数字式自动增益放大电路

在数字信号采集系统中,A/D转换器对输入的模拟信号电压有一定的限制.为使输入信号不受这一限制,设计了一种数字式自动增益放大电路,该电路采用数字电位器取代放大器的反馈电阻,单片机根据放大器输出电压自动调整数字电位器的阻值来调节放大器增益,使输出电压始终维持在所设定的上下限电压之间.在实验室做了性能测试实验,结果表明:设计的自动增益放大电路性能稳定可靠,输出电压能够满足A/D转换器件的电压转换要求.     

基于SNMP可扩展代理的网络仿真

提出了一个基于SNMP可扩展代理的网络仿真系统设计构架,它在现有的SNMP代理仿真系统基础上,引入SNMP可扩展代理构架,创建多个子代理和一个主代理,由每个子代理分别模拟一台网络设备,通过主代理与SNMP服务端进行通信,实现了对一定规模的网络的仿真,满足了网管项目开发过程中对测试环境的要求.     

基于连续小波变换的厚壁管道周向导波扫描成像试验研究

采用周向导波用于厚壁管道中的缺陷扫描检测。基于连续小波变换提取特定频率下小波系数包络信号用于厚壁管道缺陷成像。试验中斜探头以步长为2 mm轴向扫描检测轴向缺陷,得到斜探头晶片覆盖轴向缺陷不同程度时的检测信号。截取包含缺陷回波和周向回波的信号并得到频率点500 kHz的小波变换系数包络信号,与频散曲线对比分析得到检测信号主要为周向类Lamb波模态CL3。进一步利用不同扫描点处检测信号的连续小波变换系数包络信号并进行幅值包络成像。利用该幅值包络成像重构得到轴向缺陷并有效确定该缺陷的长度。基于连续小波变换得到的特定频率点处幅值包络信噪比较好,且成像结果具有较高的聚焦性。因此,利用基于连续小波变换的幅值包络成像方法可提高检测信号识别以及缺陷识别能力。     

轴类镀层结构材料力学性能声学表征方法研究

针对轴类镀层结构材料力学性能无损表征方法开展理论和实验研究,对于表面工程的质量检测与评价具有重要意义。利用自主开发的超声显微测量系统与PVDF线聚焦探头,对不同厚度的轴类镀层材料进行散焦测量。针对轴类试件表面波传播路径与散焦距离的非线性关系,分析了线聚焦探头几何尺寸与散焦距离和试件轴径间的匹配关系,优化检测参数,并在V(f,z)分析法的基础上,采用相位相关分析法获得轴类镀层材料的实验频散曲线。结合镀层材料声波传播特性,采用基于模拟退火的粒子群优化算法(PS-B-SA)将理论频散曲线与实验频散曲线相拟合,反演轴类镀层结构材料的声学参数,进而表征镀层材料的弹性常数。多个不同厚度轴类镀层结构材料弹性常数及镀层厚度的反演结果与实际值相吻合,表明该测量方法可靠、结果准确。该研究成果为轴类镀层结构力学性能无损检测提供了技术手段,也为工程材料表面工程加工性能的评价提供了新方法。     

超声导波检测技术的发展、应用与挑战

回顾了近三十年的超声导波技术发展及应用,阐述了导波的频散现象及其求解方法,深入分析了导波激励的力学加载原理和模态选择原则。论述了导波的传感激励方法与装置,并比较了各种激励接收方法的特点与应用场合。对超声导波在板类、管类和复合材料中的应用进行了评述,并从提高缺陷检测能力的角度,介绍了时间反转法和相控阵法在超声导波技术中的应用。最后总结了当前导波技术面临的机遇与挑战。     

阵列解析式超声聚焦换能器研制及空间感测分析方法研究

传统的超声聚焦换能器大都采用单一的压电感测元件作为接收源,接收信号为作用于压电材料上的反射声场积分结果,无法反映反射声场的空间分布特性。采用激励与接收相分离的方式,研制一种新型阵列解析式超声聚焦换能器,利用多个感测元件为接收单元,通过一套基于FPGA技术的高速超声检测系统,实现了对被测试件反射声场的空间分布信号的采集和分析。阐述阵列解析式超声换能器的设计与制作方法,对换能器的多个感测元件的激励响应特性进行标定,利用该换能器的阵列感测元件的空间分布特性,对多角度声场感测信号进行分析和处理。以阶梯试件的台阶高度为测试对象开展空间感测声场测试方法分析试验研究,达到预期效果,为不规则裂缝缺陷检测奠定了基础。     

单晶硅多晶面表面波波速曲线超声测量方法

随着晶体材料在航空航天、交通、电子电气工程、能源和环保等领域的广泛应用,对材料特殊性能的研究和检测工作也提出了新的要求。基于声波在材料中传播特性与材料力学性能之间的本构关系,建立单晶硅弹性常数矩阵与表面波波速之间关系的声弹性理论模型,并利用晶面的转换矩阵得到不同晶面下,表面波波速随角度变化的理论曲线。基于线聚焦超声换能器、高精度散焦测量系统和V(f,z)分析法获得单晶硅三个晶面沿不同角度的表面波波速变化曲线,试验测量结果与理论曲线相吻合,表明超声显微镜技术在各向异性材料表面波波速测量方面具有很高的精确度和可靠性。同时,论文还研究了单晶硅的晶体结构与表面波波速之间内在对应关系,为单晶硅等各向异性材料的性能检测与评价奠定了理论与试验基础。     

V(f,z)分析方法在小尺寸材料弹性常数测量中的应用

针对小尺寸材料弹性常数的测量,提出了一种频域处理方法——V(f,z)分析方法.V(f,z)分析方法基于声学显微镜技术,使用线聚焦聚偏二氟乙烯(PVDF)探头,测定材料的表面波波速,计算材料的弹性常数.采用该分析方法对块体不锈钢试件的弹性常数进行了测量,测量结果与理论值相吻合.误差分析结果表明,V(f,z)分析方法具有较高的测量精度,泊松比和杨氏模量的测量误差均小于5%,能满足工程和科学研究的要求.此外,V(f,z)分析方法可测得不同频率的频散曲线,不仅适用于块体材料,而且适用于薄板、涂层等具有频散特性的材料,这为进一步测量薄板材料和涂层材料的弹性常数奠定了分析基础.     

二维正方晶格钢/水声子晶体方向带隙实验研究

基于超声浸水透射技术,分别沿着二维正方晶格钢/水声子晶体第一布里渊Γ-X和Γ-M方向测试声带隙,详细分析了声子晶体Γ-X和Γ-M方向层厚和第一方向带隙稳定性的关系,进而为设计有限尺寸声带隙材料或声波器件提供重要参考依据.同时,对比了实验测得透射谱频率重合范围与平面波展开法计算完全带隙很好的吻合.