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国外电子测量技术 2022年第2期41卷 1-6页

作者：李瑾行鸿彦吴叶丽侯天浩陈子正南京信息工程大学江苏省气象灾害预报预警与评估协同创新中心南京210044

为了有效地探测墙体内的埋设管道,分析了基于敲击声音信号的墙体内管道探测原理,对采集到的声音信号进行了时频域分析,再采用Welch方法估计功率谱,提取功率谱峰值作为特征参数输入到支持向量机(SVM)分类模型进行管道有无的分类,提出了... 详细信息

为了有效地探测墙体内的埋设管道,分析了基于敲击声音信号的墙体内管道探测原理,对采集到的声音信号进行了时频域分析,再采用Welch方法估计功率谱,提取功率谱峰值作为特征参数输入到支持向量机(SVM)分类模型进行管道有无的分类,提出了基于敲击声音信号的墙体内管道探测方法。实验证明,所提探测方法探测准确率达到了86.85%,能有效地探测出墙壁中有无埋设管道。

关键词：管道探测 SVM分类敲击声音特征提取

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基于精细复合多尺度散布熵的墙体内管道敲击探测方法

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电子测量技术 2023年第2期46卷 25-30页

作者：李瑾行鸿彦王海峰吴叶丽陈梦南京信息工程大学江苏省气象灾害预报预警与评估协同创新中心南京210044

为了提高墙体内管道敲击探测的准确率,本文采用精细复合多尺度散布熵检测敲击声音信号的频率和幅值的变化,提取信号中的多尺度管道特征;将构建的多维度管道特征矩阵输入到支持向量机中,使用麻雀搜索算法确定支持向量机参数最优值,通过... 详细信息

为了提高墙体内管道敲击探测的准确率,本文采用精细复合多尺度散布熵检测敲击声音信号的频率和幅值的变化,提取信号中的多尺度管道特征;将构建的多维度管道特征矩阵输入到支持向量机中,使用麻雀搜索算法确定支持向量机参数最优值,通过模型训练,完成墙内埋设管道有无的分类,提出了基于精细复合多尺度散布熵的墙体内管道敲击探测方法。将此方法与其它信号处理方法进行对比分析,结果证明,本文所提方法探测准确率高达97%,远远高于其他两种方法。

关键词：管道探测 SSA-SVM 敲击声音精细复合多尺度散布熵

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基于声音的刹车片内部缺陷检测装置的设计

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机械设计与制造 2022年第1期371卷 215-218页

作者：王峰隋文涛张洪波金亚军山东理工大学机械工程学院山东淄博255049

为了解决刹车片内部缺陷检测困难的问题,根据不同内部构造的刹车片敲击声音不同的原理,设计了一套刹车片内部缺陷检测装置。通过三维软件对装置整体结构进行了设计,主要包括传动、敲击、声音信号处理、分拣四部分。刹车片托盘为承载构... 详细信息

为了解决刹车片内部缺陷检测困难的问题,根据不同内部构造的刹车片敲击声音不同的原理,设计了一套刹车片内部缺陷检测装置。通过三维软件对装置整体结构进行了设计,主要包括传动、敲击、声音信号处理、分拣四部分。刹车片托盘为承载构件所以对托盘的螺栓强度和托盘本身的刚度分别进行了强度计算和强度仿真实验,保证结构设计的合理性,然后对装置中振动较大的构件进行了模态分析,为动力学设计提供理论基础,还对分拣转盘的转动时间做了理论分析,最后通过实验验证证明该装置具有93%左右的检测准确率,为刹车片检测装置的设计提供了可靠的参考。

关键词：刹车片敲击声音内部缺陷结构设计强度仿真模态分析

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基于声音的烧砖内部缺陷检测

基于声音的烧砖内部缺陷检测

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作者：王子娟东北大学

学位级别：硕士

耐火材料是一种常用的工业原料,普遍应用于冶金、水泥、玻璃、陶瓷、能源动力等行业和一些尖端科学领域,对国民经济的发展起着重要作用。尤其是近年来钢铁生产行业高速发展,耐火材料使用量越来越大,其质量和寿命直接影响着钢铁行业的安... 详细信息

耐火材料是一种常用的工业原料,普遍应用于冶金、水泥、玻璃、陶瓷、能源动力等行业和一些尖端科学领域,对国民经济的发展起着重要作用。尤其是近年来钢铁生产行业高速发展,耐火材料使用量越来越大,其质量和寿命直接影响着钢铁行业的安全生产和经济效益。基于声音的无损检测历史悠久,是一种传统有效的质量检验方法,尤其适合对产品内部质量检验,其中的敲击法更由于操作简便、经济实用而得到了广泛的使用。本文采用敲击法来检验烧砖内部质量缺陷,通过烧砖的敲击声音判断烧砖内部是否存在缺陷,并进一步区分缺陷类别。从现场采集到的信号不可避免地包含噪声,采用计算速度快而且准确的无限冲击响应(ⅡR)数字滤波技术进行噪声去除,满足在线检测的实时性要求;其次敲击信号是：一系列间隔的声音,采用近似熵方法判断敲击声音端点得到提取信号,该方法对大幅值脉冲噪声有鲁棒性。提取信号是时域的声音信号,没有明显规律,不能直接判断缺陷。采用welch方法估计其功率谱,利用功率谱中的数据进行缺陷检测。但是功率谱频率跨越范围大,数据太多,不能全部用于检测,而峰值点是信号能量集中的地方,根据声学原理,同一个功率谱的峰值点之间存在相关关系,为此提出主元分析方法针对相关关系进行故障检测,并给出频谱峰值点的提取算法。针对故障情况已知的建模烧砖,在能得到大量正常烧砖信息的情况下,提出主元分析(Principal Component Analysis, PCA)进行内部缺陷检测的方法,利用正常烧砖的峰值点数据建立主元模型、计算统计量控制限进行检测;针对内部缺陷种类较多的情况,在能得到足够缺陷烧砖信息的情况下,提出多主元模型缺陷诊断的方法,利用有内部缺陷的建模烧砖建立多主元模型对烧砖内部缺陷类型进行区分。针对故障情况未知的建模烧砖,提出采用模糊聚类分析获取故障信息的方法,将正常砖和每一种缺陷砖分别看作一个类型,采用模糊聚类分析对建模烧砖进行无指导的分类,得到缺陷类型。针对以上提出的方法进行了试验仿真,得到较好的缺陷检测和诊断效果。

关键词：耐火材料缺陷诊断敲击声音功率谱近似熵主元分析模糊聚类

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耐火砖内部缺陷检测方法研究与系统开发

耐火砖内部缺陷检测方法研究与系统开发

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作者：孟庆宇东北大学

学位级别：硕士

随着高温工业技术的进步和发展,对于其辅助耐火材料质量的要求也越来越高。尤其是在钢铁冶金行业大量应用的烧结耐火砖,其质量和寿命直接关系到钢铁冶金行业的安全生产和经济效益。耐火砖生产工艺已经比较成熟,而耐火砖的内部缺陷检测... 详细信息

随着高温工业技术的进步和发展,对于其辅助耐火材料质量的要求也越来越高。尤其是在钢铁冶金行业大量应用的烧结耐火砖,其质量和寿命直接关系到钢铁冶金行业的安全生产和经济效益。耐火砖生产工艺已经比较成熟,而耐火砖的内部缺陷检测技术水平却一直没有太大的发展,至今为止,绝大多数耐火砖生产厂家的检测方法比较落后。本文采用敲击法来检测耐火砖内部质量缺陷。通过耐火砖的敲击声音自动判断耐火砖内部是否存在缺陷,并进一步区分缺陷类别。为了检测耐火砖内部缺陷,需要从敲击声音信号中获得有用的数据信息。首先设计了FIR滤波器,滤掉信号中的现场噪声,然后采用短时能量和短时平均过零率双门限比较法将真正的敲击信号提取出来。为了从信号中得到耐火砖内部特征的信息,采用Welch方法估计其功率谱。将功率谱峰值点的频率和幅值信息提取出来,作为后期处理的特征数据。上述处理方法具有运算速度快,存储要求低的特点。以特征数据作为进一步分析的基础数据,本文提出基于Fisher判别式分析的耐火砖内部缺陷检测方法,通过分析发现Fisher判别式分析方法在耐火砖内部缺陷检测应用存在不足,也就是正常类主导了特征值的分解,使缺陷类之间区分不明显。针对上述情况提出采用PCA-FDA混合模型方法对耐火砖内部缺陷进行检测,利用现场采集的数据进行仿真研究,得到较好的缺陷检测和诊断效果,说明该方法可以应用到实际检测系统中。数字信号处理器(DSP)有强大信号处理能力,完全可以胜任在线检测任务。本文设计了一个基于TMS230VC5509A DSP的耐火砖内部缺陷检测系统。根据检测实际需要选择器件,确定模块与功能划分,并设计各个模块的电路接口,完成原理图与PCB版图的绘制以及硬件制作。将理论研究阶段的各个处理算法编写成C语言子程序,设计主程序使系统在无操作系统下合理调度各个子程序,并利用键盘和LCD显示屏进行人机交互。耐火砖内部缺陷检测系统运行稳定、快速、操作简单、功能完备,完全满足耐火砖内部缺陷在线检测的需要。

关键词：耐火砖敲击声音缺陷检测 Fisher判别式分析数字信号处理器

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