泄漏检测应用中突发干扰对LMS时延估计性能的影响

文章中把LMS时延估计算法用于地下管网的泄漏检测和漏点定位，避免了经典时延估计算法一广义互相关法(GCC方法)需要知道信号和噪声统计特性等先验知识的不足，但是泄漏检测应用中，管道外在环境造成的突发性强干扰，导致了传感器接收到的信号是非平稳的，而非平稳信号对LMS的时延估计性能有不利影响，文章中分析了这种由突发性强干扰导致的非平稳信号对LMS时延估计收敛性、收敛速度和时延估计值的影响，提出了消除突发干扰的方法。实验表明，在地下管网泄漏检测应用中，该方法能够有效地消除强突发干扰噪声，使得估计性能得到显著的改善。     

被动声学液体管道微泄漏内检测方法研究

针对液体管道微泄漏（小于1 L/min）难以检测和识别的问题,建立基于被动声学的液体管道微泄漏内检测方法,研究管道微泄漏的声学机理,并搭建实验平台。采用管道内置高灵敏度声学传感器的方式,进行不同泄漏孔径和和泄漏内压下微泄漏声学实验,微泄漏声信号幅值随泄漏孔径和泄漏内压呈正相关变化。利用改进EMD(IEMD)-小波阈值降噪算法对微泄漏声信号进行降噪处理,以减少噪声对真实泄漏信号的影响。提取并定义不同信号处理领域（时域、频域）的特征参数,如均值、标准差、均方根、峰峰值等,以表示微泄漏的复杂性。将特征参数作为下一步管道泄漏识别的数据库,并将数据分为实验组和验证组。采用网格参数寻优支持向量机（SVM）构建自动分类模型对管道微泄漏进行识别,降低人工误判概率。研究结果表明：管道微泄漏识别准确率达到97.87%,可以实现对管道微泄漏的准确识别。研究结果可为声学内检测器的研发提供理论基础。     

基于相关原理的相位差测量改进算法及应用

为提高相关法在非整周期采样情况下的相位差测量精度,增强算法的动态响应能力,提出了一种基于相关原理的相位差测量改进算法。该算法利用原两路同频信号产生具有90°相移的两个参考信号,经零相位滤波后,将原两路信号分别与两路参考信号进行相关运算,再利用相关和正弦函数的一些性质得到相位差的计算公式。理论分析和实验结果表明,该算法具有不必预先知道信号频率的特点,测量精度不受采样是否整周期的影响,且能实现相位差的动态检测,与传统算法相比,该算法测量精度更高,更具鲁棒性和普适性。     

音频无人机定位的时延估计模拟分析

针对无人机非平稳音频信号时差定位中,广义互相关时延估计算法抗噪性差和时延估计值精度低等问题,文章采用了一种基于广义二次相关时延估计的改进算法。算法对叠加了实际噪声（如风声、雨声、汽车鸣笛声等）的无人机音频信号进行频谱细化的广义二次相关,有效抑制了噪声干扰,融合相关峰精确插值算法,提高了互相关函数的分辨率,使得时延峰值更加明显。仿真实验结果表明,改进的广义二次相关方法在不同信噪比时,比广义互相关和广义二次相关算法的时延估计精度更高,稳定性更好。改进的广义二次相关算法对无人机定位中的时延估计具有更好的性能优势,具有较强的实际应用性。     

基于Symlets小波变换的燃气管道泄漏诊断方法

提出一种新的基于无线传感器网络的管道泄漏诊断方法,以解决现有管道泄露诊断方法存在的定位精度差、距离受限和实时性差的问题.该方法采用分布式数据融合技术,在源节点处利用Symlets小波变换提取包含泄漏特征的单模态声发射信号,消除噪声干扰及频散现象;在汇聚节点处根据信号幅值大小将泄漏点两侧的信号排列组合,利用互相关时差定位和加权平均原理获得泄漏点位置坐标.实验结果表明,基于无线传感器网络的新型管道泄露诊断方法可显著提高泄漏点定位精度,其定位误差小于5%.     

声压传感器与振速传感器中心不一致带来的定向误差分析

声矢量传感器由声压传感器和质点振速传感器组成,可用在空间某点同步测量声场的声压和质点振速信息。但矢量传感器在实际制作时,可能存在声压传感器和质点振速传感器中心不一致的情况,即矢量声场的非共点测量。这会使得声压与振速通道之间的接收信号存在时延差,从而影响矢量传感器的定向性能。从理论上分析了时延差对平均声强法定向的影响,即降低了信号处理的信噪比及引入π相位的定向误差,并提出采用互相关声能流法进行定向。通过仿真分析了中心不一致、入射角度和信噪比等因素对不同类型的目标定向结果的影响,并验证和讨论了互相关声能流定向算法的有效性和适用性。     

一种水声声速的时频测量综合算法研究

针对飞行时间测量法中信号起振点难以检测而导致的测量误差问题,提出了一种基于时频的综合测量算法,以获得高精度超声波声速。首先运用信号时域互相关法,测量声波飞行的整周期时间;再利用信号频域信息中相位差,获得超声传播群延时信息;最终通过时域与频域综合信息获得高精度的飞行时间测量,从而提高声速的测量精度。声速测量平台采用“FPGA+微处理器”架构,对提出的方法进行验证,实测数据结果表明该声速时频测量算法有效,并具有较好的实用价值。     

信号相位差的算法研究

研究求信号相位差的三种算法。首先利用相关分析,对于同频信号,互相关函数保留频率信息和相位差信息;另外可以采用LMS算法设计自适应相位差估计器,具有较高的精度;还可以借助基于快速谱分析(FFT)技术的快速谱分析测相模块,实现信号的相位差计算。     

自来水管网泄漏检测方法的研究

本文根据管网泄漏的实际情况设计并进行了管网水泄漏的模拟实验 ,对泄漏产生的信号进行了测试分析 ,采用互相关分析估计时间延迟来检测泄漏点位置 ,根据泄漏信号特征构造了人工神经网络模型 ,并用于泄漏点的检测 ,实验研究表明水管泄漏互相关法检测技术是适用可行的 ,但需要两个以上的传感器 ,而神经网络模型则只需一个传感器即可实现泄漏点的检测 ,体现了单传感器实现定位检测的良好前景     

基于模式识别的自适应时钟重置检测算法

为解决网络测量中因测量主机的时钟重置导致单向时延测量误差的问题,根据时钟重置发生的不定时性和发生次数未知的特征,提出了一种基于模式识别的自适应时钟重置检测算法（PRBA）。该算法基于模式识别中的最大最小距离聚类算法对单向时延测量值进行聚类,同时利用时间序列技术中的一种低通滤波器过滤出噪声区间,从而有效识别网络行为特征,自适应地检测时钟值瞬时调整方式的时钟重置。实验结果表明,与现有同类算法相比,该算法具有较高准确性和自适应性。     

碳管炉真空系统的检漏

本文主要论述了碳管炉真空系统的组成及特点,利用静态压升检漏法和氦质谱检漏两种手段评定碳管炉密封性的好坏,此方法对真空热处理设备及类似装备的设计、检漏具有很好的指导意义.     

时延系统中T-LSSVR动态软测量建模方法研究

针对工业过程中由于系统存在延时导致软测量模型难以建立、模型精度偏低等问题,提出将系统延时(T)与最小二乘支持向量回归机(LSSVR)相结合,构建一种基于T-LSSVR的动态软测量建模方法;该方法在建模过程中利用互相关函数与一阶广义差分算法辨识得到“静态响应延时”和“动态响应延时”,通过软测量手段对变量进行预测以实现辅助变量对主导变量的最佳估计。对某化工企业具有此类双延时性质的系统进行实验,实验结果表明该建模方法在动态和稳态数据预测方面都有良好的预测效果。     

基于压电传感器的管道泄漏信号可靠性识别技术研究

管道泄漏检测的可靠性主要取决于泄漏信号的信噪比,泄漏信号信噪比的提高主要由传感器和对信号的处理方法决定。在定量分析的基础上,得出了基于压电传感器的管道泄漏检测方法具有比基于压力传感器的负压波法更高的泄漏信号信噪比。通过信号分析,论证了平滑滤波对于提高泄漏信号信噪比的必要性,提出了用区间信号能量来突出泄漏信号的方法。分析比较了实际检测信号幅值、区间信号能量和区间信号平均能量的平方3种方法下泄漏信号的信噪比,提出了用基于区间信号平均能量平方的顺序能量比率法进行管道泄漏信号识别的方法。结果表明该方法可以极大地提高泄漏信号信噪比和泄漏检测可靠性。     

基于频谱分析的压缩空气泄漏直射和反射超声的识别

介绍了气动系统中压缩空气泄漏超声检测的原理,分析了由反射超声信号导致的错误检测问题,并提出通过识别反射超声信号的方法来解决此问题;对直射和反射超声信号进行测量实验研究,发现并分析了直射和反射超声信号在频谱图形状上存在的明显区别;通过设计识别算法,得到可识别反射超声信号的反射特征系数 (Reflectance Characteristic Coefficient,RCC);经实例计算发现：直射超声信号的RCC值在100以下,反射超声信号的RCC值在200以上。该结果对压缩空气泄漏检测中有效的识别出反射超声信号、避免由反射超声波导致的检测错误具有重要的实用价值。     

广义互相关时延估计声定位算法研究

针对地面目标声定位因信噪比较低而定位精度差的现象,提出了基于广义互相关法的声定位系统,根据平面四元法目标定位计算式,研究了广义互相关算法在实际中的应用。环境噪声、军事目标声和民用目标声频谱范围大多集中,即出现目标声会与背景噪声高度重合的情况,发现一般加窗滤波法在降低噪声的同时亦会将目标声强度大大削弱,而广义互相关时延估计法是通过计算两路信号互相关函数的最大值而求得时延差,其精度高、稳定性好。通过计算机仿真得到在信噪比较低的情况下,加窗滤波因大大削弱目标声强度而造成定位精度较低,而利用广义互相关方法可得到较为精确的声定位坐标。     

Digital time-of-flight measurement for ultrasonic sensors

Ultrasonic sensor measurements are mostly based on the determination of the time of flight (TOF). The development of a digital algorithm for pulse-echo measurement applications, based on the use of a cross-correlation function to determine the TOF, is presented. Some experimental results are presented, and the possibility to realize a low-cost real-time measurement system is considered     

基于频域互相关的LED晶粒阵列快速视觉检测

为了满足LED晶粒视觉检测的实时性要求,提出了一种频域互相关的快速模板匹配方法。首先通过一种递推求和算法将LED晶粒阵列图像的灰度在空间域进行归一化处理,然后利用快速傅里叶变换到频率域进行模板与LED晶粒阵列图像的互相关运算,快速定位所有LED晶粒的像素坐标。对于清晰的二值晶粒图像,可以省去归一化处理,检测效率更高。实验结果表明:对于复杂结构的LED晶粒,检测效率远高于传统的NCC模板匹配,比常用的序贯相似检测（SSDA）算法效率提高1倍以上。该方法能够用于各种LED分选或固晶系统中的晶粒检测。     

基于分子流传感元件的真空腔体漏率测量方法

本文介绍了一种基于分子流传感元件的真空腔体漏率测量方法,该方法通过分子流传感元件测量真空腔体整体漏率,采用的测量装置由气体流量测量系统、真空抽气系统、恒温系统等部分组成.在测量系统中,流经传感元件的气流处于分子流状态,通过测量传感元件两端的差压,计算质量流量,可以得到真空腔体的整体漏率.实验中对多个真空腔体漏率的测量结...     

LFM脉冲信号的联合互相关实时检测算法

针对线性调频(Linear Frequency Modulated,LFM)脉冲信号在水声跟踪系统中的实时检测问题,提出了一种基于互相关的联合检测算法。该算法将接收到的声信号分别与修正后副本及上周期实际声信号样本进行相关,并按照一定加权系数将两次互相关数据进行融合处理,实现LFM脉冲信号的有效检测。经过仿真分析及湖上试验,证明该算法具有较高的检测精度,是水声信号处理的一种实用方法,可有效提高水声跟踪系统的检测性能。