基于广义S变换的声发射信号分析及定位

针对声发射信号分析和声源定位问题,提出了基于广义S变换的声发射信号分析方法和三维空间定位方法,推导出了广义S变换的实现过程,使用广义S逆变换对信号进行去噪重构.为保证各传感器时差的准确性,本文利用广义S变换分析声发射信号,提取其主频带能量序列曲线上峰值所对应的时间进行时差计算,然后结合三维空间定位方法对声发射源进行精确定位.仿真实验结果表明该算法能够实现声发射信号的特征提取和准确定位,且误差小,可靠性好.     

基于STC12C5410AD单片机的四通道声发射信号采集系统设计

根据声发射信号微弱、传播速度快、易受干扰等特点,通过对声发射检测中声发射信号源定位类别和方法的研究,提出了多个数据采集通道同时采集声发射信号的设计方法。本方法利用单片机技术设计了一个多通道声发射信号采集系统,从而实现了对声发射信号的同步采集以及声源信号技术,同时通过与上位机通讯完成了数据的保存和处理。     

基于FBG传感网络和时间反转聚焦成像方法的声发射定位技术研究

针对传统声发射定位系统存在的结构复杂、难以组网、定位精度低等问题,设计了一种基于光纤布拉格光栅(FBG)传感器网络和时间反转聚焦成像的声发射定位方法。在对时间反转聚焦定位原理分析的基础上,利用四个FBG传感器构建四点定位系统,并采用窄带激光边缘滤波技术实现信号解调。利用Morlet小波提取信号中特定频率成分,并计算模值和时差。通过建立时间反转聚焦模型实现声发射源定位,并在铝合金板结构上对整套成像定位方法进行验证。实验结果表明,该方法能有效地对400mm×400mm监测区域进行声发射定位成像,定位误差小于20mm,耗时小于2s。为声发射检测和定位提供了一种新的方法。     

一种用于低空声源目标超视距被动声定位的新方法

该文提出了一种用于低空声源目标超视距被动声定位的新算法。该算法根据低空声源目标的声信号在定位反射点的基础上定位目标点,能有效降低声信号超视距传播误差的影响,提高定位精度,为雷达进一步跟踪和定位提供重要信息。仿真结果表明在时延估计精确的情况下,该方法对隐蔽于山后的低空声源目标的位置有较好的估计效果。     

基于空间变换技术的脉冲激光声信号检测

针对目前脉冲激光声信号检测方法极易受到环境噪声的影响,导致检测精确度不理想的问题。提出基于空间变换技术的脉冲激光声信号检测方法。首先,采用小波阈值法去除脉冲激光声信号中的噪声;其次,利用球傅里叶空间变换技术对声信号中的声源展开定位,获取声信号的准确位置;最后,分别提取声信号中的比值特征、比重特征、频率特征三种参数,在此基础上通过SVM算法对其展开分类识别,以此实现脉冲激光声信号的有效检测。实验结果表明,所提方法的声信号检测精度超过96%。     

声发射技术及其在变压器局部放电检测中的应用

对声发射技术及其在变压器局部放电应用中的检测原理进行了阐述,介绍了国外最新的声发射检测仪器,主要从声发射信号分析方法、声发射源定位方法两个方面进行了综述,在声发射信号分析方法中主要介绍了信号波形处理和信号的特征参数分析两种方法。在声发射源定位中主要阐述了电-声定位和声-声定位等几种超声波定位,并对这几种方法的优缺点进行了分析。最后探讨了声发射技术及其在局部放电应用中存在的问题和发展方向。     

一种声源定位系统的设计

声源定位技术是通过声学传感装置接收声波,再利用电子装置将声信号进行转化处理,以此实现对声源位置进行探测、识别并对目标进行定位的一门技术。本文以STM32为控制核心,利用可听声,设计了一种简单的声源定位系统的软件和硬件结构,主要应用于室内定位,例如大型商场、地下停车场等。     

基于声传感器的目标定位系统设计

声传感器阵列声源定位在车载导航、人机接口、声音检测设备、移动机器人、助听器等许多领域有广泛的应用价值。文章介绍基于时延算法的声传感器阵列定位设计。重点分析了基于时延估计的声源定位方法。     

采用窄带特征提取方法提高声发射源定位精度

针对提高声发射源定位精度的需要,提出了利用小波变换从宽带非平稳声发射信号中提取稳定的窄带响应信息的方法,可降低环境噪声和波速色散效应的影响;进一步根据Hilbert变换提取窄带信号的包络,可根据第一个包络峰值正确判定应力波到达时刻.介绍了该方法的实现原理,组建了应力波源定位实验系统.采用十字定位法确定发射源位置.结果表明,采用新的窄带特征提取技术后,定位误差从原来的15 mm减少到4.9 mm.     

基于射线寻迹的非视距被动声定位方法

基于射线寻迹的原理,提出了一种对被动声源进行非视距定位的方法。非视距声信号通常经过绕射到达基阵,根据广义费马原理,传播路径为一条短程线。在地理信息已知和多个基阵已测得声信号波达方向的情况下,对绕射信号的短程线上的离散点进行了射线寻迹,然后分析寻迹结果得到了有用的声源位置信息。障碍物为圆柱形或球形构成的仿真结果表明,声源位置估计值分布于一段平滑单调的曲线上。     

Planar location of the simulative acoustic source based on fiber optic sensor array

A fiber optic sensor array which is structured by four Sagnac fiber optic sensors is proposed to detect and locate a simulative source of acoustic emission (AE). The sensing loops of Sagnac interferometer (SI) are regarded as point sensors as their small size. Based on the derived output light intensity expression of SI, the optimum work condition of the Sagnac fiber optic sensor is discussed through the simulation of MATLAB. Four sensors are respectively placed on a steel plate to structure the sensor array and the location algorithms are expatiated. When an impact is generated by an artificial AE source at any position of the plate, the AE signal will be detected by four sensors at different times. With the help of a single chip microcomputer (SCM) which can calculate the position of the AE source and display it on LED, we have implemented an intelligent detection and location.     

Serially multiplexed dual-point fiber-optic acoustic emission sensor

Development of a serially multiplexed fiber-optic acoustic emission (AE) sensor is described. The sensor detects AE events in real time at two different points along the length of an optical fiber. The time-domain waveform contains signals from the two locations, and a method is introduced for identification of the signals. Detection and identification of signals along a single data stream reduces the data-acquisition rigor and provides for rapid real-time damage location detection in materials. The sensor consists of two optical fiber coils along an arbitrary length in a Michelson interferometer arrangement. The formulations involve the methodology for tagging of the time-domain signals. The process leads to matching of the arrival times in the waveform to the individual coils along the length of the optical fiber. The waveform is detected at the quadrature point for maximum sensitivity. A bias is created through differentiation and superposition of the waveform to accomplish signal identification. The experimental program involved proof of concept tests by way of damage location detection along the lengths of individual composite rods. Conventional piezoelectric transducers were also employed for comparison of results.     

基于压电换能器的声发射源定位成像研究

针对金属板类结构件的声发射(AE)源定位精度低,定位过程复杂等问题,研究了一种基于时间反转聚焦的声发射源定位成像方法。该方法首先分析了时间反转(TR)和定位成像的原理,建立了由4个声发射传感器组成的板件监测模型,最后通过在铝合金板上进行了声发射源的定位实验研究。实验结果表明,该方法在不需要复杂信号处理的情况下能有效地实现铝合金板声发射源的定位和成像,并将误差控制在有效范围内。     

充液管道中声发射波的传播及衰减特性研究

分析了声发射波在液体载荷作用下管道中的声学特性,并对钢管中的几种不同模态的声发射波在液体管道中的传播和衰减特性进行了测量。以一条长41.4 m的充水管道为例,对水载作用下的声发射管道泄漏检测及定位技术进行了研究,当管道内压力为0.6 MPa,两传感器相距40 m时,采用相关分析等信号处理方法,可检测到直径1 mm的针孔形泄漏,相对定位误差为2.9%。     

Acoustic emission source location in dispersive media

In this paper, the acoustic emission source (AE) is located by a non-iterative method using the time-of-arrival (TOA) of several events, received in an array of sensors arbitrary positioning in the 3D space. If at least two event velocities are different, a common property in dispersive propagation, and the array of sensors is not lying in a plane, a close-form estimation of the source–sensors distances, AE time and material constant is derived. Moreover, a direct estimation of the source position is achieved using the multidimensional scaling approach. In simulation experiments, the proposed method detects accurately the location of AE sources, reducing also the ambiguity introduced by noisy arrival times.     

声发射信号诊断的膝盖骨性关节炎

针对目前膝盖骨性关节炎(OA)发病率高,传统的诊断方法缺乏便携性,价格贵,存在放射性危害等局限性。该文提出了一种基于遗传算法优化BP神经网络的膝盖OA诊断。该方法以健康组和患病组为研究对象,将采集到的声发射(AE)信号通过遗传优化算法得到BP网络的最佳初始权值和阈值,利用BP神经网络对AE信号进行诊断分类。经实验室建立的膝盖OA声发射数据库的实验结果表明,该诊断方法效果好,误差小,能对膝盖OA患者进行实时检测和早期预测,具有临床价值。     

FBG-based ultrasonic wave detection and acoustic emission linear location system

The ultrasonic (US) wave detection and an acoustic emission (AE) linear location system are proposed, which employ fiber Bragg gratings (FBGs) as US wave sensors. In the theoretical analysis, the FBG sensor response to longitudinal US wave is investigated. The result indicates that the FBG wavelength can be modulated as static case when the grating length is much shorter than US wavelength. The experimental results of standard sinusoidal and spindle wave test agree well with the generated signal. Further research using two FBGs for realizing linear location is also achieved. The maximum linear location error is obtained as less than 5 mm. FBG-based US wave sensor and AE linear location provide useful tools for specific requirements.     

基于EMD的声发射管道泄漏检测研究

针对管道泄漏声发射检测信号的非平稳特征,该文提出了基于经验模态分解(EMD)的声发射信号分析方法。该信号分析法将管道泄漏产生的复杂声发射信号分解成有限个固有模态信号(IMF),使Hilbert-Huang变换(HHT)的瞬时频率具有了实际物理意义,提高了管道泄漏检测的定位精度。结果表明,HHT法能准确描述声发射波形信号的非线性、非平稳时变特征,是声发射信号时频分析的有效工具。     

基于关联维数的超声Lamb波损伤成像

研究了混沌分形理论的一种特征参数——关联维数的定义计算及参数选择。提出了一种基于关联维数的板状复合材料超声兰姆(Lamb)波损伤检测方法。通过计算采集健康与无损信号的关联维数,对比其数据差异,作为一种损伤指标,用于概率成像算法的损伤位置定位成像。利用有限元分析进行模拟实验研究,结果表明,提出的算法能准确对复合材料脱层缺陷进行定位成像。