冲击回波法检测水工混凝土耐久性的试验研究

研究了冲击回波法用于混凝土棱柱体试件动弹性模量的测试情况,发现测试的波速为理论的一维P波波速,且获取混凝土动弹性模量的方法在本质上与传统的共振法是一致的。采用冲击回波法检测混凝土试件在冻融循环中波速的变化,与共振法测试的自振频率的变化进行对比研究,总结其内在规律,最终换算到相对动弹性模量的下降值来评价混凝土的抗冻性。初步的试验和理论分析的结果表明,利用冲击回波法进行水工混凝土抗冻性检测的方法切实可行,可用于水工混凝土的耐久性评估。     

基于静态峰值分布的超声波回波信号检测方法研究

超声波气体流量计在气体流量计量方面具有独特的优势而被广泛应用,然而超声波信号在管道内传播,受流速、噪声等因素的影响,超声波回波信号幅值会发生衰减,造成回波信号定位错误导致严重的计量误差。尤其在高流速情况下,使用常用的方法很难确定特征点,导致测量到错误的结果。为此,研究超声回波信号的峰值特性,提出一种基于归一化静态峰值分布的超声波回波信号的超声气体流量计数字信号处理方法。在静态条件下对超声回波信号进行归一化,提取超声波回波信号峰值分布得到静态峰值参考波。在动态条件下,判断回波信号峰值的与静态峰值参考波的对应关系,确定特征点后计算超声波传播时间。该数字信号处理方法在以MSP430微控制器为核心的数字系统中实现,并进行气体流量标定实验,可验证该方法和所开发的数字系统的有效性。     

小波变换在混凝土冲击回波检测中的应用

采用冲击回波法检测混凝土厚度或者缺陷时,采用传统快速傅里叶变换方法,由于傅里叶变换的时移性以及信号中包含表面波和结构模态振动使得特征频率的提取较为困难。要解决特征频率提取受到干扰的问题,该文提出一种小波变换结合傅里叶变换的信号处理方法。首先对回波信号进行小波变换,得到信号时频图和小波边际谱,其次将小波边际谱与傅里叶谱相乘,得到增强傅里叶谱。结果表明:信号时频图可以确定表面波和模态振动的频率范围和时间跨度,增强傅里叶谱不仅可保证频率分辨率,而且抑制由于傅里叶变换的时移性产生的多个波峰,使得特征频率在频谱中更为清晰和准确,是一种适用于冲击回波检测的信号处理方法。     

基于特征点的光纤位置检测方法

介绍对光纤端部位置的非接触检测方法。以面阵CCD为传感器,检测光纤端部出射光斑,采用“重心法”提取光斑的特征点表征光纤的位置。着重分析了光源稳定性、CCD性能、AD采样位数对测量结果稳定性的影响。实验表明,基于特征点对光纤端部检测,重复精度达到0.7%的CCD像素,系统具有良好的稳定性。     

破损铝电解槽阴极钢棒的冲击回波法检测

电解槽的寿命及修复关系着整个电解铝行业的经济效益,是不容忽视的技术问题。为能对破损电解槽进行及时修复从而延长电解槽寿命,提出应用冲击回波法对电解槽破损状况进行评估。首先利用数值模拟方法探讨了冲击回波激振源特性对应力波脉冲宽度及应力峰值的影响,得出激振源直径D与脉冲宽度tc呈线性相关：tc=0.004D,且与应力峰值(P)呈指数相关P=2e~8D^{1.928 8},而冲击速度v不改变脉冲宽度tc,但与应力峰值P呈线性相关：P=0.0751v-0.068 6。进而基于数值分析结果,运用冲击回波法检测破损电解槽中的阴极钢棒,通过对检测结果的时频域分析,得出了阴极钢棒的破损状况及位置,并与刨槽后真实的阴极钢棒对比。结果表明：冲击回波法能很好地实现电解槽破损部位的定位,可为电解槽寿命评估与修复提供参考。     

冲击回波法检测预应力束孔管道压浆质量

详细阐述了冲击回波检测方法的原理及其在土木工程中的应用,结合厦门市某大桥,采用冲击回波法对箱梁预应力束孔管道的压浆质量进行无损检测.首先在完全灌浆的预应力钢束管道位置和正常混凝土位置(即无波纹管位置)进行测试,获得混凝土内部压浆密实和无预应力管道时的两组冲击回波频谱图,作为与测点检测结果进行对比的基础,根据时频谱图的分析结果可以预测钢束管道内的压浆质量,判断孔道中是否有空隙存在.经检测与分析表明,冲击回波法是可行的,适用于预应力束孔管道的压浆质量检测.     

基于冲击应力波测试法的阔叶材原木质量评估

阔叶材原木的质量评估可以为行业提供最优的阔叶材资源利用价值,但低成本、便捷、快速地评估阔叶材原木质量一直是严峻的挑战。基于此,提出了一种冲击应力波测试的质量评估方法,利用矩分析和小波变换提取两种声评估参数——时间中心和阻尼比,并详细推导了基于连续小波变换的阻尼比提取过程。应用该方法对阔叶材样本原木进行分等,原木板材锯切结果对比表明,基于时间中心和阻尼比的原木质量预测分等中,高质量组中的实测高等级板材占有率分别为74.2%和74.0%,低等级板材占3.2%和3.3%;而低质量分组中实测高等级板材分别占21.8%和28.5%,低等级板材占11.2%和8.3%。与传统的声速分等相比,高质量分组中高等级板材占有率提高了约26%,而低质量组中高等级板材占有率降低了15%以上。鉴于木材的变异性和阔叶材缺陷的多样性,综合考虑多个参数的分等结果可能是最佳选择。     

基于声呐历程累积图像的弱回波目标检测方法

针对浅海随机噪声与混响背景下蛙人等弱回波强度、慢速小目标的检测问题,提出一种基于声呐历程累积图像的目标检测方法。首先根据声呐图像时域、空域相关性,采用背景空时归一化处理技术,抑制声呐背景中的静态混响、突发性噪声等强回波干扰。声呐历程累积图像集成了多帧声呐图像的信息,目标回波亮点由于运动连续性形成亮线特征,利用该特征,采用Radon恒虚警率(Radon Constant False Alarm Rate,Radon-CFAR)检测声呐历程累积图像中的目标短时运动轨迹,能够检测到低信噪比的目标。分析了空时归一化处理和检测算法的性能,并通过海试数据验证了该算法的有效性,可以检测到低信噪比的蛙人目标回波。     

基于声呐历程累积图像的弱回波目标检测方法

针对浅海随机噪声与混响背景下蛙人等弱回波强度、慢速小目标的检测问题,提出一种基于声呐历程累积图像的目标检测方法.首先根据声呐图像时域、空域相关性,采用背景空时归一化处理技术,抑制声呐背景中的静态混响、突发性噪声等强回波干扰.声呐历程累积图像集成了多帧声呐图像的信息,目标回波亮点由于运动连续性形成亮线特征,利用该特征,采...     

基于深度学习的机器人抓取位置检测方法

进行了机器人的智能抓取研究,提出了一种基于深度学习的机器人抓取位置检测方法。该方法以目标物体的多模态特征作为训练数据,采用无监督学习与监督学习相结合的方式对目标物体的最优抓取位置进行学习。在无监督学习阶段,使用压缩自动编码器(CAE)对神经网络进行无监督逐层预训练;在监督学习阶段,使用反向传播算法对整个网络进行监督微调。仿真实验结果验证了该方法能够对目标物体的最优抓取位置做出精确的判断。在Universal Robot 5机器人上进行了抓取实验,实验结果表明该方法的抓取成功率较高,能够应用到与机器人抓取相关的任务中。     

基于光纤应变传感器的型架定位器位置检测方法研究

针对飞机装配过程中型架定位器的位置变化,提出一种基于光纤应变传感器的定位器位置检测方法。通过光纤应变传感器对型架主体及定位器组件关键特征区域的应变和定位器位置变化量进行实时采集,对采集的数据进行分析和处理,采用BP（back propagation,反向传播）神经网络建立飞机型架不同区域应变量与定位器位置变化量之间的数学模型。在某型工艺装备上搭建型架定位器位置检测试验平台,根据试验数据分别建立了定位器在平面及空间范围受载下的位置检测神经网络模型。试验结果表明：当神经网络样本数量一定时,模型对定位器位置的预测精度与加载偏移角度有关,偏移角度越小,加载覆盖率越高,模型的预测精度越高。其中,平面内以30°间隔、空间以45°间隔加载时,建立的神经网络模型对定位器位置的预测精度满足定位要求,验证了本文方法的可行性。该方法摈弃了用数字化设备直接测量的传统方式,弥补了因视线遮挡而造成个别定位器位置无法被检测的缺陷,能对装配过程中所有定位器的位置进行检测,解决定位器位置偏差过大造成的飞机部件检测质量差的问题,提升了飞机的装配质量。     

基于语义分割的火车车厢位置检测研究

为了实现在煤炭定量装车站装车过程中实时检测火车车厢位置,为溜槽升降提供触发信号,设计了一种基于语义分割的火车车厢位置检测模型。以FPN （feature pyramid networks,特征金字塔网络）和ResNet101 （residual network,残差网络）为主干网络,提取并融合分辨率、语义强度不同的特征图;结合基于期望最大化（expectation maximization, EM）算法的注意力机制,构建车厢上边框语义分割模型,用于过滤特征图中的噪声,提高图像边界的语义分割精度;设计位置检测模块,计算语义分割后图像中各类别的面积及其比例和车厢上边框外接矩形高度,以获取火车车厢位置信息。结果表明,所构建的车厢上边框语义分割模型在测试集上的mIoU （mean intersection over union,均交并比）为81.21%,mPA （mean pixel accuracy,平均像素精度）为88.64%,相比未引入注意力机制的语义分割模型分别提升了3.91%和7.44%。在煤炭定量装车站现场进行的火车车厢位置检测试验结果表明,基于语义分割的火车车厢位置检测模型的检测精度满足煤炭装车过程中车厢位置检测任务的要求,这为实现煤炭定量装车系统的智能化提供了新思路。     

一种基于SDC的船艏位置检测方法

在计算机控制的数字伺服系统中,采用集成ZSZ-02系列的自整角机数字转换器（SDC）实现模拟量信号到控制系统数字量的转换,介绍了一种船艏位置检测的实现方法。在文章中阐述了SDC模块的内部转换原理。     

基于空耦冲击回波法的饰面瓷砖层间脱空识别研究

针对饰面瓷砖脱空掉落的现象,建立了空气-饰面瓷砖层间脱空有限元模型,分析了钢球半径、激励速度以及信号采集位置等因素对饰面瓷砖层间脱空检测效果的影响,确定了最优值,然后利用特征识别参数对饰面瓷砖粘结层的脱空程度进行评估,并开展足尺试验对有限元模型的有效性进行验证。结果表明：钢球半径建议取9mm,激励速度建议取1m·s^-1,信号采集点与激励点的横向距离不宜小于60mm,垂向距离取5mm;黏结层脱空会使冲击回波信号加强。因此,时域图中的信号波动性增强、衰减速度减缓,频域图中的声压级增大,主频段前移并分化为代表结构整体振动和局部振动的两个频段;并且随着脱空程度的增加,频域面积增大,通过计算频域面积可有效评估饰面瓷砖黏结层的脱空状况。研究结果为饰面瓷砖的无损检测提供了参考。     

基于EEMD和低秩稀疏分解的超声缺陷回波检测方法

针对应用超声对金属材料微小缺陷检测时缺陷回波容易被噪声干扰的问题,提出了一种基于集合经验模态分解(EEMD)和低秩稀疏分解相结合的检测方法,以避免传统基于经验模态分解(EMD)的去噪方法难以消除结构噪声的问题.首先对缺陷检测信号进行EEMD得到一系列本征模态函数(IMF),采用基于概率密度函数的相似性测量方法选取相关模...     

复合材料超声检测中的回波时延估计方法

在用超声脉冲回波法检测金属-非金属粘接结构的质量以及测量非金属层厚度时,需要提取出各界面回波间的延迟时间作为特征值.当非金属层较薄时,各回波信号间会产生严重混叠,难以准确获得时延估值.提出了一种多界面粘接结构的高分辨率时延估计方法,综合利用了维纳滤波解卷积技术和最大熵谱估计方法,从混叠信号中得到精确的时延估值,很好地解决了特征值提取困难的问题,并用模拟信号和实验信号验证了该方法.     

冲击回波信号的波形结构特征提取及分类研究

针对典型的非均质材料混凝土内部缺陷大小无损检测这一难题,利用人的听觉系统的生理学和心理学的研究成果,基于ＥＩＨ模型建立了进行时域波形结构特征提取的方法,并用结构自适应模糊聚类神经网络对提取的特征进行了分类试验,结果表明该特征提取方法能较好地解决从冲击反射时域信号来进行肃离缺陷大小识别问题。     

利用速度控制抑制电液位置伺服系统冲击的方法

电液位置伺服系统在起动、换向以及动态过程中,对液压源流量的需求很大,当液压源供油能力相对不足时,产生液压冲击。为解决这一问题,提出利用液压执行器的速度信号抑制冲击的方法。通过检测执行器速度计算出执行器高压腔体积变化所产生的体积流量,当该体积流量大于液压源所能提供的最大实际流量时,冲击过程中出现暂短的压力急降现象,通过调整电液伺服阀输入信号,使执行器实际流量始终小于液压源所能提供的流量,达到抑制冲击的目的。仿真和试验均显示,该方法易于实现,可明显抑制电液伺服系统中因流量不足引起的冲击。     

舰艇基阵安装位置检测与控制方法研究

通过介绍某型舰艇在船台与码头两种不同状态下,基阵安装与改装过程中阵元特征点三维坐标位置的测量和精度控制方法,结合测量结果的分析与总结,提出了一种基于激光跟踪仪的舰艇大尺寸动态测量的新技术。