基于多元接收线圈的管道局部缺陷检测方法研究

在管道内部,基于远场涡流技术的局部缺陷定量检测中,当发射线圈处于管道缺陷位置时,接收线圈检测的远场涡流信号中叠加了发射线圈处缺陷造成的伪峰信号,影响了接收线圈处管道缺陷定量分析的正确性.为了实现基于远场涡流检测中局部缺陷正确的定量分析,本文在远场区域设置与发射线圈同轴的多接收线圈以及周向传感器阵列.同轴接收线圈用来获取远场涡流检测信号中的伪峰信号,周向传感器阵列用来检测局部缺陷.该方法通过两个接收线圈获取具有差分特性的两个远场涡流检测信号,然后利用维纳去卷积滤波器实现伪峰信号的获取,同时滤除测试中的噪声;最后,在用于局部缺陷定量分析的涡流信号（由阵列传感器获取）中减去伪峰信号,达到检测管道局部缺陷的目的.该方法通过实验仪器得到验证,在管道局部缺陷的定量检测中具有很好的实用性.     

法拉第磁光效应在可视化涡流检测中的应用

为了实现对亚表面下细小缺陷的检测,采用了法拉第磁光效应和电涡流效应相结合的方法.用间歇式脉冲信号去激励线圈,使靠近该线圈的受检金属试件中产生涡流效应,磁光薄膜在该涡流磁场的作用下产生磁光效应,使经过的线偏振光的偏振方向发生偏转,包含了缺陷信息的光线经偏振分光镜反射后可以被CCD接收,从而就可以检测到亚表面下细小缺陷.试验结果表明,磁光涡流显微成像方法是一种现实、可行的无损检测方法.     

平板导体深层缺陷定量检测仿真研究

传统涡流传感器由于涡流的集肤效应以及检测中自身激励的干扰,难以测量导体深层缺陷信息,为了提高涡流传感器的检测能力,设计了矩形线圈模型,并改变了线圈模型的方位,可以有效的克服涡流的集肤效应,获取深层缺陷的信息。并采用数理统计方法对定量检测方法进行了研究,得出了缺陷深度与信号幅值之间的数学规律,经过验证,可以较为准确地对缺陷进行定量检测。     

基于二进制编码的管道缺陷超声检测方法研究

脉冲信号激励的超声波用于管道缺陷检测时,存在平均发射声功率小及探测信号频带单一的局限,且在多发多收的阵列检测场合,很难确定接收回波的发射源,不利于被测体全声场的声学特征参数解算。为此,提出了采用正弦波频率调制的二进制超声编码方法检测管道缺陷。建立传感器编码激励响应的数学模型,通过仿真得到了传感器在不同激励频率、分数带宽和码位数下的幅频响应规律,并实现了对接收信号的有效区分和发射声源的有效标识。将该方法用于管道缺陷的超声检测,实现了管道不同种类缺陷的有效检出和发射声源的有效标识,并分析了二进制编码激励方式下缺陷对不同频带的敏感性。统计结果表明,2~4位码对管道渗漏孔和裂纹缺陷的检出率高于62%,对回波信号的标识正确率高于97%。     

基于模态对称算法的直管道导波缺陷检测研究

针对直管道超声导波检测较难靠近管道结构处缺陷的问题,研究并设计了模态对称算法用于抽离回波信号中的非对称模态,对处理得到的模态对称曲线信息进行分析并评估管道结构处的健康状况。同时,建立管道试验系统对管道近焊缝处的裂纹回波进行采集,通过处理发现带缺陷处的模态对称曲线出现明显升高,加大裂纹缺陷,发现模态对称曲线幅值随缺陷的圆周对称度的增大而升高。该方法为避免管道缺陷的漏检提供了新的技术支持,且实现了利用导波技术对直管道结构处的区域进行准确诊断。     

多载频MIMO雷达的一种新的信号处理方法

多载频MIMO雷达(Multi-Carrier MIMO radar)是指利用频率分集和空间分集的方法来实现发射信号正交的具有多个发射和多个接收天线的雷达系统,该文研究了该体制雷达基于Dechirp处理实现距离高分辨的方法,分析了IFFT相参合成法以及伪峰产生原因,提出了一种新的处理方法空域合成带宽法,它将空域分散发射的多载频LFM信号,先做Dechirp处理,然后再将通道分离后的各路信号顺序时移拼接合成一个大带宽的LFM信号,最后再对合成后的信号做IFFT处理以获得高分辨距离信息。它实现简单,能够在不增加运算量的条件下有效的抑制伪峰,并受目标运动影响小,计算机仿真验证了这些结论。     

远场涡流检测技术在电站高压加热器钢管中的应用

在现代社会的发展进程中,随着科学技术的不断发展,远场涡流检测技术作为一种先进的技术方法,其已在很多发达国家中得到了广泛地运用,并且在实际的作业过程中得到了良好的效果.目前,对于我国的发展现状来看的话,其在远场涡流检测技术方面的研究还处于一个初步地认识阶段,在此前提下,本文首先对远场涡流检测技术的相关性理论进行了一定的分析,并主要探讨了其在电站高压加热器钢管中的应用,旨在一定程度上强化了人们对该技术的认识与理解,旨在充分发挥该技术的功能与作用.     

基于位置传感器的微细管道内表面无损检测

基于位置传感器(PSD)的特性,提出了一种长距离曲线型微细管道内表面形貌无损检测技术,开发了相应的管道内表面形貌检测器。激光束经过2次反射后,在管道内壁上形成细小的光斑。该光斑被二维PSD接收,产生4路电流信号。根据这些信号和检测器的结构参数,可以计算出对应光斑在局部三维坐标中的位置。反射镜在微型马达带动下旋转1周,使激光束完成1个管道截面环的扫描,从而得到该截面上所有采样点的相对坐标。最后对测量数据进行分割、拟合等处理,重构出截面环的形状,得到该截面处的管道半径以及缺陷情况。在微型管道机器人的带动下,可以对整条管道进行检测和三维重构。根据该技术开发的检测系统,可以实现内径在9.5~10.5 mm、曲率半径大于100 mm的曲线型长距离微细管道内表面的检测,对管道内壁缺陷的测量精度达到±0.1 mm。     

基于导波能量差的管道缺陷周向定位实验研究

针对超声导波检测需通过对回波信号进行分析而得到管道健康信息,而无法反映缺陷的周向位置信息的问题。文中采用超声导波方法对管道缺陷周向定位进行了研究,分析了超声导波在管道中遇缺陷后的能量分布,以及周向定位的原理。根据F(1,3)模态导波周向波数只有一个的特性,提出了象限能量差定位缺陷方法,并对该方法进行了实验研究,结果表明,方法可以准确地判定出缺陷所在周向位置。     

基于变分模态分解的变压器绝缘缺陷故障检测

变压器绝缘缺陷故障检测容易受到现场随机噪声的影响,导致检测效果不佳。为了解决这个问题,提出了基于变分模态分解的变压器绝缘缺陷故障检测。通过变分模态分解变压器绝缘缺陷故障信号,获取信号瞬时幅值。结合常用阈值函数处理小波分解后的故障信号,避免随机噪声干扰。通过信息熵表示每个模态的概率分布,得到熵最小值所在的最佳分量,提取故障特征信息。根据该信息构建约束变分模型,获取故障检测信息。同时检测变压器绕组导线的连接情况,计算回路的供电电压,检测变压器绝缘绕组缺陷。通过计算套管穿芯引线和内导管的接触点温度,分析变压器绝缘套管缺陷。由实验结果可知,该文方法与实际电流的最大误差值仅为0.15 kA,其余均一致,检测效果较好。     

基于多尺度Wiener滤波器的分形噪声滤波

针对淹没在1/f噪声中的有用信号恢复问题,本文提出了一套基于双正交小波变换与Wiener滤波的多尺度滤波算法,并设计出多尺度Wiener滤波器.首先,利用双正交小波变换将带有1/f噪声的信号分解成多尺度的子带信号,通过小波变换对1/f噪声的白化作用,消除了1/f噪声的非平稳性、自相似性和长程相关性.其次,在小波域内,利用Wiener滤波,实现了噪声和有用信号的分离,估计出了各子带中的有用信号.最后,利用双正交小波的精确重构性,较好地恢复出淹没在1/f噪声中的有用信号.仿真实验表明,该滤波器能有效的抑制分形噪声,显著地提高信噪比.     

Multiscale Wiener filter for the restoration of fractal signals:wavelet filter bank approach

A filter bank design based on orthonormal wavelets and equipped with a multiscale Wiener filter is proposed in this paper for signal restoration of 1/f family of fractal signals which are distorted by the transmission channel and corrupted by external noise. First, the fractal signal transmission process is transformed via the analysis filter bank into multiscale convolution subsystems in time-scale domain based on orthonormal wavelets. Some nonstationary properties, e.g., self-similarity, long-term dependency of fractal signals are attenuated in each subband by wavelet multiresolution decomposition so that the Wiener filter bank can be applied to estimate the multiscale input signals. Then the estimated multiscale input signals are synthesized to obtain the estimated input signal. Some simulation examples are given for testing the performance of the proposed algorithm. With this multiscale analysis/synthesis design via the technique of the wavelet filter bank, the multiscale Wiener filter can be applied to treat the signal restoration problem for nonstationary 1/f fractal signals     

Optimal time-frequency deconvolution filter design fornonstationary signal transmission through a fading channel: AF filterbank approach

The purpose of this paper is to develop a new approach-time-frequency deconvolution filter-to optimally reconstruct the nonstationary (or time-varying) signals that are transmitted through a multipath fading and noisy channel. A deconvolution filter based on an ambiguity function (AF) filter bank is proposed to solve this problem via a three-stage filter bank. First, the signal is transformed via an AF analysis filter bank so that the nonstationary (or time-varying) component is removed from each subband of the signal. Then, a Wiener filter bank is developed to remove the effect of channel fading and noise to obtain the optimal estimation of the ambiguity function of the transmitted signal in the time-frequency domain. Finally, the estimated ambiguity function of the transmitted signal in each subband is sent through an AF synthesis filter bank to reconstruct the transmitted signal. In this study, the channel noise may be time-varying or nonstationary. Therefore, the optimal separation problem of multicomponent nonstationary signals is also solved by neglecting the transmission channel     

运动目标环境下的调频步进信号目标抽取算法

为了减少采样损失,调频步进信号的采样率通常高于chirp子脉冲的带宽。在这种过采样冗余情况下,需要对IFFT合成高分辨结果进行目标抽取去冗余方能得到高分辨一维距离像。然而当目标运动时,只标抽取的结果会产生目标丢失或伪峰等现象。该文提出了一种基于幅度最强像偏移量的动目标抽取算法,该方法利用幅度最强像的偏移量修正各采样点的目标抽取范围,从而解决了速度估计误差引起的速度-距离耦合对目标抽取算法的影响。计算机实验结果验证了理论分析的正确性。     

基于目标加速度的DTTB信号模糊函数副峰抑制算法

具有自主知识产权的国标地面数字电视广播(DTTB)信号以其高发射机功率、大的覆盖面积、宽的信号带宽等优点,成为热门雷达辐射源。但由于信号帧头存在周期性重复或变化,在进行模糊函数分析时不可避免地产生周期性副峰的问题,这直接影响到信号的探测性能。随着研究的深入和科技的发展,所面临的侦察的目标加速度也越来越大,加速度已经成为不可忽视的因素,而传统抑制副峰的算法,没有考虑加速度的影响。因此提出一种思路,利用目标的加速度抑制DTTB周期重复引起的副峰。仿真分析表明,该算法能有效抑制DTTB信号距离多普勒副峰。     

A multistage representation of the Wiener filter based onorthogonal projections

The Wiener filter is analyzed for stationary complex Gaussian signals from an information theoretic point of view. A dual-port analysis of the Wiener filter leads to a decomposition based on orthogonal projections and results in a new multistage method for implementing the Wiener filter using a nested chain of scalar Wiener filters. This new representation of the Wiener filter provides the capability to perform an information-theoretic analysis of previous, basis-dependent, reduced-rank Wiener filters. This analysis demonstrates that the cross-spectral metric is optimal in the sense that it maximizes mutual information between the observed and desired processes. A new reduced-rank Wiener filter is developed based on this new structure which evolves a basis using successive projections of the desired signal onto orthogonal, lower dimensional subspaces. The performance is evaluated using a comparative computer analysis model and it is demonstrated that the low-complexity multistage reduced-rank Wiener filter is capable of outperforming the more complex eigendecomposition-based methods     

小波变换域的局部自适应Wiener滤波器设计方法研究

小波阈值去噪方法被广泛地用在信号去噪中,这个方法在很多信号空间上是近似最优的。但在MSE意义上最优的信号估计是Wiener滤波器,鉴于传统小波变换域Wiener滤波器的缺点,本文设计了小波域局部自适应Wiener滤波器。实验仿真验证本方法具有较好的去噪效果。     

被动红外易制毒挥发气体光谱数据预处理技术

由于信号强度低、环境复杂等因素会造成光谱杂乱和波峰不 明显,利用被动红外远程遥测技术难以准确地对易制毒化学品 气体进行定性检测,即使采用基本的数字滤波算法也无 法有效解决这些问题。为此提出了一种基于卡尔曼/维 纳叠加的滤波算法。通过用该算法对光谱信号进行预处理,可以有效提高后期 波峰匹配的定性检测的准确性。基于改进的算法对采集到的 实验数据进行了验证。结果表明,与其他滤波算法的 处理效果相比,本文方法可以对干扰信号进行有效 过滤,并且可以对特征峰进行准确识别。     

Time-frequency plane Wiener filtering of the high-resolution ECG:development and application

The time-frequency plane Wiener (TFPW) filter is a new method, based on a posteriori Wiener filtering principles, to enhance the performance of ensemble averaging. This paper develops the mathematical aspects of the TFPW filter, and assesses its performance with elementary signals, such as sine waves and chirps, and authentic high-resolution electrocardiogram (HRECG) ensembles. The principal feature of the TFPW filter is its use of the time-frequency plane to accommodate signal nonstationarity. Using a posteriori computed statistics of the ensemble, the filter matches itself to the time-frequency structure of the signal to be estimated. The method is sufficiently general to be applicable to any class of repetitive signal with a deterministic time-frequency structure and additive noise in the ensemble. It is concluded that significant improvements in both estimated signal fidelity and noise reduction are possible with the TFPW filter, compared to conventional ensemble averaging