基于水膜耦合导波传感器的复合材料检测研究

复合材料因其具有各种优异性能而被广泛应用于航空航天领域,同时对其检测方法也提出了更高的要求。提出了基于水膜耦合导波传感器检测方法,通过理论计算与时频分析确定了水膜耦合导波传感器耦合材料、角度和频率的选择;采用SolidWorks三维建模软件完成了水膜耦合导波传感器的结构设计并加工成型;最后搭建了检测实验平台,在复合材料板上完成了水膜耦合导波传感器的测试。该方法可以有效解决检测的耦合剂使用问题,为自动化检测提供了技术支持。     

串脉冲超声导波断轨检测技术研究

针对传统的钢轨断轨检测效率低、无法进行实时检测的不足,对串脉冲超声导波断轨检测方法进行了研究.首先为了增强发射能量,同时达到脉冲叠加的目的,研发了脉冲个数、脉宽、间隔均可调的高压串脉冲超声导波发射系统;为了保证接收信号的信噪比和空间精度,用匹配滤波的方法对接收信号进行脉冲压缩.采用研制的串脉冲超声导波断轨检测系统,选用SH导波换能器在钢轨上进行了检测实验.结果表明,检测系统性能稳定,经过串脉冲叠加,使接收信号的幅值约为单脉冲接收信号的3倍,经过匹配滤波后,信噪比得到明显提升.该方法的换能器置于轨腰,能够对钢轨实现在线监测.     

基于导波理论的管道缺陷成像研究

在导波传播理论和频散波形预测理论的基础上,研究了超声导波在检测管道时,如何利用时域波形重构缺陷图像的问题。由于根据导波检测理论可以获得在任意时间管道表面任意位置的波形信息,而且管道上缺陷的存在直接影响导波信号的幅值,并被包含在回波信号中为传感器接收,所以通过对接收信号进行相应的处理便可预测缺陷处的波形用以成像。针对管道中的单通孔人工缺陷和轴向位置不同的双槽形人工缺陷,利用非轴对称端面加载的传感器激励L（0,2）模态导波进行检测,通过改变传感器周向位置获得一组检测信号以实现缺陷形状的成像。成像结果不仅能反映缺陷的类型,还能实现缺陷在轴向和周向的二维定位,对轴向双缺陷的定位取决于时间参数的选择。     

基于AD9854的超声导波激励电路设计

为解决超声导波激励信号频率单一问题,设计了一种基于直接数字频率合成器(DDS) AD9854的宽频超声导波信号激励电路。在激励电路设计过程中,激励信号是由DDS利用正弦信号的相位与时间线性变化的特性,通过查询芯片内部存储的正弦信号表来实现频率的合成,并快速生成Chirp信号。采用椭圆低通滤波器消除DDS的杂散干扰,采用电压放大电路和功率放大电路进行信号两级放大,实现±25 V、100 kHz～1 MHz的Chirp信号输出。实验结果表明,超声导波激励电路软硬件设计合理,不仅能激励出超声导波检测所需要的宽频Chirp信号,还能明显区分出铝板上有无腐蚀缺陷,适用于激励多种不同中心频率的超声导波传感器。     

一种用于管道检测的磁致伸缩式周向超声导波传感器

传感器由磁化器、激励线圈、接收线圈和聚磁器等组成.实验结果表明,利用周向超声导波传感器可以在大直径管道中激励和接收周向超声导波并可对管道中的缺陷进行长范围、全覆盖的非接触无损检测.     

纵向导波磁致伸缩传感器信号检测的实验研究

阐述了纵向导波磁致伸缩传感器应用于钢管无损检测中的基本原理.对纵向导波磁致伸缩传感器激励导波和导波的信号检测进行了实验分析,利用磁致伸缩导波无损检测系统在管径为Φ38 mm的完整钢管激励不同频率导波,选择频散特性不明显的激励频率应用于缺陷管道检测,检测信号较好的反应出不同尺寸缺陷.该实验结论和数值计算结果相吻合.     

基于超声导波的骨损伤检测技术

对骨损伤尤其是轻微骨裂的现场检测往往依赖于经验,缺乏可靠的现场测试技术。针对这一问题,对基于超声导波的骨损伤现场诊断应用技术进行了基础研究。分析了管状结构中的导波传播特性,根据骨损伤对导波传播影响,研究采用导波能量衰减曲线检测和定位骨损伤的发生情况;在仿生骨结构试件上进行了实验验证,对比健康和损伤骨结构中的导波传播能量衰减情况,可以较清晰地观察到骨损伤的发生和大致位置。实验结果表明,超声导波技术可以应用于骨损伤现场快速诊断中,具有较好的实用性。     

基于磁致伸缩电磁超声导波的钢板焊缝缺陷检测

针对工业现场使用压电超声波检测焊缝缺陷时需使用耦合剂的问题,研究了通过无须耦合剂的基于磁致伸缩电磁超声对薄钢板焊缝中缺陷进行检测的方法,并且针对电磁超声换能效率低、信号微弱的问题,通过仿真优化了回折线圈结构参数,选择了三分裂回折线圈,并探究了导波频率对缺陷检测灵敏度的影响。仿真结果表明:相比于无分裂线圈,选择三分裂回折线圈后激励信号面内位移幅值提高了94.2%,随着导波频率增加,缺陷反射回波幅值表现出先增大再减小的变化规律。实验结果表明:S0模态Lamb波垂直入射焊缝时,焊缝本身产生的回波与缺陷信号相比相对较小,缺陷检测阈值达到1 mm,缺陷定位误差小于2 mm,证明了电磁超声导波具备检测焊缝中毫米级缺陷的能力。     

管道长距离超声导波模态频散现象的抑制方法研究

针对超声导波频散特性所导致的信号波包在结构中传播发生展宽及衰减现象，研究了超声导波在2m长管道中以特定频率(77kHz)传播时的频散现象。指出了采用圆周均匀分布传感器在管道中激励导波可以抑制其中弯曲导波模态的产生，同时利用信号重建激励方法以及所建立的实验系统在特定的距离上抑制了超声导波模态的频散现象。结果表明，本文方法有效地抑制了77kHz的L(0，1)导波模态的频散现象。     

基于导波能量特征PCA的结冰定量检测方法研究

为解决结冰探测中导波信号难以识别的问题,提出了基于导波能量特征主成分分析(Principal Component Analysis,PCA)的结冰定量检测方法,先后进行铝板结冰仿真实验和实测实验验证.仿真获得的结冰探测导波信号表明导波信号能量随结冰长度的增大而降低,利用PCA方法对导波信号的时域和时频域能量特征进行降维,验证了利用信号主成分综合得分测量结冰长度的可行性.并采用上述方法进行实测实验,实验结果表明主成分综合得分与结冰长度具有良好的线性关系,对预制结冰区域的检测结果表明该方法的检测精度较高,检测误差小于传统的能量法,并且对小尺寸结冰有较强的探测能力.     

基于微博重复发送的垃圾用户甄别

针对微博平台上的垃圾用户甄别问题,本文提出了基于微博重复发送行为的垃圾用户行为建模和甄别算法。在真实微博垃圾用户数据分析的基础上,本建模方法综合考虑了微博垃圾用户的行为信息、社交网络信息和文本信息,从不同的角度对垃圾用户进行了分析和建模。在真实数据集上的实验证明了方法的有效性,并且对模型中若干参数进行了优化,同时也分析了垃圾用户行为信息、社交网络信息和文本信息对模型的影响程度。     

锚杆超声导波检测用功率放大器的设计

功率放大器是锚杆超声导波检测系统的重要组成部分,但国内还少有满足导波检测要求的功率放大器产品,本文针对锚杆超声导波检测应用特点设计了一种功率放大器。功率放大器采用A类推挽功率放大方式,利用传输线变压器宽带匹配技术,其工作原理为:先将不平衡信号转换为两路平衡信号分别放大,再经平衡-不平衡变换器转换为单路不平衡信号。经测试,功率放大器在1MHz-5MHz范围内,输出电压大于70V,达到设计指标。锚杆长度检测实验表明:功率放大器满足实验要求,其可作为超声导波激励源使用。     

基于PLC和超声波传感器的工件高度检测装置设计

采用超声波传感器设计了一种非接触式生产线工件高度检测装置.以S7-200 PLC为控制器,设计了超声波传感器与控制器的硬件电路,完成了系统的软件设计和触摸屏上位机通信.实验结果表明:该装置智能化与测量精度较高,可靠性好,可较好地应用于自动化生产线中非接触式工件高度的检测.     

磁致伸缩纵向导波传感器中偏置磁场的优化设计

偏置磁场大小是磁致伸缩纵向导波传感器设计的关键参数之一,最佳偏置磁场的选择受到材料和激励条件的影响,故要求导波检测系统中偏置磁场可调节性好.目前使用的偏置磁场有两种,其中螺线管线圈产生的磁场信号干扰大,信噪比低,永磁体提供的磁场可调节性不佳.为此,提出一种偏置磁场可以调节的结构方案,并通过该方案研制了一种可以调节的偏置...