高灵敏度振荡场生物传感器的理论与实验研究

利用双面金属包覆波导中的超高阶导模对导波层折射率极其敏感的特性,提出一种新型的生物传感器。与传统的表面等离子共振、泄漏波导以及反对称波导等消逝场生物传感器相比,该传感器的待测样品放置在导波振荡场中,样品折射率的微小变化都将引起输出光强的极大改变,从而极大提高了传感器的灵敏度和分辨率。初步的实验结果显示在现有噪声水平下至少能够分辨1ppm的葡萄糖溶度改变。预计该传感器将在环境监测、食品安全、生物医学和疾病诊断等领域有着极其广泛的应用前景和巨大的市场潜力。     

基于系统解卷积技术的波纹管压浆质量检测

提出了一种基于系统解卷积技术的波纹管压浆质量检测方法,利用系统分析技术结合解卷积补偿特性处理回波信号,并分析处理后的波形的首波响应时间,对缺陷的位置及大小做出判断。利用有限元进行了理论模拟仿真,采用系统解卷积技术处理并分析回波数据,结果表明解卷积后的波形的首波的响应时间与缺陷表面深度值存在一一对应关系。通过实际制作模型并进行实验测量,验证了仿真的结果。     

基于递归奇异熵方法的波纹管压浆超声检测

为检测混凝土结构中波纹管内灌浆密实度,提出了一种基于递归奇异熵方法的波纹管压浆质量检测的方法。利用有限元软件进行理论模拟仿真,对结构响应信号采用多变量融合的方法,结合递归图分析法和奇异熵估计分析回波数据,结果表明,缺陷横向尺寸与递归奇异熵值具有单调对应关系,递归奇异熵方法可以用来判断压浆剥离尺寸。通过实际制作模型并测量,验证了该方法的可行性。     

基于小波熵技术的波纹管压浆质量无损检测

提出了一种基于小波熵的波纹管超声无损检测方法,通过对回波信号进行小波熵技术处理和对熵值的不同来判断波纹管压浆相对密实程度。利用有限元进行了理论模拟仿真,研究了声场,通过仿真数据进行熵分析,结果表明,缺陷处的小波熵值较小,且缺陷越大熵值越小。通过实际制作模型并测量,得到了与仿真一致的结果。     

基于波导不变量的双阵元被动探测方法研究

利用一种水声信道统计不变特征(波导不变量)实现被动探测。采用双阵元,分别对每一个阵元接收的宽带噪声信号进行LOFAR分析,对LOFAR图利用Hough变换等图像处理方法进行参数估计,得到波导不变量和曲线(文中讨论抛物线)参数估计值,进而运用几何关系估计出运动目标的航向角、速度和距离信息。利用Matlab仿真验证了该方法的正确性。     

含泥沙的流固层状介质界面波传播特性研究

在弹性波传播理论的基础上,结合边界条件,导出了流固层状介质导波特征方程,计算特征方程的频散曲线;然后结合Urick、Urick-Ament和Harker-Temple这三种悬浊液模型,计算流体层中的泥沙含量和颗粒粒径与界面波波速的关系;分析比较不同模型下泥沙含量及颗粒粒径与波速的关系图,讨论不同参数对波速的影响,得出了三种模型下波速随泥沙含量和颗粒粒径的变化趋势,最后发现Urick-Ament模型同时适用于检测悬浊液的泥沙含量和泥沙颗粒粒径,且在三种模型中有相对较好的可靠性和实用性。