聚乙烯管道电熔接头缺陷分类研究

为了对聚乙烯管道电熔接头空洞缺陷和电阻丝信号进行分类识别,在利用超声相控阵图谱得到缺陷区域的基础上,取出了图像矩阵中缺陷区域的质心所在列,并提取质心以下部分所有像素点的灰度值构成了一组一维信号。对这些一维信号进行平滑处理及小波分解,并重构了其高频分量,通过分析信号高频分量的统计特征实现了缺陷分类。研究结果表明,不同类型缺陷对应的统计特征有明显差别,能够有效地区分孔洞缺陷及电阻丝信号,具有一定的应用推广价值。     

基于改进MUSIC算法的宽带信号DOA估计

现有的波达方向（DOA）估计算法在估计被动探测系统中的宽带信号方位时,存在DOA估计结果偏差大、运算复杂度高等问题,难以满足信号实时处理的要求。为提高多源信号DOA估计的空间分辨率,提出一种基于S变换且不需要预估信号源个数的多重信号分类改进算法。根据宽带信号的频域特征,利用S变换处理阵列接收信号,得到多分辨的时频谱矩阵,同时构建时频域的阵列信号数据模型,结合信号功率谱矩阵呈联合对角化结构的特点,设计基于S变换的子空间谱估计公式。在此基础上,通过谱峰搜索进行DOA估计,实现多源宽带信号的声源定位。仿真结果表明,在信噪比范围为-15～10 dB的条件下,该算法的估计成功率始终保持在90%以上,相比TCT、CS＿TCT、CWT＿MUSIC算法,其具有较优的估计性能,并且无需预估信号源数。     

基于平稳小波变换的管道防腐层微小破损点定位

为了解决密间隔电位检测技术对管道防腐层微小破损点检测效果不佳的问题,应用有限元方法建立管道杂散电流模型,提取管道防腐层发生微小破损的断电电位信号.提出基于平稳小波变换(Sta-tionary Wavelet Transform,SWT)的断电电位信号分析方法,将信号通过平稳小波分解得到细节系数,细节系数中包含的防腐层微...     

基于金属阵列等离子体共振增强的太赫兹光电导天线设计

针对传统太赫兹光电导天线输出功率较低的问题,设计了一种基于金属阵列等离子体共振增强的太赫兹光电导天线,以提高太赫兹光电导天线的输出功率。通过对电磁波和半导体的物理场进行了理论分析,并建立了太赫兹光电导天线模型,利用COMSOL多物理场有限元软件进行了仿真实验研究。仿真计算了金属阵列等离子体共振增强结构不同周期宽度与高度下半导体基底对800 nm激光的光吸收量,得到了一种优化的金属阵列等离子体共振增强结构,然后计算该结构的太赫兹光电导天线的光电流,同时仿真计算了传统太赫兹光电导天线的光电流。研究结果表明:设计得到的金属阵列等离子体共振增强太赫兹光电导天线比传统太赫兹光电导天线光电流增强了约20倍,为等离子体共振增强的太赫兹光电导天线提供了依据。     

复合材料缺陷的脉冲热成像有限元模拟研究

针对脉冲红外热成像对复合材料的无损检测能力问题,利用有限元数值分析法模拟了脉冲加热红外成像无损检测过程。建立了"在复合材料上表面施加不同的热流边界条件",而在其下表面施加自然对流换热边界条件的有限元模型,研究了不同复合材料内部缺陷对材料表面温度分布产生的差别,具体研究了脉冲形状、脉冲加热时间、缺陷类型等因素对含有平底孔缺陷复合材料表面温差变化和对比度变化的影响。研究结果表明,缺陷深度越浅且越大,表面温差和对比度会越大;而热流量越大,表面温差越大,但对比度不变。该有限元模拟为研究脉冲加热红外热成像的复合材料缺陷检测提供了数值模型。     

梁板结构的微小缺陷检测方法研究

针对板梁结构的微小缺陷识别问题,对板梁结构的模态振型和模态频率进行了研究,提出了基于小波变换和移动质量法的板梁结构缺陷识别方法。对"质量块在结构表面移动过程中,质量块-板梁耦合结构的固有频率会随移动位置的变化而改变,且当质量块位于结构缺陷位置时,固有频率会发生微小突变"的性质进行了研究,得到了随质量块位置变化的结构频移曲面;通过改变辅助质量块的位置来探测结构的动态特性,提出了应用离散小波变换分解板梁结构的振型和频移曲面的方法,提取结构的微弱缺陷信息,为板梁结构的微小缺陷检测提供了理论支撑。研究结果表明:该方法能够有效地识别板梁结构的微小缺陷,为以后的工程应用提供了一种实用的新检测方法。     

基于移动载荷法的单主梁门式起重机结构的缺陷识别

针对识别门式起重机主梁结构缺陷的问题,将移动载荷法应用到结构缺陷识别中。通过三维建模软件UG,建立了单主梁门式起重机的整机模型,在Ansa中形成其有限元模型并进行了网格划分,最后基于有限元分析软件ANSYS对质量为100 kg载重物在起重机主梁上移动的工况进行了模拟,得到了4种不同缺陷尺寸的模型在该工况下特定振型的固有频率曲线。研究结果表明,缺陷尺寸和载重物离开缺陷位置的距离是影响起重机特定振型固有频率的两大关键因素,该结果为起重机无损检测提供了重要依据。     

基于线阵CCD和USB控制器的光谱采集系统

为了降低光谱采集系统中硬件电路的设计的复杂性,设计了一种基于线阵CCD和USB控制器的光谱采集系统。该光谱采集系统主要包括超高灵敏度线阵CCD传感器、CCD专用的A/D转换器AD80066以及CY7C68013 USB控制器;USB控制器兼备对CCD和A/D转换器的驱动以及数据传输控制的功能。实验结果表明,该光谱采集系统具有较好的信噪比(SNR),在微型光谱仪上具有较好的应用前景。     

位感条纹三维振动测量原理及试验研究

针对当前单目视觉测量方法难以实现结构三维振动同步测量的问题,提出一种基于位感条纹和高速相机的结构三维振动同步测量新方法。在建立测量系统完整的原理模型基础上,系统描述单相机成像坐标下采用单个位感条纹获取结构三维动态位移信息的测量原理,建立成像位感条纹三维编码动态参数与结构实际三维位移之间的内在联系,推导各维位移的计算公式。通过结构三维运动和视觉成像系统的联合仿真模型,验证位移测量原理和算法的正确性;并通过仿真和试验分析系统的测量性能及其影响因素。通过对结构已知三维运动的测量,并与基于三维加速度传感器的接触式测量方法进行对比试验,验证基于位感条纹的视觉测量方法及系统在实现结构三维振动位移准确同步测量的有效性。     

聚乙烯管道缺陷的红外热成像模拟及实验研究

针对聚乙烯(PE)管道内部缺陷检测中存在的问题,利用了有限元法模拟了PE管道的瞬态传热过程。计算模型中,在管道的内表面施加恒热流边界条件,内部缺陷会对管道表面的温度分布产生影响,从而建立起了温度分布与缺陷的大小和位置之间的关系。为了验证有限元模拟热像图,搭建了基于电加热棒热激励方式的聚乙烯管道红外热成像实验平台,该平台采用高灵敏度高速红外热像仪作为检测设备。通过模拟和试验,比较研究了不同深度、不同直径的缺陷的温度随位置的变化曲线。研究结果表明,实际试验结果和有限元模拟结果基本吻合,验证了模拟结果的正确性;也说明了有限元数值计算方法可以作为研究红外热成像技术的一种手段,为基于红外热成像技术的聚乙烯管道内部缺陷检测技术提供了数值模型。