基于Sobel算子的球体IHS遥感影像融合算法

提出一种基于Sobel算子的球体IHS遥感影像融合算法,先对多光谱Mul影像做IHS变换并提取I分量,采用八方向模板Sobel边缘检测算子计算不同窗口参数（level）的全色Pan影像与I分量的局部区域清晰度值GP 和GI ,并根据局部区域的清晰度的大小确定不同区域的融合影像的I分量的新值I′。采用本文方法1（level＝12）和方法2（level＝24）,通过实验并与其他融合方法比较,本文方法在提高影像分辨率的同时也保留了更多光谱信息和边缘细节,效果较好。     

钢轨踏面检测电磁超声表面波换能器优化设计

钢轨踏面疲劳裂纹的产生严重影响了列车的运行安全,及时有效对钢轨踏面裂纹进行检测与评价具有重要意义。电磁超声换能器(EMAT)具有非接触、无需处理粗糙表面,易于实现快速自动检测技术等优点,但是易受提离影响、换能效率低,因此需要对EMAT进行优化设计以提高其检测灵敏度。建立多根分裂曲折线圈接收EMAT的有限元模型,基于正交试验表,分析了曲折线圈导线宽度、高度和根数以及永磁铁尺寸、提离对接收电压信号幅值的影响规律。在此基础上,获得了表面波EMAT的最佳参数组合,并通过实验加以验证。研究结果表明,与传统EMAT线圈相比,多根分裂曲折线圈EMAT的接收信号幅值可以提高50.8%;利用A\B扫检测方法,表面波EMAT可以有效检出钢轨踏面裂纹。     

基于编码压缩的钢板电磁超声 Lamb 波检测方法研究

针对大型金属板材构件导波检测中EMAT分辨率低、SNR差,难以用于小裂纹检测等难题,建立了基于Barker码脉冲压缩技术的Lamb波EMAT检测过程多物理场有限元模型,以含预制裂纹的5.6 mm厚钢板为检测对象,仿真和实验相结合,研究了永磁体宽度和高度、曲折线圈匝数、Barker码序列长度和码元长度等参数对EMAT检测回波的影响,验证了脉冲压缩技术在Lamb波EMAT检测中的有益效果。结果表明,基于脉冲压缩技术的EMAT经优化后,SNR比传统tone-burst激励方式高出了9.69 dB,可检出10 mm长和0.5 mm深的小裂纹,缺陷波SNR为23.47 dB。当Barker码码元中心频率为1 MHz时,脉冲压缩后的Lamb波包发生模态分离,但A₀模态的缺陷波SNR仍可达35.23 dB,这对提升Lamb波EMAT检测能力具有重要的工程应用价值。     

提高混凝土结构成像质量的技术研究

超声检测中,发现使用的商用超声传感器工作在谐振频率时会产生余振,为此,提出一种基于数字滤波的补偿方法,对传感器的频响特性进行有效补偿,抑制余振产生;而在使用低频信号检测时,表面直达波与浅层目标的反射信号常常又交叠在一起,有时很难分辨,影响了检测分辨力,因而开发了一种波包分解程序,找出各个波包的位置.将表面直达波与反射波分离开,消除表面直达波的干扰。在成像实验中使用这两种方法发现,不仅余振基本得到抑制,目标反射信号可以得到"复现",而且还可以完全分离并去除表面直达波,最后给出了实验成像结果,可以看出明显的效果。     

基于小波包分解的超声相控阵前置阈值降噪研究

超声相控阵由于其独特的优点广泛应用于航空航天工业领域,在实际检测过程中,噪声污染难以避免,仪器电噪声和环境噪声会造成伪像以及成像分辨率低等问题。为此利用小波包分解对超声相控阵检测开展前置阈值降噪研究,首先对多孔碳钢试块进行超声相控阵实验检测,提取B扫、S扫的各个阵元原始数据;然后利用小波包分解检测信号,获得分解信号中最底层各个节点的能量谱;最后提出一种随分解层数而变化的自适应阈值计算方法,并利用改进后阈值函数进行去噪处理,将重构后的信号成像与未降噪信号成像对比。结果表明这种前置阈值降噪方法既可以保留原始信号的特征,也可以对信号中的噪声杂波起到抑制作用;相比带有噪声的B扫、S扫检测信号,降噪后缺陷图像信噪比分别平均提升8.97 dB、8.26 dB,且改进阈值函数降噪后的缺陷图像信噪比相比硬阈值降噪和软阈值降噪,B扫平均提升2.36 dB和2.39 dB;S扫平均提升3.87 dB和3.17 dB。所提方法在工程实际中具有较好的应用前景。     

Q345R钢拉伸损伤过程声发射特征参数表征及定量评价

针对在工业应用中需要动态监测Q345R钢损伤的问题,提出了采用声发射检测技术对其损伤过程进行表征和定量评价。通过建立拉伸测试和声发射检测系统,对制备好的标准拉伸试块进行试验,提取其声发射信号特征参数,对照拉伸载荷图,分别进行特征参数历程图、累积量分析以及定量评价研究。试验结果表明,两种特征参数的分析方法都能对Q345R钢拉伸损伤过程的各个力学行为阶段进行表征,而且累积量分析能更准确清晰地区分各个力学行为阶段的分界点,为材料的定量评价提供参考依据。     

基于同步挤压小波和脉冲压缩的钢轨踏面裂纹电磁超声表面波检测方法研究

钢轨踏面上的疲劳裂纹严重影响着列车行车安全。 针对如何快速有效地检测出踏面斜裂纹的问题,本文提出了一种快 速检测钢轨踏面裂纹的方法。 首先分别建立了含高斯白噪声、正弦信号加高斯白噪声干扰的数学模型,分析了编码脉冲压缩、 同步挤压小波变换和先同步挤压小波变换后脉冲压缩共 3 种信号处理方法的噪音抑制效果。 其次,为了验证上述方法对噪音 的抑制能力,使用激励频率为 1 MHz 的表面波电磁超声换能器对含裂纹的钢轨踏面进行检测。 最后,以检测得到裂纹的超声 回波为研究对象,比较了希尔伯特黄方法处理单一频率脉冲对应的超声回波信号和先同步挤压后脉冲压缩方法对应的降噪能 力和超声成像效果。 实验结果表明:本文所提方法可以获得钢轨踏面裂纹的位置信息及其数量。 希尔伯特黄变换在处理无同 步平均的原始超声回波时,由于回波信噪比低,经验模态分解(EMD)失效。 在以巴克码为激励信号且无同步平均采集的条件 下,先进行同步挤压小波变换后脉冲压缩处理,得到的超声回波信噪比相较于只采用相位编码脉冲压缩提高了 6. 82 dB,相比于 只做同步挤压小波变换提高了 11. 02 dB,能明显提升检测速度和 B 扫图像分辨率。     

基于相位迁移的超声相控阵聚焦扫查成像方法

为了提升超声阵列的检测能力，提出一种相控阵组合处理成像的方法。在多孔碳钢试块上进行了相控阵检测实验，并提取了平行聚焦扫查信号和单发单收时域信号。为了提高信号的信噪比，对信号进行了峰值提取、包络、差值等处理。在重构的扫查数据中引入相位迁移成像方法，并与目前主要的阵列成像方法进行了量化对比。对比结果表明，这种组合成像方法可以提升图像的质量和精度。在检测密集排布的多孔碳钢试块过程中，相控阵聚焦扫查相位迁移成像方法相对于传统相位迁移成像方法和相控阵时域合成孔径成像方法，11个横孔缺陷图像的信噪比平均提升了12.98和18.85 dB,缺陷面积误差平均降低了3.74%和4.05%。新方法具有更高的图像质量和检测精确度。     

基于声-超声检测的薄钢板多焊点结构完整性评价技术

将声-超声检测方法用于汽车专用薄钢板多焊点点焊接头漏焊或脱落的快速检测中。采用波形和模态分析方法研究声-超声检测波在多焊点点焊结构中的传播机理,以此为基础提出相应的声-超声检测特征值评价点焊结构的完整性。试验中通过直探头激发和接收声-超声检测信号,通过对比钢板中声-超声检测信号的时频分布与理论频散曲线可确定结构中声-超声检测信号的模态组成,主要能量模态为A0模态Lamb波。研究显示A0模态兰姆波通过焊核在点焊结构中传播,发生相互叠加并在时频域上形成波包能量序列。该波包能量序列在时频域上的分布与焊核位置具有对应关系,通过时频分布中各波包的能量起伏能够直观判断焊核漏焊、脱落及其问题焊核的位置。此外还提出能够评价多焊点接头完整性的特征参数,对于提高检测效率、降低检测成本具有重要意义。     

高温铸锻件内部温度场电磁超声重构方法研究

针对高温严苛条件下铸锻件内部温度场非接触测量困难这一问题,提出了基于弯曲效应和三角形前向展开法的高温铸锻件温度场非接触电磁超声斜入射横波重构方法。结合数值仿真和730℃电磁超声检测实验,对直入射横波的三角形追踪数学模型进行了验证,并研究了声束入射角、温度梯度对斜入射横波的传播路径和渡越时间的影响,比较了不同入射角的斜入射横波的温度灵敏度系数。结果表明:基于三角形前向展开法的高温锻件温度场直入射横波重建误差在3%以内。当采用斜入射横波时,声线传播路径受温度梯度、入射角度的影响较大,且对温度梯度的变化更加敏感,无论使用横波渡越时间还是横波出射点位置偏移量均可重构高温铸锻件的内部温度场。