管道超声内检测三维成像技术研究

管道缺陷成像是管道安全评价的关键技术之一。针对管道超声的三维成像问题,提出了一种简单高效的三维成像方法。该方法简化了常规的三维成像的过程,省略由二维超声图像提取表面轮廓的步骤,直接提取回波信号和空间信息,得到管道腐蚀内外壁的离散检测点的空间坐标。然后应用重构管道的三维腐蚀曲面,为自动生成管道安全评价提供了数据基础。实验证明,该方法可以真实显示三维腐蚀管道缺陷,适合推广应用。     

相关系数法在超声探伤机器人数据采集中的应用

超声波缺陷信号的定量分析虽然已经有过较多的研究，但能符合工程要求的却不多。从工程应用的角度研究用相关系数法来定性、定量分析管道内壁腐蚀缺陷信号。实验结果表明该方法准确可靠、简单易行，可以较好地满足长输管道超声数据实时采集的要求。     

十二自由度四足机器人的腿机构设计与步行实验

针对四足机器人研究中存在电机驱动不强和效率低的问题,采用耦合驱动的腿机构来构建四足机器人。设计了具有复合运动模式的耦合驱动髋关节,通过髋关节两个电机选取不同的旋转方向和速度,产生多角度的复合运动。运用此腿机构研制具有12个主动自由度的原型样机。根据静态稳定裕度,设计了机器人静态行走步态,运用分布式CAN总线搭建机器人的运动控制系统。实验证明:四足机器人运动平稳,一个运动周期移动距离为32 cm,单足抬起高度为4 cm,满足设计的要求。     

长输管道超声波智能爬机检测系统

长输油气管道在各种因素作用下会出现裂纹、蚀坑、壁厚变薄等现象,严重时导致油气泄露事故,国内外为防患于未然,积极开展了长输管道在线无损检测方面的研究工作.给出了在长输油管检测中得到广泛应用的超声波智能爬机系统的组成结构、系统框图,分析了探头架、控制器、数据处理器、电源等各部分的功能与工作原理,提出了对检测对象进行内外定位的基本方法.简要介绍了目前国内外各公司及科研机构在这个领域的研究进展情况并预测了它的发展趋势.     

超声波智能清管器信号处理技术研究

超声波智能清管器进行在线管道壁腐蚀缺陷检测时,经常出现误差问题.针对此问题,笔者提出了一种基于快速傅立叶变换和功率谱密度计算的解决方法.并用VC 实现了实时处理,最后对管道壁腐蚀缺陷进行了模拟实验,结果表明这种方法不仅适用于在线管道壁腐蚀缺陷检测,而且能精确测量壁厚.     

多通道超声系统在管道内检测中的应用

多通道超声自动检测是管道腐蚀内检测的关键技术。根据管道内检测的要求,研制了具有20个探头的数字式多通道超声管道内检测系统。检测系统采用主从结构,检测板卡通过PCI总线与嵌入式计算机通信,并利用高速切换开关扩展通道数。超声回波信号处理采用Burg最大熵谱估计法,得到管道壁厚数据。经标准实验管段检测证明,检测系统能够检测管道内外腐蚀缺陷,数据采集、处理、存储及图像显示满足管道内检测要求,应用前景较好。     

基于重心侧向摆动的四足机器人爬行步态优化

针对四足机器人采用爬行步态行进时高稳定裕度和行走速度难以同时获得的问题,借助间歇爬行步态中重心侧向摆动的动作优化了爬行步态。通过侧向调整重心对爬行步态进行优化以达到行进速度和稳定裕度的平衡。定量描绘出重心侧向移动幅度对四足爬行步态稳定裕度的影响。基于Adams虚拟样机,仿真分析了优化后爬行步态在稳定性和速度上的改善。最后通过原理样机试验验证了该优化步态的有效性。     

改进的Burg最大熵法在管道检测中的应用

短时间序列、高分辨率、强抗噪能力的功率谱估计是管道超声内检测的关键技术.针对Burg最大熵法存在的问题,从减小递推算法初始阶段误差出发,提出二阶预测误差滤波器系数倒推法,由二阶滤波器系数修正一阶反射系数,保证递推初始阶段最大熵原则,以适应短时间序列谱估计,算法在管道内检测实验中得到了较好的结果.     

基于SVM多分类器的管道内检测信号处理研究

该文针对超声波检测是重要的管道腐蚀内检测方法之一,超声回波信号处理是内检测的关键技术。腐蚀缺陷回波的形态受到缺陷方向、位置、形状、面积、深度和管壁粗糙度、检测设备工作状态及各回波间的相互作用等诸多因素的影响,其时域特征很复杂,1个检测回波A扫描信号就有几千个数据。如果将有限的管壁厚度分为几个区间,每个区间对应一种腐蚀状态,管道腐蚀内检测问题就成了对超声回波信号进行状态分类的高维多分类识别问题。该文通过对回波信号的深入分析,利用径向基核函数支持向量机对超声回波信号进行处理,采用一对多和层(树)分类两种方法分别实现了管道多腐蚀等级自动分类识别。实验结果表明,该方法不但提高了分类的正确率,而且提高运算的速度,取得了较好的分类结果。     

编码器与PC机并行接口的设计

单片机与编码器用来采集数据时,常常存在数据存储能力不强的问题.利用PC机代替单片机可以很好解决大量数据的存储问题.研究设计了增量式编码器与PC机并口的一种精简的接口电路.实验证明该方法简单、实用.