基于模态对称算法的直管道导波缺陷检测研究

针对直管道超声导波检测较难靠近管道结构处缺陷的问题,研究并设计了模态对称算法用于抽离回波信号中的非对称模态,对处理得到的模态对称曲线信息进行分析并评估管道结构处的健康状况。同时,建立管道试验系统对管道近焊缝处的裂纹回波进行采集,通过处理发现带缺陷处的模态对称曲线出现明显升高,加大裂纹缺陷,发现模态对称曲线幅值随缺陷的圆周对称度的增大而升高。该方法为避免管道缺陷的漏检提供了新的技术支持,且实现了利用导波技术对直管道结构处的区域进行准确诊断。     

基于小波能量系数和神经网络的管道缺陷识别

利用基于小波能量系数的BP神经网络方法对管道焊缝和管道凹槽进行分类识别。建立了导波检测系统,采集了管道凹槽缺陷和焊缝的多组检测信号样本,从信号样本中提取出小波能量系数,并将小波能量系数应用于BP神经网络的训练与识别。结果表明,该方法对管道缺陷的识别准确率较高,且识别效果稳定,在随机抽取信号样本进行的5次试验中,对焊缝和凹槽的最低识别准确率分别为92%和98%,最高识别准确率均为100%。     

基于模态分离算法的管道焊缝缺陷周向定位研究

针对管道焊缝质量的检测问题,研究了一种基于超声导波的管道环焊缝缺陷周向定位方法,可快速确定管道焊缝中的缺陷周向位置。该方法基于超声导波模态分离算法,分离出焊缝回波信号中的对称、非对称模态,提取对称、非对称模态峰值,并利用非对称模态与焊缝中非对称缺陷的对应关系,确定缺陷所在周向位置。通过试验验证了该方法的正确性,并总结出可检测缺陷的范围。     

基于模态准小波的密频模态参数识别

基于Morlet小波连续变换的模态参数识别算法在故障识别和多模态参数提取中起到了重要作用,然而在密频情况下,Morlet小波连续变换尺度图上模态极值线相互混叠严重,难以有效分离模态。本文提出一种新型的模态准小波函数,运用连续小波变换理论,推导和证明了模态准小波的连续变换可以有效分离密频模态,并给出了固有频率和阻尼系数的识别公式与整体识别算法。文章针对新型的模态准小波进行了大量的仿真实验,证实了该小波在密频模态分离与参数识别方面的优越性,为密频模态参数提取提供新的思路与手段。     

基于导波能量差的管道缺陷周向定位实验研究

针对超声导波检测需通过对回波信号进行分析而得到管道健康信息,而无法反映缺陷的周向位置信息的问题。文中采用超声导波方法对管道缺陷周向定位进行了研究,分析了超声导波在管道中遇缺陷后的能量分布,以及周向定位的原理。根据F(1,3)模态导波周向波数只有一个的特性,提出了象限能量差定位缺陷方法,并对该方法进行了实验研究,结果表明,方法可以准确地判定出缺陷所在周向位置。     

基于导波反射系数的管道缺陷周向定位研究

使用L(0,2)模态导波结合反射回波系数实现对管道裂纹缺陷的快速、准确定位。建立管道导波检测系统,激励L(0,2)模态导波,并采集管道裂纹缺陷的检测信号,编写MATLAB程序提取检测信号中裂纹处的反射回波系数,绘制裂纹周向反射回波系数曲线。结果表明:裂纹周向反射回波系数曲线呈现出不规则的环状,且在与裂纹周向相位相同的位置,反射回波系数明显最大。通过裂纹周向反射回波系数曲线较好地实现了周向定位。     

基于超声导波的水下管道缺陷检测

文中介绍一套可拆式传感器系统设计与制作,利用超声导波原理对水下管道的腐蚀进行检测,基于厚度剪切模式的压电陶瓷和可拆式固定装置组成,可拆式传感器系统包括传感器PZT特别设计,并且可以把传感器装置夹在要检测的管道上。当对水下设备的管道进行了一系列的测试,结果表明传感器系统能够有效地激发和接收T（0,1）模式的超声导波,由于T（0,1）模式超声导波能够在水下管道上长距离传播,因此适用于缺陷检测。人为缺口的回波信号与缺口的尺寸以及位置具有良好的相关性。研究表明这一可拆式传感器系统能够利用导波有效地对水下管道进行检测。     

基于超声导波波谱法管道缺陷检测仿真研究

针对超声导波检测难以准确判定管道缺陷的问题,通过分析超声导波遇管道缺陷后其回波的传播,提出了以波谱法来定位和定量管道缺陷。采用ANSYS软件仿真了T(0, 1)模态超声导波在带缺陷管道中的传播,得到检测的幅值波谱图,发现波谱图中缺陷处的颜色总是最先变化;通过分析所有节点同一时间坐标信号的幅值,发现相对最大缺陷信号幅值,幅值衰减在1/10内的节点数与缺陷的周向尺寸之间存在确定的系数关系。     

基于PZT传感器的管道扭转模态激励效果研究

导波激励模态单一性与衰减特性是导波激励效果的重要指标。采用PZT传感器,在建立基于PZT-5材料传感器并置于管道一端均匀对称分布的导波激励系统的基础上,以模态单一性与降低衰减特性为目标,研究了在低频段内模态特性以及传感器对T(0,1)模态的影响,得出了激励T(0,1)模态的最优激励方案。     

基于压电超声导波的管道缺陷检测数值模拟

建立了压电材料与管道结构的超声与机械多物理场耦合有限元数值分析模型,采用ANSYS数值分析软件,在认识管道中导波频散特性的基础上,对利用压电陶瓷(PZT)激发的纵向导波进行数值模拟,探究压电超声用于管道损伤识别的机理。在管道模型的自由端周向分布16个PZT激励器激发入射导波,运用与之相距50mm处的PZT接收检测信号,对不同尺寸的单裂纹管道模型进行了数值模拟。结果表明,运用纵向导波检测能准确识别出管道缺陷的存在,且回波的幅值与缺陷尺寸有明显的正相关性,对接收信号时程进行分析可较准确地定位缺陷位置。     

一种基于Gabor变换的HRRP目标识别方法

从模式分类角度讨论了基于高分辨距离像的舰船目标识别问题,提出了一种基于Gabor变换的HRRP目标识别方法。通过对数据进行Gabor变换去除噪声,利用基于小波包分解能量的方法得到信号在不同频带的能量分布特性,最终通过支持向量机进行识别。通过对6类目标实测数据的分析,验证结果表明,该方法在舰船目标识别领域具有良好的应用前景。     

基于小波包变换的能量检测技术研究

频谱感知技术是认知无线电实现的关键,对解决频谱资源匮乏的问题起着举足轻重的作用,因此受到业界的广泛关注。在分析比较了三种常见的频谱检测技术后,提出了一种在未知噪声下的基于小波包变换的能量检测算法,通过小波包变换对噪声和信号功率进行估计从而得到较为准确的判决门限。仿真结果显示,在未知噪声情况下的该算法具有较好的鲁棒性,有望成为适于认知无线电应用的频谱感知技术。     

一种基于频谱细化技术的水下目标识别方法

被动声纳目标识别主要是根据目标辐射噪声的不同实现的,如何从水下目标辐射噪声中提取有效的识别特征,是实现水下目标识别的关键环节。文中在分析目标辐射噪声特点的基础上,利用一种改进的高频噪声解调分析(DEMON)方法进行目标线谱提取,在提取线谱的过程中,利用小波变换进行DEMON谱融合得到明显的DEMON线谱,再通过频域周期图法对DEMON谱进行净化,以便可靠地提取线谱。仿真及试验结果验证了所提方法的有效性和可行性。     

基于小波包变换实时检测回转电机振动信号

小波包变换不仅能检测非平稳信号的整次谐波,还能检测信号的非整次谐波,而且小波变换本身对信号的奇异点十分敏感,因此可以用来跟踪牙轮钻机振动信号。简述了小波包变换的原理,并基于Matlab实现了对牙轮钻机振动信号的处理。该处理具有信噪分离、测量牙轮钻机振动功率谱、牙轮钻机振动信号的时域-频域变化规律、牙轮钻机振动速度信号三维图、伴有噪声的原始振动波形和噪声波等测量功能。实测某矿山YZ-35C牙轮钻机的振动速度信号,实测效果优于P3562A动态信号分析仪的测量结果,结果表明该方法是可行的和有效的。