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.     

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.     

光纤Michelson干涉仪的声发射检测实验研究

提出了一种基于Michelson干涉仪原理构成的非接触式光纤超声传感系统,用于固体中传播的超声波的检测．这种传感器的特点是能够精确地检测由固体中传播的超声波产生的微弱振动．当超声波信号导致反射器振动时,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,测得了超声信号的振幅和频率．对传感系统的位相调制特性进行了仿真,并对实验结果进行了分析,表明该系统可用于固体中声发射的频率特征识别．     

基于四麦克风阵列的三维声源定位

设计了一个三维声源定位系统,提出了一个新的系统模型,并时传统的基于声波到达时间差(TDOA)的算法进行了优化.通过检测麦克风接收到信号的时间差,结合已知的阵列元的空间位置确定声源的位置.该系统声源采集部分由4个阵列成正四面体的麦克风组成,算法的硬件实现由TMS320C5416DSP芯片完成.整个系统实现了声源定位的功能.     

船舶管道泄漏的干涉式光纤监测仪的设计与实现

针对船舶管网弯曲多、噪音强、流体波动大的复杂环境要求,设计实现了基于直线型Sagnac光纤干涉仪的船舶管道泄漏检测系统.该系统基于消除零点频率盲区、避免零点频率重复、利于零点频率出现、防止噪声频率污染4要素,通过合理选取消盲光纤的长度的方式寻找光纤传感器最优区段作为监测仪传感器.同时,通过将电路、光路及探测器均集成到机箱内,实现了监测系统的仪器化设计.系统测试表明:该仪器能够实时、精确地检测到泄漏信号,有效解决船舶复杂管网监测问题.     

基于小波包分析的模拟天然气管道泄漏声发射定位

开展了模拟天然气管道泄漏检测与定位研究,研究利用小波包分析技术,首先对声发射信号进行分解,再对衰减的信号在不同频率段内进行有效的补偿,然后对分解的信号进行小波包重构,利用互相关技术计算两个声发射传感器接收到的声发射信号的时差,进而进行声发射源定位。对模拟天然气管道泄漏的声发射信号的处理结果表明该方法能够有效实现管道泄漏检测与泄漏源定位,并且泄漏源的定位精度高,误差〈8%。如能将这一技术改进并实现长距离管道泄漏检测与定位,将具有广阔的应用前景。     

三维编织复合材料声发射源定位分析研究

采用声发射检测技术,基于声发射波的传播特性和最小二乘法理论确立了三维编织复合材料性能分析和内部缺陷的定位方法.通过实验对比了工业CT扫描和声发射检测两种方式确定损伤源位置的差异,表明声发射源定位具有一定的准确性.     

声发射源信号强度的“逆源”问题研究

依据弹性波衰减理论,建立了利用实测信号幅度反推声发射源信号幅度的关系式和计算机数值算法,将反推过程编制了计算机程序,为评价声发射源的严重度提供了有效计算声发射源信号强度的方法．还给出两种板厚的反推算例,其反推声源信号幅值的误差不大于１ｄＢ,为声发射源严重度的定量评定提供依据     

电流检测式静电探测器的信号特征及阵列模型

阵列方法广泛应用于遥感遥测等众多领域的定位问题上.在静电探测器阵列系统中,利用平面传感器将静电信号转换为电流信号进行检测的电流检测式静电探测器具有其独特的信号特征,具备构成阵列模型的基本条件.经实验证明针对静电传感器的定位阵列模型方法可行.分布式静电探测器阵列定位系统在不改变系统的硬件条件和资源配置的情况下,大大提高了系统的定位精度,降低了静电探测系统的误差.     

基于分布式传感器阵列的静态气体源定位方法

基于气体湍流扩散模型提出了适用于稳定风场的静态气体源定位方法, 采用分布式传感器阵列对空间内的目标气体浓度进行检测, 依靠多点观测结果计算气体源位置. 定位算法预先设定气味源的潜在范围, 采用遍历计算的方法将气味源定位问题转变为根据最小二乘法则在预设范围内求取气体源坐标最优解的问题. 通过仿真实验对新算法进行验证, 建立金属氧化物气敏传感器阵列及信号采样系统, 以乙醇蒸汽为目标气体在实验室环境下进行了实际气体源定位实验.     

多层包扎尿素合成塔无损评价方法

利用声发射技术对一台多层包扎尿素合成塔进行了检测和整体性状况评价，并用超声相控阵成像方法对声发射集中定位源进行了复验.试验结果表明，声发射能够有效检出深环焊缝中存在的活性缺陷，超声相控阵技术能实现活性埋藏缺陷的精确定位和测量.采用以声发射技术为主，结合超声相控阵技术的无损检测方法能够实现带有深环焊缝的多层包扎容器的无损评价.     

基于分布式光纤传感技术的封闭空间火源精确定位方法研究

为了解决封闭空间火源精确定位困难的问题,文中提出了一种基于拉曼散射的分布式光纤传感技术的火源精确定位方法,对比分析了分布式拉曼测温系统在温度测量领域的优势,简化了封闭空间火场的火源模型,在分析温度与后向拉曼散射光的关系特性的基础上,给出了传感光纤布阵方案和火源粗略、精确定位的数学模型,并通过实验验证了方法的有效性,实验结果表明本方法定位误差范围可控制在54cm^2以内.此方法解决了封闭空间火灾火源定位精度低的问题,为分布式光纤传感技术在二维、三维空间传感领域提供了一定的理论基础.     

时差定位最优布站方法研究

针对时差定位,提出了以优化布站来提升定位精度的方法.该方法以克拉美罗下界的迹最小为定位精度衡量指标,通过对时差定位条件下克拉美罗下界的影响因素进行分析,发现接收站到目标的距离对克拉美罗下界没有影响,而接收站到目标的角度对克拉美罗下界有影响.随后,对克拉美罗下界迹的表达式进行了推导,并求得其最小值及取最小值的条件,得到结论:当接收站包围目标并呈等角布站时,对目标定位的克拉美罗下界取得最小值,此时布站最优.     

基于五维光纤传感器的沥青路面动水压力测量的研究

基于国内外已有的研究成果,介绍了一种自行研发的五维光纤传感器,用于测量沥青路面结构内的动水压力. 该传感器应用光纤传感原理,采用十字梁结构将4个光纤传感器固定,并填充水泥混凝土以稳定及保护传感器. 将五维传感器埋设于路面,并使之处于饱水状态. 当加载车辆以不同速度驶过时,光纤光栅将传递压应变信号,然后由调制解调器接收信号,即可测量出动水压力值. 实测结果发现,动水压力呈正负压交替现象,且最大正压力可达到0.115 MPa,最大负压力达到0.073 MPa. 各方向的动水压力均不相同,但均随车速递增. 关键词:沥     

FMS刀具切削状态多传感器实时在线监测智能系统

论述了一个刀具切削状态实时在线监测智能识别系统的组成原理和构造，提出了一种新型流体声发射和电机电流的综合传感新方案，建立了机床控制系统与智能监测系统的并行通讯和刀具切削状态识别的专家决策系统，根据不同的工况条件自动选择传感方式、监测模式和识别方法，形成了一套完整的在线监测智能识别系统。     

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.