基于TFDA的有限空间多目标声定位方法

针对有限空间中多途干扰导致多目标声定位方法性能下降的问题,在分析了主动定位和被动定位模型适用性的基础上,提出将基于短时傅里叶变换（STFT）的单频信号强度提取与二次相关结合的方法应用于声发射信号声达时频差（TFDA）的测定,并采用多个全指向电容式麦克风进行声定位实验。首先,对麦克风接收到的声信号进行放大预处理;其次,利用接收到的锚节点扬声器定时循环发射的声信号计算声达时频差;最后,各目标利用混合求解的方法进行自主定位。实验表明该方法能够有效实现有限空间多目标定位,定位均方根误差达到5cm,相对精度达到3%。     

超声导波技术在管道缺陷检测及评价中的应用

超声导波技术是一种新兴的无损检测技术,由于其检测距离长、速度快、成本低、且可以对常规管道检测方法无法接近的管道进行检测及评价,多用于对带夹具、有套管或埋地管道的检测.笔者对管道超声导波的检测原理,以及超声导波在管道中的传播和衰减特性进行了研究,分析了影响管道超声导波检测准确性的主要因素,并采用纵向和扭转模态导波对一段24,,m长、存在复杂管道特征及人为加工缺陷的管道进行了实验.     

磁阻传感器在"管道机器人"的地面标记器中的应用

地面标记器是漏磁通法管道腐蚀缺损检测系统的重要组成部分.Honeywell公司的一维磁阻传感器HMC1021由于其高可靠性、高灵敏度、低成本、低功耗和小尺寸等特点成为地面标记器传感器的理想选择.而且它具有独特的置/复位功能,能有效消除因温度漂移和电路参数漂移等共模信号造成的影响.     

超声导波在管道中的传播特性的研究

采用超声导波技术可以对管道进行快速检测,因此工程应用上的前景非常广阔.在长距离管道检测过程中,经常会遇到环形焊缝和弯管,二者对对导波能量的反射较强.当导波能量出现较大衰减时,就会影响其有效检测范围.本文采用纵向和扭转模态导波,对导波在连续穿越七条环形焊缝和一段弯管的传播特性进行了研究,对其在检测凹槽、焊疤、支路等缺陷或管道特征方面的能力进行了对比.结论表明:(1)检测方向上的环形焊缝不超过4个才能充分保证检测结果的可信性.(2)最优频率的选择对非频散波的产生至关重要.     

有限空间液态场中声发射信号时延估计方法

石油储罐罐底腐蚀的定位可利用声发射信号的时延估计实现,但在有限空间液态场中信号的传播会产生严重的多途效应,对准确进行时延估计产生不利影响.提出一种基于信号截取的广义互相关时延估计方法.采用曲线拟合法对每路传感器采集信号进行波达时刻估计,然后进行信号截取,对两路传感器截取信号进行基于相位变换的广义互相关,实现信号的时延估计.实验结果表明,该方法能有效克服多途干扰,提高时延估计性能.     

磁阻传感器HMC1021应用

一维磁阻传感器HMC1021由于其高可靠性,高灵敏度,低成本,低功耗和小尺寸等特点成为小磁场测量的理想选择器件.它具有独特的置/复位功能,能有效消除因温度漂移和电路参数漂移等共模信号造成的影响.     

基于小波包和HHT变换的声发射信号分析方法

针对声发射管道泄漏检测过程中的噪声干扰问题,对基于小波包和经验模态分解(EMD)的声发射信号处理方法进行了研究.采用小波包分解算法和经验模态分解都可以对管道泄漏声发射信号进行分解,但分解结果却存在一定区别.EMD是近年来非平稳信号分析领域的一个突破,对管道泄漏声发射信号进行EMD分解后,选择包含声发射特征的若干固有模式函数(IMF分量)进行重构,可以提取到管道泄漏声发射信号的本质特征,消除噪声信号的干扰.相对小波包分解方法而言,对根据IMF分量重构的声发射信号进行相关分析计算,得到的管道泄漏点的位置更为精确.     

液体载荷对声发射波传播特性的影响分析

固体结构在承受液体载荷作用时,声发射波的模态、频散特性和传播特性等均会受到一定的影响.本文对液体载荷作用下,声发射波在固体结构中的传播和衰减特性进行了理论分析和实验研究,并对几种不同模态的声发射波在液体管道中的传播和衰减特性进行了实验测量.研究表明:在对非液体载荷作用下的结构缺陷进行定位计算时,可采用固体中传播的纵波波速作为计算依据;而对于承受液体载荷的结构,则应采用液体中传播的纵波波速进行计算缺陷的位置.     

基于粒子滤波的液态场环境声源定位方法

研究了石油储罐罐底腐蚀声发射源的定位方法.针对有限空间液态场中水声信号的多途效应严重影响声源目标定位问题,提出一种基于粒子滤波的到达时间差(TDOA)声源定位方法,充分考虑广义互相关结果中多途效应导致的多个峰值,采用高斯似然函数进行重要性采样,实现对多途效应影响的抑制.水池实验结果表明这种方法比传统的Chan方法具有更高的定位准确性和精度,定位结果的均方根误差(RMSE)为Chan方法的10%,提高了定位性能.