光纤声发射源定位实验平台的研究与实现

为了研究固体中声发射源定位问题,开发了一套成本低廉,适用范围广,检测灵敏度高的声发射源定位实验系统.采用Sagnac光纤干涉仪作为点传感器构成传感阵列,给出了Sagnac光纤干涉仪超声检测及声源定位的原理;光纤传感器布置在矩形钢板上构成阵列,用模拟声源激励钢板上的任意位置,基于单片机的数据采集电路将四路声发射信号发送给计算机,计算机通过VB编写的软件平台对四路信号进行解调处理.根据四路信号的时间差得到声源的位置,并采用时差修正法提高了定位精度.结果表明,此系统利用光纤传感器实现了钢板中声发射源的定位,为材料结构健康检测与监控的研究提供了一种新的方法.     

基于光纤振动传感器与FPGA的石油管道安防系统

针对石油管道铺设于土壤中发生泄漏难以检测的问题,结合光纤振动传感器高灵敏度与FPGA高扫描速度的特点,设计了基于FPGA和光纤振动传感器的石油管道安防系统。首先采用光纤传感器检测故障点振动,再通过计算由振动调制的信号传到两端基站的时间差确定管道泄漏点。系统采用雷达辐射信号分选算法在FPGA中实现信号的筛选,采用授时精度高达15ns的U-blox授时芯片保证不同基站的时间一致,采用“双基站源-双向定位”方式有效平均定位误差。结果表明,系统可对5.5km范围内管道的泄漏事件进行有效报警定位,定位误差在30mm范围内。     

基于LabVIEW平台的锁相放大器在管道泄漏检测中的应用

为了提高干涉型光纤传感器的信号检测能力,开发了基于LabVIEW平台的锁相放大器,并用于Sagnac干涉型光纤管道泄漏检测系统。以解调干涉信号相位,分析了锁相放大器的信号解调原理及泄漏源定位方法,并在泄漏位置为5.0 km处进行了有无泄漏及泄漏定位的实验研究,结果表明.该锁相放大器可以解调出泄漏信号,并能实现泄漏点精确定位.     

自适应小波阈值滚动轴承故障振动信号降噪方法

对于机械轴承故障振动信号的降噪处理,现有的小波阈值降噪方法不能满足提取轴承微弱故障振动信号的要求.针对硬、软闽值小波降噪方法存在间断点和恒定偏差以及现有的阈值函数灵活性较差等问题,提出了一种自适应的小波阈值函数来对滚动轴承故障振动信号进行降噪.以西储大学的轴承数据进行实际工程的仿真分析,通过对不同的阈值函数的信号降噪曲...     

小波阈值降噪在岸桥小车轨道振动信号处理中的应用

针对测量时振动信号易受噪声干扰的特点,采用小波降噪法对原始信号进行降噪处理。小波具有“变焦距”、较好的时频局部分析能力等特性,适合非平稳信号振动噪声处理。分别通过小波阈值降噪法对仿真信号并口岸桥小车轨道铰点振动信号进行降噪处理。试验表明,小波阈值降噪法能够较好的消除噪声,能有效提高信噪比、降低均方误差,为进一步分析振动信号奠定了基础。     

测量微振动的光纤Sagnac干涉传感器

提出了一种光纤Sagnac干涉传感器,用于固体表面传播的超声波产生的微弱振动检测.当超声波信号在固体中传播并作用于光纤传感器的敏感环时,干涉仪的输出光强度受到了超声信号的调制;通过检测干涉仪的输出光强度并利用Fourier变换,获得了超声信号的频率特征.对传感系统的相位调制特性进行了仿真,并对实验结果进行了分析,结果表明该系统可用于固体中传播的超声波的频率特征识别.     

基于多维特征的序贯概率比振源检测算法

光纤振动传感器现已应用于管道安全预警系统中,被用来获取振动信号.已有的信号识别检测方法多是采用一维特征,并主要应用于高信噪比的情况.由于实际振源产生的振动信号经常是复杂多变的非平稳信号,本文基于此情况提出采用多维特征作为振源检测模型,根据振源数据冗余量一般较大的特点,选取了序贯概率比算法完成振源检测,并利用光纤传感器采集的现场振动数据对该方法进行验证.结果表明,本文所给方法可以有效地进行振源检测,极大地提高了系统的检测性能.     

基于低频振动信号的断路器机械故障诊断方法

针对当前断路器机械故障诊断方法过度降噪,导致故障诊断信号重叠、不完整,造成故障诊断结果可信性较低的问题,提出基于低频振动信号的断路器机械故障诊断方法.根据连续信号小波、噪声小波系数传播特性,去除低频振动信号噪声,利用总体平均经验模态分解法,改善断路器低频振动信号的不连续问题,重新选定测点和加速传感器安装方式,实现断路器...     

独立分量分析在结构振动信号降噪中的应用

结构振动信号中混杂的噪声对信号的分析处理以及结构状态的诊断识别有很大影响。本文引入独立分量分析方法对结构动力信号进行降噪处理。通过增加实测噪声通道对多通道传感器信号进行扩展,利用有用信号与噪声成分之间相互独立,对信号进行ICA计算,将噪声与有用信号分离开来。对实验梁的实测振动信号进行分析处理表明,该方法降噪效果比较理想,而且降噪后的信号并没有改变结构动力特性。     

基于声发射的输油管线破坏点定位方法研究

针对国内油田石油输送管线上频繁的钻孔盗油,且常规互相关检测法定位误差较大的情况,基于声发射信号的传播和改进小波包分解算法,提出了一种钻孔破坏点精确定位方法.根据管道两端声发射(AE)传感器的采样数据,采用改进小波包算法将信号分解到不同的频段,并结合快速傅立叶分析对高、低频的不同情况分别进行处理,再提取能量较丰富的小波包作为特征包进行重构,对特征包的重构信号进行相关分析来确定破坏信号到达两端传感器的延时,进而确定破坏点的位置.实验研究表明该方法可消除小波滤波器组造成的频谱混叠现象,提高了互相关分析定位的准确性,有助于实时检测埋地管线上的钻孔破坏信号.     

FDM型增材制造中送丝机构动态监测与识别

为了研究在增材制造过程中,流量比（打印机打印速度与丝材挤出速度之间的比值）的异常状态对喷头阻塞或打印产品分层现象的影响情况,采用加速度振动传感器监测送丝机构中电机的工作状态. 采集打印过程中送丝机构电机不同运动状态的振动信号,利用傅里叶变换方法将时域信号转换成频域信号. 基于频域数据提取表征每组信号间差异的特征值,通过KNN分类算法并引入K折交叉验证,研究特征量以明确故障模式与信号的关系,识别送丝机构的不同运动状态. 实验结果表明,以信号频域数据差异为特征量提出的监测方法对异常流量比的识别准确率达到92.73%.     

基于多源数据特征融合的球磨机负荷软测量

针对磨矿过程球磨机负荷(ML)难以实时检测,生产中主要依靠人工经验判断负荷状态的难题,依据磨机筒体振动、振声、电流等信号与磨机负荷间存在相关性、信息互补与冗余的现象,提出基于多源数据特征融合的球磨机负荷软测量新方法.该方法由时域滤波、时频转换、特征提取、特征选择及软测量模型5部分组成.采用快速傅里叶变换(FFT)将滤波后的筒体振动及振声时域信号转换成频域信号,根据研磨机理将频域信号划分为低、中、高3个频段,采用核主元分析(KPCA)分别提取各个频段的非线性特征,选择振动、振声频域特征与电流时域特征的融合信号作为模型输入,建立基于最小二乘支持向量机(LSSVM)的磨机负荷软测量模型.实验结果表明,该方法与基于主元分析-最小二乘支持向量机(PCA-LSSVM)方法和单传感器方法相比,磨机负荷参数预测精度较高.     

Bending-Torsional Coupled Vibration Test of Large Power Gear Transmission System

In order to test the bending-torsional coupled vibration characteristics of the multi-shafts gear transmission system of large power vehicles, a torsional vibration exciter was used to apply torsional excitation on the gear transmission systems and thirty-two acceleration sensors were used to measure the tangential acceleration of each shaft. Torsional vibration signals and bending vibration signals of each measuring point were obtained by calculation of the four-point-response signal. The modal parameters of gear transmission systems including nature frequency, modal shape and modal damping ratio were obtained by identifying modal parameters of the torsional vibration signal and bending vibration signal. The characteristic of the bending vibration and torsional vibration of the gear systems were studied through the analysis of the nature frequency and modal shape. The nonlinearity characteristic of the gear transmission system was investigated through single frequency excitation test, which can be the foundation for further nonlinearity research.     

家庭影院音响性能测试分析系统开发

针对使用声音测量设备对家庭影院音响系统检测时噪声信号多的问题,建立了一种音响性能分析系统.首先利用振动计测量音响产生的振动信号,然后用数据采集卡采集该振动信号和函数发生器发出的标准信号,最后由软件进行信号分析,完成对音响性能的检测.该系统以振动计、任意函数发生器、NI数据采集卡、计算机为主要硬件平台,用LabVIEW图形化编程语言编写仪器控制、数据采集、数据存储、信号分析等软件程序,实现了多通道信号的实时数据采集、在线监测、数据存储、信号分析等功能.实验结果表明该系统能准确测量音响的振动频率、幅值大小,并对音响的振动信号进行频率校准、功率谱分析、相关性分析以及频响函数分析等;该系统测量精度高、实时性好,测量所得信号噪声小,测量分析结果能反应音响的基本性能.该系统组建简单方便,适合家庭影院音响系统的性能测试.     

基于FFT与STM32 MCU的涡街信号处理系统设计

该文针对涡街传感器输出信号的特点和低流速时涡街流量计测量精度受限的问题,设计了一种基于STM32芯片的数字涡街信号处理方法与系统,将涡街传感器输出信号通过低噪声前置放大电路,可采集低流速下的涡街信号,再通过频谱分析法FFT准确计算出涡街信号频率,有效提高了测量精度。     

振弦式传感器测频技术的研究

摘要：根据振弦式传感器的工作原理,提出了一种以LM3S6965为控制核心的振弦式传感器测频的新方法．利用LM3S6965内部16位定时计数功能完成激励信号的输出和频率信号的测量,并对所测结果进行温度补偿来降低传感器所处环境温度对频率测量的影响,同时采用等精度测量的方法提高了系统的整体测量精度．     

基于声音位置指纹的室内声源定位方法

针对基于模型的声源定位方法在非结构化空间中应用所存在的模型依赖度高、定位精度低等问题,提出一种基于声音位置指纹的定位方法,通过将待定位点处的声源信号空间位置特征与定位数据库中信息进行比较从而完成声源定位.该定位方法包括2个阶段:离线采样阶段,捕获各定位参考点处声源信号并完成位置特征提取,据此特征和参考点位置信息构建定位数据库;在线定位阶段,通过提取待定位点处实时信号特征并和定位数据库中信息进行匹配完成定位.仿真实验结果表明:在麦克风数量较少、环境噪声干扰较大的情况下,该方法具有较小的声源位置估计偏差,定位效果可满足实际应用需求.     

基于叠栅信号的超精密定位特性研究

介绍了一种采用叠栅信号实现超精密定位的定位方法,首先建立了衍射叠栅信号和相对位移关系的数学模型,并在MATLAB仿真软件的辅助下完成了对其定位特性的研究. 探讨了光栅倾斜对定位精度的影响,倾斜角越大,定位点的偏移越大,为确保高的定位精度,光栅的倾斜角度必须控制在一定范围之内. 研究发现激光束束径和莫尔信号之间存在一定关系,当激光束直径为光栅常数的11倍及以上时,激光莫尔信号几乎不受外界干扰的影响,此时能够达到更高的定位精度. 同时,分析了不同光栅常数对定位精度、定位行程的影响,并进而提出了粗光栅与细光栅相结合的两段式复合定位技术,可使定位装置在较大的行程范围内实现高精度定位. 实验表明,采用衍射叠栅信号的超精密定位可获得±10 nm的定位精度.