Fuzzy数学在传感器设计中的应用

磁环式检波器是将机械震动的速度信号转换成电压信号输出的一种电磁传感器,本文论述了Fuzzy数学在磁环式检波器磁路设计及方案选优中的应用,推导出了磁通量Φ的录属函数和计算方法并介绍了Fuzzy决策与综合评判。     

用于地震勘探的新型高精度地震检波器研究

论述了一种新型适合高分辨率地震勘探的高灵敏度、低失真度的高精度地震检波器.为使检波器获得高灵敏度、低失真度,对检波器内的电磁场进行了系统的研究.研究表明:要获得高灵敏度、低失真度的高精度检波器,检波器必须具有磁感应强度高而均匀的气隙磁场.采用辐向磁场磁路设计和检波器结构优化设计.设计中采用辐向冲磁的FeCo基磁钢和专业的磁路设计软件.所设计的检波器获得了理想的气隙磁场,气隙磁场中均匀场的宽为13 mm,磁感应强度为 560mT.所设计的检波器特性参数为:频率:f=10Hz±2.5%灵敏度:S=280mV/cm/s±2.5%阻尼:b=0.7失真度:d<0.05%.     

关于应力场强法中损伤区的研究

针对应力场强法中损伤区界定存在争议的问题,在应力场强法研究的基础上,依据应力场强法的基本假设,提出一种通过应力等值线界定损伤区的方法。给出了应力等值线的求取步骤,通过算例演示了求取过程,对算例结果进行分析,得到结论:损伤区并不是一个规则的球形区域,而是不规则的,该方法可以反映真实的损伤区,与破坏机理吻合;损伤区大小与施加的载荷呈二次曲线关系,并单调递增,该方法考虑了载荷变化对损伤区的影响,在大载荷作用时依然能准确的预测构件的疲劳寿命。为了证明该方法的普适性,通过两个不同缺口形式、不同载荷形式的算例进行验证,结果表明:该方法能准确预测任何缺口形式、任何载荷形式下构件的疲劳寿命,取得了较好的预测结果。     

爬壁机器人双目视觉障碍检测系统

针对壁面障碍物的不确定性,设计了一种爬壁机器人双目视觉障碍检测系统。具体包括搭建双目平行视觉系统,根据双目视觉理论对摄像机进行标定,获取相机标定参数;通过标定参数和极线约束对双目图像进行校正,解决图像畸变不共面问题;利用块搜索模型和相似度函数获取视差,保证视差获取的快速性与鲁棒性;最后提出一种障碍物检测算法:建立壁面检测模型约束检测范围,引入面积阈值,过滤干扰并实现障碍物提取,提出一种障碍物定位算法,通过宽度、深度与偏距三个方面对障碍物进行定位,同时,通过线性插值解决障碍物中心视差丢失问题。实验结果表明:在保证实时性的基础上,该系统能够有效检测前方障碍物且准确提取率能够达到95.9%,定位误差为4.91%,满足爬壁机器人检测要求。     

超声波固态耦合声特性研究

针对采用固体耦合方式的超声波对粗糙表面工件进行探伤,分析了固体耦合界面反射系数、表面粗糙度和界面压力之间的关系。提出了一种可以推导出干耦合界面刚度的方法,结合准静态刚度弹簧模型计算反射系数,通过模型对比与实验分析验证了理论的正确性。将模型预测值与实验测量值进行比较,最大相对误差为3.56%。此模型可以为干耦合超声检测中,在一定粗糙度表面下达到理想耦合效果所需给定压力的估算值提供一个可靠的理论数据。证明了固体耦合界面粗糙会显著降低耦合效果,增加固体界面间的压力可以提高耦合性能。通过建立的随机粗糙界面模型,可以将检测界面与界面压力的影响进行量化分析。     

基于光弹效应的三分量光弹光纤地震加速度传感器

为满足强电磁场环境下的高精度三维地震勘探的需求,研制了一种高精度三分量光弹光纤加速度地震传感器,该传感器具有线性度好、抗横向谐振的特点.利用光弹原理,设计出三轴光弹敏感系统,可高精度检测加速度的三个轴向分量.采用双弹簧弹性系统,有效地提高了加速度传感器的抗横向谐振特性,且线性度好.该传感器的主要参数:共振频率为3 500Hz,横向灵敏度系数为0.11%,主轴相位灵敏度为3.7×10-3 rad/m·s-2.     

RWESOS-VPMCD方法对超声缺陷信号的识别研究

在通过特征值间的内在关系建立预测模型的变量预测模式识别方法(VPMCD)中,传统判别方法受特征向量中的个别特征预测异常值影响大,易导致分类错误.提出基于比值加权的最小误差平方和的判别函数(RWESOS),可将异常预测的特征权重大幅降低,提升正确预测特征的权重,从而提高分类准确率.实验表明,在对不同缺陷大小的超声检测信号的识别中,使用RWESOS判别函数的RWESOS-VPMCD方法的识别率比BP神经网络和普通判别函数的VPMCD方法的识别率分别提高了4％和11％.     

漏磁检测中油管螺旋传送装置运动学和动力学分析

对油管螺旋传送装置进行理论的运动学和动力学分析,建立油管运动的数学模型,使油管传送的速度与螺距的匹配,保证检测过程不产生漏检。建立四种油管传送过程的力学模型,对油管运动的平稳性进行分析。利用机械系统动力学分析软件ADAMS对油管螺旋传送部分进行运动学和动力学仿真分析,运动学仿真包括油管质心位置、质心速度、质心加速度等;动力学仿真则主要是油管在XYZ三轴方向上的具体受力情况。并且将理论分析与仿真结果进行对比,分析产生差异的原因,进一步优化模型。     

粗糙接触界面超声干耦合特性研究

为提高粗糙接触界面的声耦合性能,对超声波与粗糙界面间的相互作用进行研究。通过界面分形模型的建立,得到含分形参数的接触刚度表达式,并结合界面声学模型分析不同耦合条件下声反射系数的变化;搭建超声干耦合实验平台,通过实验测得粗糙铝板表面轮廓,利用结构函数法对分形维数进行测定,并对不同分形维数的粗糙铝板进行受压条件下的反射系数测量。结果表明:对粗糙接触界面施加一定载荷有利于超声波在界面处的传播,且分形维数较大的粗糙铝板达到良好声耦合效果所需的载荷更小,更便于超声干耦合检测的实施。