第七专题 人工神经网络在涡流检测信号处理中的应用

涡流检测作为一种非破坏性检测方法,在金属材料无损检测领域得到了广泛的应用,但由于影响涡流的因素太多,所以涡流检测的定性、尤其是定量分析一直是个难点。尽管在现有的各种仪器中采用了相位分析法、频率分析法及幅值鉴别法等信号处理方法,但最终的缺陷识别仍只能靠人眼来判别。

大功率IGBT谐振式中频逆变电源的研制

采用大功率IGBT模块的10kHz 40kW谐振式逆变加热电源已研制成功。电源的输入部分采用三相不可控整流器。本电源可采用开关方式或调脉宽方式用计算机控制其输出功率。本文介绍电源的主电路结构及控制电路的原理。

激光超声具有重要应用前景

第8届无损材料评估国际会议(Eighth Intemational Symposium on Nondestructive Charac-terization of Materials)1997年6月15～20日在美国科罗拉多州博尔德举行。会议的主持单位为美国约翰斯·霍普金斯大学的无损评估中心。该会议偏重于讨论无损检测与无损评估技术方面的理论与应用基础研究问题。会议共收录168篇论文,其中有关激光超声技术的有25篇论文。会议讨论的专题有:过程控制,微波检测,X射线技术,土木结构检测,声发射技术,应力测量,材料特性检测,机械性能检测,非线性效应等。

在线超声检测缺陷波信号的仿生采集技术

提出的模仿昆虫复眼的仿生信号采集技术提高了信号的采集频率和降低了A/D转换频率以减少硬件成本.采用低主频的微机实现在线自动超声检测信号处理,本技术对需同时采集若干信号的场合亦有应用价值.

水轮机空化的小波奇异性检测研究

空化现象是水轮机中难以避免的主要危害。空化噪声的谱分析一般采用功率谱分析,而功率谱分析在研究空化噪声这种具有很强突变性的信号具有明显的缺陷。小波分析具有很好的局部性,在奇异性检测和奇异性定位研究中得到了广泛的应用,文中在小波变换模极大值奇异性检测的理论基础上提出了水轮机空化的小波奇异性检测方法,并提出了小波基选择方案和突变点检测条件。较之以往的基于模极大值线搜索的方法,该方法具有运算量小的优点。分析了实际检测数据,结果表明该方法的有效性,并很好的检测出空化初生和空化形态转变。

基于小波奇异性理论的水轮机空化检测

空化噪声谱分析中常采用的功率谱分析在研究空化噪声这种具有很强突变性的信号时具有明显的缺陷,文中提出了一种基于小波奇异性理论的水轮机空化检测方法,并提出了小波基选择方案、突变点检测条件和最佳检测阈值。进行了混流式水轮机的模型转轮试验,观测了模型转轮额定工况下的涡带形态和空化发展情况,并采集存储了大量空化噪声数据。对照观测结果分析实际的检测数据,结果表明该方法的有效性,并很好的检测出空化初生和空化形态转变。

基于遗传算法的二维随机型稀疏阵列的优化研究

为了解决二维相控阵列及与之匹配的三维超声成像系统过于复杂的问题,提出了一种基于遗传算法的随机型稀疏阵列的优化设计方法。在这种方法中,首先根据横向分辨率的要求确定参考阵列的尺寸及加权分布,然后根据对比分辨率的要求确定稀疏阵列相对于参考阵列的稀疏率,最后利用遗传算法优化确定阵元的分布形式。通过连续波理论和基于空间冲激响应的脉冲场模型对这种稀疏阵列的声学特性进行了分析,分析结果表明,优化设计的随机型稀疏阵列具有良好的特性,它与参考阵列有几乎相等的主瓣宽度,而且不产生栅瓣,虽然其旁瓣高度与参考阵列相比略有提升,但经遗传算法优化后仍能满足高质量成像的要求。

水轮机空化在线监测系统设计

现有的水轮机空化在线监测系统大多信号频带窄、仅有单通道且无板上信号处理,造成系统的检测精度比较低且不利于空化空间定位和在线检测。文中提出一种空化在线监测系统,系统的分析频段从1Hz到500kHz,扩大了研究频段,便于提高空化检测的精度;系统具有8个通道,提高了检测的空间分辨力,系统板载 TI公司数字信号处理器的特点提高了空化信号处理能力并压缩了数据量。在水轮机空化模型试验中采用了该系统。研究发现,随着空化系数减小,加速度信号和声信号的均方根总体均逐渐增大。所以,加速度信号和声信号都可以用来检测空化,其中声信号检测更加可靠。同时,发现在空化初生附近,声信号中高频成分能量百分比达到一个很显著的极值,这对于空化初生检测是很有益的。

复合材料胶接缺陷的红外热像检测

简要介绍了红外热像的检测原理 ,并用红外热像方法对铝蜂窝铝蒙皮复合材料较易出现的胶接缺陷进行检测 ,结果表明红外热像方法是检测复合材料胶接缺陷的快速、有效方法。不同性质缺陷的最佳检测时间不同 ,对于铝蜂窝铝蒙皮结构复合材料蒙皮的各种脱粘缺陷 ,检测速度都高于每分钟两屏。实现被检工件快速、方便、自动化的加热方式 。

水轮机空化在线监测系统中板载DSP数据采集卡

介绍了水轮机空化监测系统的数据采集卡的设计。采集卡板具有多通道、板载美国TI公司的浮点DSP (数字信号处理器 )TMS32 0C6 712和基于PCI总线的技术的特点。板载DSP的特点提高了空化信号处理能力并压缩了数据量 ,基于PCI技术使系统具有快速的传输能力。这些技术的采用 。

用于拟人机器人的嵌入式语音交互系统研究

本文介绍了一种用于拟人机器人的嵌入式语音交互系统 .系统采用高质量的语音采集模块及语音输出模块 ,以高性能数字信号处理器 (DSP)TMS32 0VC5 4 0 2为硬件核心 .HMM语音识别引擎以LPC倒谱及其差分分量作为语音特征表达 ,改进的Baum Welch重估算法完成了多观察值序列下的语音模板训练 .同时进行了语音特征不同表达形式对识别结果影响的对比实验 .系统外围控制程序完成识别结果提示以及与上位机的通讯 .系统在词汇量为 2 0 0的非特定人。

便携式油液金属物质直读仪的低噪声设计

针对目前油液分析的需要,在噪声分析理论的指导下,研制成功了国内第一台便携式,灵敏度可以达到10-6级别的金属物质直读仪。该仪器仅需要少量的油样,只需将油样放入仪器,立即可显示出油液中金属物质的含量。与目前市场上的油液分析仪器相比,其具有操作灵敏度高,检测速度快,操作方便,成本低等显著特点。论文讨论了该仪器的原理,设计和实现,详细讨论了前置放大电路的低噪声设计。

高强度聚焦超声二维相控阵列的声场控制模式研究

研究了高强度聚焦超声热疗场的声场模式,并给出了二维相控阵列的声场模式控制算法。单焦点扫描声场模式在治疗中等偏大的肿瘤时容易引起非线性效应;采用基于伪逆矩阵的声场合成算法,直接形成了多焦点的控制模式,为焦域控制提供了新的思路。利用声场快速算法对30×30二维面阵的单焦点扫描声场模式和多焦点直接合成声场模式进行计算机仿真,仿真结果表明多焦点模式大大降低了焦点处的声强;而且基于此模式,采用加权优化算法对激励向量进行优化从而提高了阵列的激励效率,采用改进的特征向量优化算法优化了多焦点热疗模式的声场增益,增加了能量在目标体积的沉积,同时消除不期望的潜在热点,为超声热疗场的模式控制提供了理论依据。

基于时间融合的波形方式高精度超声测厚

在超声测厚过程中使用波形方式利用闸门进行测量,可以方便自由地选取测量对象,有利于 避开盲区测量;同时还可以设置闸门和峰值或边沿的测量方式,有利于减小测量误差。在测量中,特 征计算采用基于采样序列较基于显示序列精度要高,采样率越高,精度越好;在此基础上,加入多时 间序列的融合算法可以将有效采样率成倍提高,精度也得到相应的改善。

数字化超声探伤仪中超声信号高速采集技术

探讨了数字式超声探伤仪设计中一种对超声信号进行高速采集技术。根据超声回波信号重复性的特点,利用一只高速A/D(60MHz)转换芯片在N组特定时序信号的控制下对超声回波信号进行采集,并在CPLD(复杂可编程逻辑器件)的控制下实现高速数据缓冲存储,再利用相位合成技术对转换后的N组数据进行数据合成与波形重建,从而实现了数倍于A/D转换芯片速率的高速数据采集,达到等效A/D转换速率N×60MHz。该方案成本低,可靠性高,尤其适合于高速、高准确度的超声无损检测系统中。

相控阵超声无损检测系统的研制

以探讨相控阵超声无损检测系统的研制为目的,从相控阵原理着手,对检测系统的工作机理及系统组成进行简略阐述,重点研究阵列探头设计、相位精确控制、超声信号模拟/数字处理及缺陷成像中的关键技术。最后利用系统进行了试块检测成像对比试验。初步试验和研究表明,相控阵超声无损检测系统比传统单探头超声无损检测具有信噪比高、缺陷分辨力强、有效探伤范围宽以及工作效率高等特点。

混频相控阵聚焦特征的研究

混频相控阵作为超声相控阵中的一种新方法,在声场聚焦和偏转都有突出表现。文中对其在聚焦过程中的聚焦特征及相关因素与常规同频相控进行对比分析,得出混频相控阵有利于提高焦区的声能密度,信噪比和轴向分辨率;同时给出了如何优化选择阵列各阵元相应的激发频率。这对改善超声诊断的成像质量和提高聚焦治疗的能量密度等有重要意义。

压力钎焊改善Si_3N_4/40Cr钢接头强度的试验研究

分析了Ｓｉ３Ｎ４／４０Ｃｒ钢钎焊接头缓冲层机制。利用压力钎焊促进缓冲层产生塑性变形，降低了接头的残余应力，提高了接头强度。软性缓冲层Ｃｕ和Ｎｂ易于产生较大的塑性变形，接头强度有明显提高；硬性缓冲层Ｔａ不易产生塑性变形，接头强度无明显提高。缓冲层塑性变形愈大，接头强度愈高。使用Ｃｕ作缓冲层材料，当外加压力为２７ＭＰａ时，接头拉伸强度可达６２．３ＭＰａ。ＥＰＭＡ结果表明，在加压和无压状态下，接头中各元素在垂直界面方向上的总体分布不发生变化。加压可以减小接头钎缝宽度，控制接头间隙。压力钎焊也有助于其它异种材料的连接。

超声相控阵二维面阵实现三维成像研究进展

实现基于二维阵列的三维成像会遇到阵元多、通道数多、系统复杂、回波信号弱等困难。从阵元排列的设计着手,分析了时间-空间信号在离散有限长窗函数下的特征,推导出阵列设计的一般准则;依据此准则,根据脉冲回波场理论,在计算机模拟的基础上设计了8×8二维阵列;并利用该阵列实现了相控阵三维体数据的扫描和显示。扫描试验所得人工缺陷的三维图像呈现出良好的轮廓和走向等信息。

小波变换在声发射检测中的应用

在综合描述声发射信号特点和小波变换基本原理的基础上 ,结合实例介绍同时在时域和频域具有局部分析能力的信号处理方法———小波变换在声发射信号的特征提取、时频分析和噪声去除等方面的应用。