用于管道焊缝检测的激光超声系统

针对石油管道焊缝检测中被测样品粗糙,作业环境恶劣等问题,基于光折变晶体内双波混合干涉原理,研制了高频激光超声测振仪,结合激光超声的激励技术,设计了一种可用于检测石油管道表面及内部焊缝缺陷的激光超声检测系统.利用该系统分别对缺陷在表面和内部的管道焊缝试块进行了超声激励和检测实验.实验结果表明,该系统能有效地分析出被测样品表面以及内部缺陷的位置以及相应深度,检测分辨率达到0.01 mm,缺陷位置检测误差控制在2%以内.该检测系统结构紧凑可靠,操作简便,开发的高频激光超声测振仪能工作在管道焊缝检测的常见作业环境(70~75 d B低频环境噪声),具有一定的适用性.     

基于小波脊的超声信号处理

根据超声信号通常是单频载波脉冲信号,具有渐近信号的特性,提出了一种基于小波脊的超声信号处理算法．首先利用渐近小波变换提取超声信号的小波脊,计算小波脊的移动熵,然后通过移动熵实现缺陷信号与噪声的分离和缺陷定位,最后利用小波反变换重构出缺陷信号．该算法充分利用了超声信号的时域、频域和相位信息,不仅消噪性能好,而且缺陷定位准确     

铁路货车轮轴超声波探伤新旧标准对比分析

通过对铁路货车轮轴新旧探伤标准中超声波探伤部分的分析,特别是对超声波探伤仪的灵敏度确定方法、状态检查、性能指标、超声波探头的角度、频率等方面进行了类比阐述,说明新标准的优越性,并指出了使用新标准的注意事项。     

超声探伤仪性能测试系统的研究与设计

为实现超声探伤仪性能测试自动化,提高测试效率和精度,研究并设计了一套超声探伤仪性能测试系统。系统以工控机作为中心处理单元,数据采集卡、超声波发射/接收卡实现了数据信号的采集和传输,通过GPIB总线来连接测试平台和待检仪器,简化了系统硬件组成。系统软件以Visual C++2008作为开发平台,采用模块化和结构化思想编写程序,具有良好的扩展性。采用小波分析方法对超声回波进行滤波,有效抑制了信号中噪声对测试精度的影响。试验结果表明,所开发的测试系统能够准确测试超声探伤仪器各项性能参数,实现了测试的智能化。     

一种基于ICA的机械缺陷超声信号提取方法

针对强噪声背景下缺陷超声回波信号检测的问题,利用了基于独立分量分析的方法进行缺陷信号的提取。该方法首先对观测信号进行JADE分解,得出多导独立分量,再根据赫斯特指数,分离缺陷信号和噪声信号。通过对仿真和实测缺陷超声信号的去噪实验研究,结果表明,与小波去噪方法相比,ICA去噪方法能够得到很好的信噪比,有利于强噪声背景下缺陷的去噪处理及微弱信号的提取。     

基于经验模态分解的水下目标回波提取

为在噪声中有效提取水下目标回波,提出一种基于经验模态分解的目标回波提取方法,分别对目标回波与噪声进行经验模态分解,得到二者各阶的固有模态信号分量;计算二者各阶的固有模态分量的能量,求取对应各阶的能量差,并与门限相比较,选取大于门限的固有模态分量重构目标回波信号.分析了经验模态分解阶数和选择门限等因素对重构信号精度的影响.仿真结果表明,该方法可精确提取目标回波.采用该方法提取信号的均方误差均低于自适应滤波方法,尤其在低信噪比时.     

Experimental Set-up of Laser Ultrasonic Techniques and Applications

ＥｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌＳｅｔ┐ｕｐｏｆＬａｓｅｒＵｌｔｒａｓｏｎｉｃＴｅｃｈｎｉｑｕｅｓａｎｄＡｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓ＊ＺｈｏｕＸｉｎｇｅｎｇ（周辛庚），ＨｅＣｕｎｆｕ（何存富）ＤｅｐａｒｔｍｅｎｔｏｆＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇＭｅｃｈａｎｉｃｓ，Ｔｓ...     

基于经验模态分解和核主成分分析的SAR图像相干斑抑制

结合经验模态分解(EMD)与核主成分分析(KPCA)方法,针对SAR图像提出一种改进的相干斑抑制算法。首先将SAR图像进行对数变换和均值调整后进行经验模态分解;然后利用KPCA进一步去除各层本征模态函数(IMF)中的噪声,具体方法是根据斑点噪声的统计特性和零均值高斯白噪声IMF的能量分布模型,近似计算各层IMF中噪声能量所占比例,据此选择合适数量的主成分重构IMF;最后对经过KPCA处理的IMF进行累加重构得到去噪SAR图像。实验结果表明,与另外两种EMD图像去噪算法相比,本文提出的方法在相干斑抑制效果和图像细节信息保持能力两方面都有较好的提高。     

噪声环境中的EMD改进算法

经验模式分解(Empirical Mode Decomposition,EMD)是近年来出现的一种自适应的信号分解算法,该方法受到了广泛的关注,被成功应用于许多领域。然而,当信号包含噪声时,它存在过度分解的弊端,容易受噪声的干扰,因而严重地限制了该方法的推广。为了解决这一问题,提出了一种改进的EMD方法:在首轮分解时,采用光滑样条拟合来代替原来的三次样条插值,可避免对噪声成分过度分解,从而极大地减少了噪声成分的干扰。仿真实验证实了新方法有显著的改进效果;两个实际气候数据序列分解的例子进一步说明了新方法的有效性和优越性。     

基于经验模态分解的大地电磁资料人文噪声处理

将经验模态分解(Empiricalmodedecomposition,EMD)方法应用到大地电磁资料的人文噪声处理中,根据人文噪声的不同来源和特征,提出基于EMD的时空滤波器或硬(软)阈值对噪声进行抑制的方法。给出经验模态分解去噪方法的原理和步骤,并对实测大地电磁信号中常见的脉冲干扰、矩形干扰和周期正弦噪声等人文干扰进行消噪处理。研究结果表明：本文提出的噪声改正方法是有效的,突出了有用信号的信息,改善了受干扰大地电磁数据的质量。     

Identification of Modal Parameters with Linear Structure under Non-stationary Ambient Excitation

Empirical mode decomposition (EMD) is proposed to identify linear structure under non-stationary excitation,and non-white noise coefficient is introduced under the assumption of random signals consisting of white noise and non-white noise signals. The cross-correlation function of resoonse signal is decomoosed into mode functions and residue by EMD method. The identification technique of the modal parameters of single freedom degree is applied to each mode function to obtain natural frequencies, damping ratios and mode shapes. The results of identification of the five-degree freedom linear system demonstrate that the proposed method is effective in identifying the parameters of linear structures under non-stationary ambient excitation.     

超声波探伤检测的影响因素分析及监督与控制

由于石油管道其所处工况和环境相对恶劣,易泄漏甚至爆炸,因此石油管道焊缝无损检测是石油管道的重要课题。介绍了超声波探伤检测技术的基本原理,详尽地分析了影响野外超声波探伤质量的原因。和其他的无损探伤检测方法相比,超声波探伤检测成本低、检测速度快,并且能及时检测出焊缝内部质量的缺欠。最后对一个实例进行了分析,并且针对监督检查超声波探伤提出了相应的措施。     

检测和分离生物组织超声反射波和散射波的方法──相关系数平方包络线峰值阈值法

给出了一种适用于生物组织反射界面定位及分离反射波和散射波的方法——相关系数平包络线峰值阈值法。此法以相关检测为基础，经改进后，采用相关系数的平方作为界面检测的特征参量。通过设定阈值，在相关系数平方包络线峰值组成的集合内检测反射界面，再利用估计的反射波和入射波的比例系数将反射波和散射波分开。然后通过减小噪声对相关系数的影响，使检测性能进一步改善。计算机仿真实验和生物组织仿真模块实验表明，此法既可改善随深度增加而来的信噪比降低引起的检测率降低，又可使检测过程简化。     

基于EMD和ISA方法的轨道车辆动态应变信号去工频干扰研究

针对轨道车辆动态应变信号实际通道数量小于源通道,无法直接应用独立分量分析(ICA)方法降噪的问题,提出一种基于经验模态分解(EMD)和独立子空间分析(ISA)的去除工频干扰的方法.首先对信号进行EMD分解得到本征模态(IMF),再对结果进行ICA分析,得到独立分量,然后对独立分量进行层次聚类将原信号分解到不同的子空间中,从而达到分离噪声的目的.实验结果表明该方法降噪效果优于传统滤波算法,处理后的信号损伤值高于带阻滤波值处理结果,使寿命评估结果偏向于安全,证实了将其应用于去除轨道车辆动态应变信号中工频干扰的可行性.     

基于EMD和相关分析的管道泄漏定位检测研究

针对长输管道泄漏检测与定位中噪声干扰问题,提出了一种基于EMD分解和相关分析的管道泄漏检测与定位方法.该方法利用EMD分解特性和相关分析技术,提取了包含故障信息的主要固有模态函数(IMF)分量,增强了泄漏信号的本质特征.通过对所提取的IMF主分量进行重构,消除了不相关分量的干扰,提高了泄漏信号的相关程度,从而提高了定位精度.实验验证了该方法的有效性.     

NUTM426气瓶超声波探伤设备的电控系统

在NUTM426气瓶超声波探伤设备中，以西门子S7-200PLC系统为基础， 提出了实现在线气瓶的全自动超声波探伤的控制方案和程序设计方法。以S7-200PLC为主的电控系统具有性能好、运行可靠、性价比高的特点，经过现场的调试、运行，NUTM426气瓶超声波探伤设备的电控系统的设计完全达到了探伤设备的各种动作要求，程序运行稳定。     

基于相空间重构和独立分量分析的超声信号噪声消除

提出了一种新的基于相空间重构和独立分量分析的超声信号去噪方法.应用该方法处理了实际的试块超声检测信号,并与小波去噪的效果进行了比较.实验结果表明,该去噪方法的效果与小波去噪方法接近,其特色是通过超声信号和噪声信号的盲源分离实现噪声消除.该去噪方法与小波去噪方法相比具有使用简单容易、去噪效果好和自适应强等优点.     

基于经验模态分解的自适应噪声对消方法

针对飞行器试验中单通道遥测信号频率内容丰富、降噪困难的问题,提出了一种基于经验模态分解的自适应噪声对消方法。将信号利用经验模态分解(Empirical mode decomposition, EMD)方法分解为一系列本征模态函数(Intrinsic Mode Function,IMF),将第一阶IMF作为参考噪声,并将第二阶以后的IMF分量累加求和,作为待降噪信号,在此基础上利用自适应噪声对消系统完成降噪。该方法克服了直接将高阶IMF作为噪声消除后在降噪和细节信息损失之间的矛盾性问题,可以最大程度保护信号细节信息不受损失的情况下实现良好的降噪效果。计算机仿真和某次飞行器试验实测数据处理结果证明了这一方法的有效性。     

基于经验模式分解的包络解调技术及其应用

提出了一种新的调制信号解调分析技术,来抑制传统的包络解调方法中经常出现的无意义的频率成分.首先,对复杂的振动信号进行经验模式分解,得到若干个基本模式分量,再对包含调制信号的基本模式分量进行包络分析以提取故障信息.该方法利用经验模式分解来实现故障信息的有效分离,从而提高了诊断信号的信噪比.利用该方法对某齿轮箱轴承座振动信号进行经验模式分解,进而解调出高速轴转频这一调制频率,准确地诊断出该故障是由齿轮轴不对中所引起的,通过针对性的维修后,消除了故障,从而验证了该方法的有效性.     

基于经验模态分解的生命信号提取算法

穿墙生命探测雷达系统中,传统的基于快速傅里叶变换(FFT)的生命信号提取算法不能有效处理非平稳信号,且易受呼吸谐波干扰.为此,文中提出了一种从时域上提取生命信号的新方法.首先应用经验模态分解(EMD)将雷达接收信号分解成有限个固有模态函数(IMF),再用反映生命信号结构特征的IMF分量从时域上分别重构呼吸与心跳信号.仿真结果表明,所提出的新方法能避免呼吸信号谐波对心跳信号的干扰,因而能更加精确地提取心跳信号.