激光超声溢油油膜厚度遥测方法试验研究

针对我国目前缺乏测量距离远、精度高、量程大的海洋溢油油膜厚度遥测系统的问题,基于激光超声测量油膜厚度原理,提出了一种基于激光激发超声和激光多普勒测振仪测量的溢油油膜厚度测量方法,使用355 nm大能量脉冲激光器在油膜表面激发超声波,使用扫描式激光多普勒测振仪对油膜表面振动信号进行检测,通过二次相关法对超声波在油膜内传播的时间进行估计进而计算油膜厚度.搭建试验系统,在实验室条件下对不同厚度的油膜样品进行了测量,测量结果表明该试验系统油膜厚度测量结果与直尺直接测量结果相一致,实现了对溢油油膜厚度的测量,可应用于海洋溢油油膜厚度遥测.

液体晃动有限元模态分析及试验研究

通过试验分析和数值仿真,研究了水平圆柱形贮箱内液体横向晃动特性。分析了贮藏箱在各种充液比下液体的晃动特性,利用扫描式激光测振仪结合试验设计较好地解决了液面波形直接测量的问题。通过有限元软件Ansys较好地模拟出液体低阶晃动振型和高阶局部振动情况,并通过虚拟质量法校核液体横向晃动低阶频率值。将有限元计算结果与试验实测结果进行了比较,发现两种方法对比研究能较好地解决这类液体系统模态分析问题。

一种基于均匀稀疏采样的Lamb波场重构方法

为了提高研究区域内Lamb波场的获取效率,提出了一种均匀稀疏采样策略,结合压缩感知理论,通过扫描式激光多普勒测振仪拾取的少量测点信号重构出待测波场,并对含人工损伤的铝板进行了试验验证.结果表明:提出的方法可在空间上将测点数减少至传统Nyquist采样点数的90%以上,并得到与原始波场相干性较高的重构波场,同时实现对结构损伤的定位和成像;研究结果可极大地提高基于波场分析的损伤检测技术的执行效率.

一种基于压缩感知的导波场重构方法

导波场分析法可有效识别和表征结构损伤,但受限于奈奎斯特采样定律,全波场信号的采集耗时严重。为提高全波场信号的获取效率,现有方法依靠压缩感知和激光多普勒测振技术,以少量空间测点信号重构出原始波场,然而该类方法依赖具有一定随机性的抖动采样策略,在商用激光多普勒测振系统上不便实现。为解决这一问题,该文提出了一种基于均匀稀疏采样策略的导波场重构方法,并搭建压电片激励/扫描式激光多普勒测振仪传感(PZT激励/SLDV传感)实验平台,对含人工损伤的铝板进行实验验证。实验结果表明,该方法可将空间测点数减少到奈奎斯特采样点数的10%以下,并在导波场重构精度及损伤成像精度方面达到与抖动采样策略的同等水平,且提高了导波场分析法的实用性和工作效率。