基于FPGA的浮动式船舶吃水检测系统的研究

在向家坝升船机试通航阶段,为保障通航安全并核实船舶实际吃水,文中设计了一套基于FPGA的浮动式吃水检测系统.该系统主要依据向家坝升船机辅助闸室内的超声波水下传播模型,超声波指向性模型,获得超声波传感器的实时幅值点矩阵,采集倾角传感器数据获得实时设备姿态进行数据补偿,同时结合动态水压值检测系统实时坐标系,最后计算得出通航船舶的实际吃水值.通过向家坝升船机现场试运行,并经过专家质询认证,样机系统达到设计要求,方案科学合理,实用性强,精度满足现场测量需求.     

主提升安全制动系统在彭水升船机工程中的应用

主提升安全制动系统在升船机到达预定位置时投入制动确保承船厢准确停位,在升船机运行中发生故障时能紧急制动,避免因设备故障引发升船机失控事故,实现可靠平稳停机.彭水升船机在卷扬机交流电机与减速器间的联轴器上设置一套工作制动器,用于电气制动失效的情况下将主机紧急制动;同时在每只卷筒的外端分别设置一套安全制动器,用于有效持住船厢悬吊系统不平衡载荷,通过两级制动配合确保升船机系统安全运行.介绍了彭水升船机主提升安全制动系统的配置、技术特点、运行工况、检测及保护,为同类型升船机主提升安全制动系统的设计、运行及维护提供参考.     

基于二次相关的双阵元接收阵列超声波风矢量测量

针对在低信噪比条件下超声波风速风向测量精度低的问题,提出一种基于二次相关法的双阵元接收阵列超声波风速风 向测量方法。 首先采用由一个超声波发射传感器和两个接收传感器组成的阵列结构,其次在该系统结构基础上给出一种基于 二次相关的超声波传播时间测量方法,利用二次相关算法对噪声抑制更强的性能可有效提高风速风向测量的精度。 最后通过 模拟仿真实验对所提测风方法进行有效性验证,并通过双阵元测风系统进行了实测数据验证。 实验结果表明,基于二次相关算 法的双阵元接收阵列超声波传感器风速风向测量方法具有较强的噪声抑制能力,在实测环境下风速风向最大测量误差分别为 0. 24 m/ s 和 2. 4°,基本达到了超声波测风仪的设计要求。     

基于LPC2212的超声波电源频率跟踪系统研究

频率跟踪是超声波电源的一个重要特性.针对目前超声波电源负载发生突变时系统易失锁的问题,提出了一种基于LPC2212的超声波电源频率自动跟踪控制,并对其频率跟踪控制方法进行了阐述,给出了频率自动跟踪实现流程图.通过实验证明该控制方法具有检测精度高、动态响应速度快、频率跟踪稳定性高等优点.     

超声波技术在配网架空线路故障检测中的应用

为进一步提高配网架空线路运行稳定性和安全性,减少架空线路停电检修次数,对配网架空线路故障检测 进行了研究,以超声波技术为基础构建了架空线路故障检测系统,分析了超声波检测系统的工作原理、工作流程、软 硬件设计等,并通过实例应用验证了该故障检测系统的有效性,降低了架空线路发生故障的概率.     

超声波外测液位检测方法研究

在工业生产中，经常需要对封闭容器内各种液体的液位进行精确检测。在分析比较目前广泛采用的超声波液位测量方法的基础上，结合现有方法的优点采用一种计算更简单、操作更方便的超声波外测液位检测法，设计以单片机为核心的超声波外测液位检测系统。通过对封闭容器内水的液位检测实验表明，该系统可靠性强，检测误差小于1mm。此外，通过修改超声波在被测液体不同温度下的传播速度表就可以测量各种液体的液位。     

基于超声波法的变压器重症监护系统研制及应用

变压器局部放电超声波检测技术作为一种有效的绝缘诊断技术,目前已在超特高压变电站变压器故障诊断中广泛应用。借鉴重症监护医学领域技术,研制了基于超声波法的变压器重症监护系统,并应用于存在故障隐患或危急停运的变压器设备上。该系统以变压器局部放电超声波信号特征量为基础,结合现有的在线或离线特征量,如油色谱在线监测、数据采集与监视控制(SCADA)运行负荷等实时数据,采用数据融合的方法综合分析,实时检测并准确定位局部放电源。现场应用情况表明,该系统能够有效检测变压器内部放电性故障,为变压器状态诊断及检修策略的制定提供有效支撑。     

多线程技术在超声波数据成像和实时采集中的应用

本文主要讨论了在超声波系统软件中对于数据成像和实时采集的问题.超声波数据的实时采集是超声波焊缝检测的关键,而对超声波数据的成像也关系到焊缝缺陷的准确定位.在超声波实时采集的同时,进行波形成像是缺陷检测软件系统设计中的一个难点.本文采用了MFC类库,通过使用多线程技术和线程同步方法来进行超声波数据的实时采集和波形界面成像.通过使用多线程,整个超声波数据检测系统软件能够在流畅显示波形的同时,较为稳定的采集超声波数据,不会产生数据严重丢帧的现象,从而达到一定的检测性能.     

二维定位系统电路设计与信号处理

文中给出基于红外线和超声波结合单片机,实现长度和宽度定位的系统构成,工作原理及其信号处理.该系统用于对车载货物的随机自动抽样检测,性能稳定、可靠,可用于需要二维定位的不同系统中.     

向家坝升船机结构地震反应分析

本文采用数值模拟的方法,研究向家坝升船机结构的动力特性、结构的位移与加速度反应、墙体应力与联系梁内力反应,并分析了纵导向机构的刚度、纵向阻尼装置的阻尼系数对船厢与塔柱之间地震耦合力的影响。研究结果表明,船厢内水体的基频远离塔柱结构的基频,水体对塔柱结构的动力影响不大;塔柱结构墙体应力不大,但是,顶部联系梁特别是结构缝外侧的主横梁、主纵梁的根部附近区域内力较大。基于大量的计算成果,建议向家坝升船机每套纵导向装置的刚度在540～660MN/m之间选取,并建议设置适当的纵向阻尼装置（阻尼比为5%～10%）以降低纵导向耦合力。研究表明,若设置相当于5%阻尼比的纵向线性阻尼器时,每套纵导向装置的耦合力可降低至3.8～5.3MN。     

基于FPGA和STM32的多通道超声信号同步采集系统设计

使用超声阵列探头进行无损检测时,为了保证检测的精度和准确性,检测系统需要对阵列探头各个通道的超声信号进行同步采集.该多通道超声信号同步采集系统以FPGA与STM32微处理器为核心,FPGA芯片负责数据的同步采集和缓存,最多可以进行32通道超声信号的同步采集,STM32作为系统主控芯片,负责发送控制信号和数据传输.该系统结合了FPGA和STM32微处理器的功能特点,使系统具有良好的工作性能,对各通道A/D进行并行控制,完成超声信号的同步采集,并将缓存的数据经由以太网接口传输到上位机进行保存、显示以及后续的数据处理.使用该系统对阵列探头的各个通道进行数据采集,采集的数据有很好的同步性,能够满足多通道超声检测数据同步采集的要求.     

高坝洲升船机计算机监控系统上位机系统设计与实现

高坝洲升船机计算机监控系统由现地控制单元、通信网络和上位监控主机3部分构成。文中在简要介绍各部分的组成后，着重介绍了上位机系统的功能设计和实现方法。上位机系统具有访问权限设置及安全闭锁、升船机系统运行监控与仿真、数据采集与数据库管理、故障报警与事故追忆、报表管理及打印、机构动作超时保护、专家提示及事故指导等功能。最后介绍了计算机监控系统网络调试方法。     

升船机电气传动系统方案的研究

针对升船机电气传动系统,提出了三种电气传动系统方案,就升船机的多电机传动速度控制和出力均衡控制进行了分析,并阐述了国内升船机传动方案应用及调试效果。     

钛合金疲劳裂纹的线性和非线性超声综合定量检测技术

钛合金航空部件的低周疲劳裂纹在常规线性超声检测技术中易被低估,是飞机服役的安全隐患。针对上述问题开展了钛合金疲劳裂纹的非线性超声调制检测及其定量技术研究,提出了钛合金疲劳裂纹的线性和非线性超声综合检测方法。首先,通过金相法和线性超声相控阵检测技术对疲劳裂纹进行定量检测;其次,搭建了抗干扰能力强的非线性超声调制检测系统并设计了传感器布置方法;最后,基于声场分布分析提出疲劳裂纹的非线性超声调制定量方法,并将其定量检测结果与超声相控阵检测技术相对比。研究结果表明,超声相控阵方法测量的宏观裂纹长度为12 mm,而非线性超声方法测量的微裂纹延伸至距窄槽端部20 mm处,非线性调制检测技术在检测微裂纹和闭合裂纹具有显著优势。     

基于圆环形超声阵列传感器的局放定位系统开发与实验研究

局部放电超声阵列定位方法是一种将超声阵列传感器与阵列信号处理技术相结合的局放定位新方法。文章开发了一套基于圆环形超声阵列传感器的局放定位系统,首先设计研制了超声阵列传感器阵元与阵列传感器装配体,组合后可得到九元和十六元的圆环形超声阵列传感器,并据此搭建了一套局放定位实验系统;然后结合现有局放超声阵列定位方法,开展了大量的局放定位实验研究。结果表明,局放定位系统可以有效实现对局放源的空间定位,满足工程需要。     

管道电磁超声传感器阵列检测技术研究

采用电磁超声传感器阵列对管道进行缺陷检测,不仅能够提高电磁超声检测信号的信噪比、灵敏度与分辨能力,同时也能增强电磁超声检测的直观性与灵活性。本文详细阐述了基于洛伦兹力的周期永磁铁阵列式电磁超声传感器(PPM-EMAT)激励超声导波的工作原理,及利用全聚焦算法结合极性一致性算法对缺陷进行定位与成像的工作机理。建立了有限元仿真模型,验证了准T(0,1)模态导波在管道结构中的传播过程。利用研制的多通道电磁超声检测系统,对含缺陷的不锈钢管道进行了检测实验,实验结果表明,研制的系统能够检测出管道试样中的多个通孔缺陷,纵向定位误差可控制在1.5%以下,实现了基于阵列电磁超声传感器的管道缺陷成像与定位。     

基于超声波的气液两相流测量技术综述

对目前国内外采用超声波测量气液两相流的三种最新方法——超声波散射法、超声波多次回波反射法、超声波透射法进行了介绍,分别阐述了三种方法的基本原理和测量方法,对各自的特点和不足进行了分析,对声波在气液两相流中的最新研究进展进行了总结。     

新型医用超声波氧气流量计

以PIC16F886单片机为处理器和超声波检测技术为核心,以MPLAB编写系统软件,设计医用超声波氧气流量计。本系统主要由PIC单片机模块、信号切换电路、模拟放大电路、滤波电路和电压比较电路组成。将氧气通过定长的管道,单片机给超声换能器发送激励信号,测出超声波顺逆流的渡越时间和氧气温度。基于最小二乘法曲面拟合算法,构建氧气流量与温度和时间差的函数关系式,完成对氧气流量的测量。测量结果表明该系统稳定可靠,精度高,具有很高的工程使用价值。