基于超宽带系统的颅脑损伤检测识别技术研究

颅脑损伤作为病残甚至死亡的有效原因,需要快速有效的手段来实现病况的有效检测与分类.为实现有效可靠的颅脑损伤检测诊断并探究不同频段对其有效性,本文使用0.5GHz-2.5GHz超宽带信号分别对羊头进行了脑出血、脑异物模拟分析实验.实验结果表明微波检测手段可靠有效,其中在信号相位方面,出血与异物相对于原始的正常羊头检测信号...     

基于HHT的钢筋混凝土结构损伤检测新方法分析

针对混凝土结构损伤信号的特点,引入一种非平稳信号的时频分析新方法--希尔伯特-黄变换(Hilbert-Huang变换,简称HHT)用于混凝土结构损伤检测.该方法是通过经验模态分解(empirical mode decomposition, EMD)提取信号的固有模态函数(intrinsic mode function, IMF),再进行Hilbert变换,求瞬时频率、瞬时振幅,得到信号的Hilbert谱.试验中通过对无损伤和有损伤两种钢筋混凝土梁进行侧向激振检测,对无损伤信号和损伤信号谱特征进行比较分析,结果表明HHT方法能识别结构损伤,且优于常规的Fourier变换方法及小波变换(wavelet transform, WT)方法,值得推广.     

钢丝绳断丝损伤定量检测技术

针对目前国内各种钢丝绳检测仪器的不足之处,选定了钢丝绳断丝损伤信号识剐的特征量,并介绍了信号处理和特征提取算法.提出了利用BP神经网络技术对检测信号进行分析处理的方法,提高了检测的精度和灵敏度.通过模拟和实际检测,断丝损伤识别的准确率达到了90%,验证了网络的可靠性和实用性.     

适于声发射信号故障特征提取的小波函数

小波分析具有很强的弱信号检测能力,适于提取声发射信号的故障特征,但是在目前声发射信号的小波分析中,所普遍采用的小波函数诊断效果欠佳,亟需改进和优化.在分析典型机械故障声发射信号特征的基础上,根据损伤型声发射信号故障特征的提取原理,通过连续小波基函数的构造方法,设计了一种适于声发射信号故障特征提取的小波基函数.将该函数与普遍使用的Daubechies小波同时用于声发射检测的滚动轴承损伤类型及部件的识别,结果表明前者的诊断效果更加清晰、准确、可靠.理论分析和试验研究均证明了所构造小波函数的科学性和有效性.     

基于神经网络和支持向量机的导波弯管腐蚀损伤程度辨识研究

利用导波的远场检测优势和机器学习模型,开展管道弯曲处腐蚀损伤程度智能辨识方法研究.在普通碳质钢管弯头处加工不同程度的腐蚀缺陷,按腐蚀程度分为10个等级.采用自激自收和一激一收两种信号激励接收方式,在管道中激励具有非频散的T(0,1)型超声导波,采集得到不同腐蚀程度缺陷对应的导波检测信号.在时域和频域对检测信号进行分析,提取多个导波信号特征值用于表征损伤程度,并通过BP神经网络和支持向量机两种分类模型对数据进行训练分析得到缺陷损伤辨识模型,实现弯曲处腐蚀程度的准确辨识.研究中分析两种模型的超参数对缺陷辨识模型精度的影响,对比研究两种模型对弯管腐蚀损伤辨识的性能.试验结果表明,两种损伤辨识模型对不同激励接收模式下的导波检测信号均能取得较优的分类效果.相较于BP神经网络,支持向量机在小样本条件下对弯管腐蚀损伤具有更好的辨识效果.     

非线性振动声调制信号耦合特征分析

振动声调制(Vibro-acoustic modulation,VAM)是一种非线性无损检测方法,利用低频振动信号与高频超声波在结构损伤处产生调制现象来检测损伤.目前振动信号与超声波之间的耦合机理、损伤程度与调制强度的关联关系还不明确.以一块航空铝板为对象开展试验研究,通过对不同裂纹长度下的VAM信号进行AM-FM解调,从时频域分析振动信号与超声波是如何相互耦合的;研究激励参数和裂纹长度对VAM信号调制强度的影响.结果表明,当铝板中存在损伤时,振动信号与超声波之间既存在频率调制也存在幅值调制,调制波为振动信号的基波及各次谐波;VAM信号的调制强度受激励电压、铝板振动模态等因素的影响,与裂纹长度的关联关系并不是单调的,因此无法用于损伤程度的评估.根据非线性弹簧模型和影响VAM信号调幅特征的因素定义可用于损伤评估的相对指标,并进行验证.     

小波分析技术在复合材料损伤检测中的应用

小波分析是一种时变信号时-频两维分析方法,具有多分辨分析的特点,而且在时频两域都具有表征信号局部特征的能力.介绍了小波技术基本理论,回顾了小波技术在复合材料损伤检测中应用及其发展,提出了存在的问题,并对小波技术在复合材料损伤检测的应用进行了展望.     

基于纵向超声导波信号特性的管道损伤检测研究

通过对比充液管道与空管检测中纵向超声导波信号和频散曲线之间的差异,定量描述充液管道检测信号幅值衰减与群速度降低程度,由此得到充液管道所特有的纵向干扰模态及其频率相关性.分析结果表明,通过合理选择的激励信号,能有效调节并抑制该模态对损伤检测的干扰.此外,对比不同损伤程度下空管与充液管间缺陷反射信号幅值特征差异,得到充液管...     

改进的HHT在复合材料盒段操作检测中的应用

提出一种基于结构振动和改进希尔波特黄变换的结构损伤检测方法,利用改进的希尔波特黄变换技术,研究悬臂机翼盒段结构的损伤检测问题.改进的希尔波特黄变换由三部分组成,小波分析、希尔波特黄变换及一种简单但有效的经验模式函数选择方法.用改进的希尔波特黄变换处理完好盒段结构与损伤盒段结构在方波信号激励下的动力响应信号, 从中提取出结构损伤信息指标--瞬时能量变化量作为损伤特征参数.结果表明,所构造的结构损伤特征量对表征复杂结构小损伤具有较好的灵敏度.     

输电线电磁无损检测系统研发

针对传统输电线结构损伤检测系统存在检测效率低、技术落后以及安装繁琐等缺点,设计了一套基于电磁无损检测技术的输电线结构损伤检测系统。该系统利用电磁感应原理,采用涡流检测技术实现对输电线的无损检测。通过DDS技术产生激励信号驱动涡流探头,利用正交锁相放大技术提取输电线损伤信号,最终将采集到的数据发送到上位机中进行分析处理,从而实现对输电线结构损伤的无损检测。实际试验结果表明,系统能有效地监测到输电线结构中的涡流信号,并能根据此信号得出输电线损伤的位置,检测结果符合设计预期。