电动剃须刀刀片旋转异响的声学检测方法研究

为解决目前电动剃须刀刀片旋转异响声人工检测效率低、经验要求高的问题,提出一种将小波变换和人工鱼群算法优化的支持向量机相结合的声学检测方法。该方法首先通过离散小波变换对电动剃须刀刀片旋转声信号进行小波分解和重构,将获得的各层相对小波能量作为样本特征参量,然后采用人工鱼群算法对支持向量机进行优化,最后使用优化后的模型对样本进行训练和分类识别。研究结果表明,人工鱼群算法优化的支持向量机在识别率方面优于传统支持向量机,样本识别率可达95%以上。     

水介质中换能器的声场分布建模及仿真

在水声目标探测的优化中,为精确仿真水声换能器在水中的声场传播分布规律,首先利用多元高斯声束叠加模型,建立水声换能器的表面声压分布模型,然后通过频域有限差分法求解KZK传播方程,得到发射声场在水下分布规律和谐波特性,最后通过MATLAB进行数值仿真,得到各阶次谐波在声轴方向上的径向和轴向的分布情况,结果表明谐波阶次越高,波束越窄,声场能量较集中;各阶次谐波在轴向一定位置附近声压达到最大值,之后由于水介质的吸收效应逐渐衰减.上述研究对开展水下探测、非线性声场成像等具有重要的参考价值.     

基于磁共振图像的多层介质声学特性分析

基于磁共振图像,提出了一种多层介质声学特性分析方法,并推算了超声经过分层结构的焦点定位。首先对蔗糖溶液的磁共振T1加权图像进行区域提取、阈值分割、腐蚀膨胀等边缘处理后,得到局部区域的灰度均值;通过磁共振图像上的灰度信息与对应蔗糖溶液的浓度、声速计算关系拟合函数;最后建立模拟生物组织的蔗糖溶液分层结构,运用关系函数推算超声经过分层结构的声透射及聚焦超声的焦点前移量。实验结果表明,该方法从蔗糖溶液磁共振图像中分析得到的声速、声透射系数及焦点前移量与真实值相近,最大差异为0.6239mm,验证了可通过磁共振获取生物组织声参数的可能性。     

面向超声检测的数据压缩方法

为了对超声自动检测过程中产生的大量A波数据进行有效压缩,利用A波数据的生成原理和特点,从中提取波形沿、波形和波间距等特征,并给出了基于特征的数据压缩模型和算法.确定波形和波间距的起点和终点,根据阈值求解每波形中相邻波形沿的交点,将波形分解成两个或者两个以上的波形沿,构造一条最佳直线来拟合波形沿.实时压缩后可利用各特征重构出A波数据,如未达到预定的压缩性能指标则可调整压缩参数后进行再次压缩.工程应用表明,该方法能够在2％以内的重构误差下,达到100以上的压缩比,相比其他压缩方法,具有方便判别缺陷波的优点.     

柱面统计最优近场声全息参数对比研究

考虑到近场噪声检测对水下航行器诊断、降噪具有重要意义,利用矢量声波信号指向性强、抗干扰能力优秀,能有效屏蔽工作环境中物体反射与其他方向干扰声源的特点,提出一种基于振速矢量信息进行柱面统计最优近场声全息的算法.通过仿真分析与实验对比,分别从声源频率与重构距离这两个参数变化对比该算法与标量声压算法的重构精度与声场效果,验证...     

金属材料小缺陷超声反射信号建模及识别

为了能从含噪声金属材料超声检测信号中有效识别出微小缺陷回波,建立了金属材料超声反射信号模型并提出了基于相关系数的微小缺陷回波识别方法。对含微小缺陷金属材料超声脉冲反射信号的成分进行分析,建立了基于散射声场与高斯回波理论的优化超声回波模型。设计了超声缺陷回波位置识别方法。该方法对超声脉冲反射信号去噪后,取探头发射脉冲信号为参考信号;然后与去噪后的信号逐段求解相关系数;最后对该相关系数序列进行阈值化处理,获得缺陷回波在超声回波信号中的位置。将利用上述优化超声回波模型生成的超声反射信号及其频谱与实验获得的金属材料超声反射信号及其频谱进行了对比,结果表明:两者的时频域特征具有一致性。当将阈值设定为相关系数序列最大值的60%时,能够有效从超声背散射信号中识别出金属材料微小缺陷回波。     

基于FastICA的超声A波信号降噪研究

为便于缺陷可视化和提高缺陷定量分析精度,必须降低超声检测过程中多种未知噪声源对超声A波信号的干扰。首先将超声A波信号进行相空间重构,得到一个相空间重构矩阵;然后进行基于FastICA算法的独立分量分析;最后从独立分量中提取出所需的超声信号。为了验证降噪效果,将该降噪方法与小波去噪方法进行对比。实验结果表明:该方法与小波去噪方法效果接近,极大地提高了超声信号的信噪比。同时,该方法与小波去噪方法相比具有自适应能力强、简单且易于实现等优点。     

音速喷嘴法气体流量计自动检定系统的设计与实现

为提高气体流量计的检定精度和效率,设计了一种基于文丘里音速喷嘴的负压法气体流量计自动检定系统.阐述了音速喷嘴及其装置的工作原理,提出了自动检定系统的设计方案.在VC++的环境下编写上位机软件控制硬件设备操作,实现了自动数据采集与检定过程的自动控制,检定完成后由系统自动判定流量计是否合格并把检定结果存入SQL Server数据库.实际应用表明,该自动检定系统性能稳定可靠,且有利于提高气体流量计检定的效率和准确度.     

基于激光测振法的高强度超声声场测量

基于激光测振法对高强度聚焦超声换能器的辐射声场进行测量,与标准水听器测得的结果对比焦点处基波信号、二次谐波、三次谐波测得值基本一致,基波声压误差在10%以内,焦平面的声压分布基本一致。同时,基于多层介质阻抗传递法解决激光测振法中薄膜对声场测量的影响,计算不同频率下薄膜的声压透射系数。设计实验验证不同频率(1、5、10 MHz)下,激光测振法与标准水听器测量法得到的结果,结果表明通过声压透射系数对激光测振法测量结果进行修正可有效减小测量误差。     

基于振动声调制的微裂纹定位成像研究

为了准确识别金属构件中的微裂纹,提出将振动声调制技术和延时叠加算法相结合的定位成像方法。通过基本原理分析,利用有限元软件对含有矩形微裂纹铝板模型进行振动声调制仿真,提取非线性损伤信号将其作为像素特征,使用延时叠加算法进行定位成像,并分析了成像的影响因素。实验中搭建了振动声调制检测系统对铝板里的圆形微裂纹进行定位成像,验证了上述方法的可行性。结果表明,成像结果与铝板上的原裂纹位置基本吻合,说明该定位成像方法能够实现微裂纹的有效定位。