升

针对相邻缺陷全聚焦超声成像混叠问题，结合低阶、宽有效频带自回归谱外推方法，压缩超声波时域脉冲宽度，实现亚波长级全聚焦（Total focusing method，TFM）成像分辨力。建立碳钢试块模型，设置两个中心间距1.8 mm，直径1.3 mm圆孔，选用中心频率2.25 MHz，32阵元相控阵探头采集全矩阵数据。针对全矩阵数据，选择自回归阶数为2，信号频谱最大幅值下降14 dB为有效频带，建立自回归模型并外推有效频带外的高频与低频成分，随后对全矩阵数据进行延迟叠加处理和TFM成像。仿真结果表明，低阶、宽有效频带自回归谱外推处理方法具有较高的鲁棒性和准确性，TFM成像后可有效分离中心间距0.7λ（λ为超声波长）圆孔，保留缺陷横向位置信息的同时，定位误差不超过0.73%。对碳钢试块中相同位置及尺寸的圆孔进行试验验证，定位误差不超过1.06%，有效地提高TFM成像分辨力。     

投稿须知

1稿件内容。要求《中国宝玉石》杂志的主要文章分为以下版块:理论研究、学科前缘、教研实践、行业动态、名家与名校。1.1理论研究:包括以下三类文章:①选定某种宝玉石作为研究对象,对其宝石及岩矿特征、谱学特征、光学特性、热力学性质等进行测试分析,可涉及新宝石种类介绍、宝玉石定名、宝玉石质量评价、优化/处理/合成品鉴别、成因产状推断等方面,以分析技术及其应用为核心,突出文章采用的多种分析测试技术取得的成果、发现和创新,鼓励学科交叉。     

FAIMS气体传感器的特性研究

本文针对电晕放电离化FAIMS传感器的主要影响因素进行理论分析与实验研究。首先对离化源电晕放电过程及离子注入过程进行理论分析，找到气流与电场这两个重要因素进行实验研究与分析，观测了保持进入传感器总流量不变(2.5Ｌ/ｍｉｎ)的情况下，调节进入电晕放电区气流(0.5Ｌ/ｍｉｎ~ 2.3Ｌ/ｍｉｎ)对离子注入量和传感器检测的影响，结果表明放电区域气流量增大，离子注入数量显著增加，传感器的总体检测效率单调上升，从2.25％提升至12.5％，提升了约5.5倍，但观测到一个 新的离子峰———电晕放电中间产物离子峰，在离化区施加周期电场，调节离子从离化源注入，通过电压幅度、占空比等参数调整，在频率为1Ｈｚ，占空比为50％，幅度－50Ｖ时，测量样品的离子峰幅度比无电场状况时提高了70％，并且其优势是在于不干扰电晕区域放电及离子反应过程的情况下提高产物离子的注入与使用效率。     

音式阶的合理性模识别校对方法

音阶识别方法不能结合乐音的物理和音乐特性,造成乐音处理信号量杂乱无序。针对该问题,通过复音音高确定转录音符集合,引入频谱图、谱平滑性和调和性估计建立HMM模型。分析对比实验结果表明,HMM模型可以完成乐音物理与音乐特性结合,改善乐音处理信号量杂乱无序现象。     

近似完全匹配层边界条件吸收效果分析及衰减函数的改进

完全匹配层边界条件存在两个问题，一是如何减少实际应用带来的额外存储量以及提升计算速度，另一个是如何提升匹配层的吸收效果。对于第一个问题发展了多种非分裂形式，本文采用一种直接对波场进行变换的新型非分裂方法，相比卷积完全匹配层具有不改变方程的形式以及易于实现等优势。对于如何进一步提升完全匹配层吸收效果，没有太大的进展。这是因为离散差异使匹配层的吸收问题更为复杂，一般采取增加匹配层层数的措施缩小离散差，但是又会导致计算量和存储量的增加。本文以在不增加匹配层层数以及不减小理论误差的情况下减小离散差异所带来的虚假反射为目的，分析传统的衰减因子，研究匹配层的吸收机理，设计新的衰减因子，以提高完全匹配层的吸收性能。新衰减因子能够进一步削弱虚假反射振幅，在匹配层层数为5~20层时，对应的边界反射振幅只有改进前的40%~80%。     

双谱微分性质分析在故障诊断中的应用

为了研究耦合信号中的频率因素对故障诊断的影响,采取对耦合信号及其3阶累积量分别进行微分的方法。通过微分,可以放大耦合信号的频率信息在对角3阶累积量振幅中的影响。由于11/2维谱能够清晰地反应信号的耦合性质,因此实验中通过计算11/2维谱的分形维数进行故障诊断。实验结果表明:微分后的11/2维谱与微分前相比,其故障诊断正确率不同,并且可以通过改变微分次数提高故障诊断正确率。由实验结果可以得出结论,耦合信号的频率信息对于机械振动信号具有一定程度的影响,并且可以通过放大这种信息进行故障诊断。     

宽幅往复式割草机护刃器梁疲劳寿命分析

针对华德9GQS-4.6型往复式宽幅割草机护刃器梁长宽比大、刚度差,且作业环境荷载复杂,疲劳损伤严重关键问题,对其载荷特性和疲劳寿命展开研究。首先对护刃器梁进行模态分析获得固有频率和振型;在有限元分析的基础上,确定护刃器梁疲劳损伤危险点,搭建测试系统采集割草机作业的时变数据并编制路面谱;利用功率密度与时频分析相结合的疲劳寿命分析方法计算护刃器梁疲劳寿命,得到危险点寿命为2 671 296 h,接近实际工作寿命。     

基于强化学习单元匹配循环神经网络的滚动轴承状态趋势预测

为了解决当前人工智能预测方法在滚动轴承状态趋势预测中预测精度较差、计算效率较低的问题,提出基于强化学习单元匹配循环神经网络(RLUMRNN)的滚动轴承状态趋势预测新方法。先采用滑动平均奇异谱熵作为滚动轴承状态退化特征,再将该特征作为RLUMRNN的输入完成滚动轴承状态趋势预测。在RLUMRNN中,利用最小二乘线性回归法构造单调趋势识别器,将轴承整体的状态退化趋势分为上升、下降、平稳3种单调趋势单元,并通过强化学习为每一种单调趋势单元选择一个隐层数和隐层节点数与其相适应的循环神经网络,从而改善了RLUMRNN的非线性逼近能力和泛化性能;用3种单调趋势单元和不同隐层数、隐层节点数分别表示Q值表的状态和动作,并构造关于循环神经网络输出误差的新型奖励函数,以明确强化学习的目标,从而减小循环神经网络的输出误差,避免在Q值表更新过程中使Agent(即决策函数)盲目搜索,提高了RLUMRNN的收敛速度。通过双列滚子轴承状态趋势预测实例验证了该方法具有较高的预测精度和计算效率。     

β-环糊精对聚氧乙烯-8-辛基苯基醚紫外光谱抗干扰性能研究

聚氧乙烯-8-辛基苯基醚(曲拉通X-100)和十二烷基三甲基溴化铵(DTAB)之间的相互作用,能对复配水溶液中曲拉通X-100的紫外光谱信号产生明显影响。研究结果表明,DTAB不仅能增强水溶液中曲拉通X-100的吸光度,还能降低曲拉通X-100的表观临界胶束浓度cmc。当DTAB的浓度从0增加到0.100和0.200?mmol/L时,曲拉通X-100的表观cmc从0.187?g/L分别降至0.170和0.154?g/L。在曲拉通X-100和DTAB复配水溶液中,按n(曲拉通X-100)?︰n(β-环糊精)=?1︰1加入β-环糊精,不仅能有效减少曲拉通X-100和DTAB间的相互作用而且可以增强曲拉通X-100紫外光谱信号强度,二者复配水溶液中曲拉通X-100回收率从92.0%～97.3%增加到98.8%～102.2%,曲拉通X-100浓度的检测精度显著提高。Job’s实验结果和FT-IR结果表明,曲拉通X-100分子进入β-环糊精分子空腔形成包结物,是β-环糊精消除各种相互作用对曲拉通X-100紫外光谱产生干扰的主要原因。