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基于本征柔性线圈电涡流效应的材质检测基础研究

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基于本征柔性线圈电涡流效应的材质检测基础研究

作者：龙曦斯中南大学

学位级别：硕士

材质检测在工业制造、航空航天和国防军事等领域具有重要意义,在现代工程实践中,广泛存在的狭小曲面结构需要材质检测传感器能在弯曲状态下工作,因此需要传感器具柔性,能贴敷于曲面完成材质检测任务。本文设计并制备了由碳纳米管填充硅... 详细信息

材质检测在工业制造、航空航天和国防军事等领域具有重要意义,在现代工程实践中,广泛存在的狭小曲面结构需要材质检测传感器能在弯曲状态下工作,因此需要传感器具柔性,能贴敷于曲面完成材质检测任务。本文设计并制备了由碳纳米管填充硅橡胶复合材料构成的本征柔性线圈,初步研究了本征柔性线圈阻抗对目标物材质的敏感特性,并设计了基于比值区间的材质检测方法,论文的主要工作为:(1)以隧道效应理论和电磁感应理论为基础,对本征柔性线圈的电涡流效应进行机理分析;设计并制备由碳纳米管填充硅橡胶制成的本征柔性线圈试样,其导电相与基体相的质量比分别为0.1、0.2、0.3、0.4;设计并搭建材质检测实验平台,为后续研究奠定基础。(2)通过分析各质量比本征柔性线圈阻抗对目标物材质的敏感特性,可以得出:各质量比本征柔性线圈在各材质目标物下的阻抗模与阻抗角均随提离的增大单调递减;不同材质目标物下等效电抗与等效电阻的线性相关特征不同;当质量比为0.2、激励频率为100k Hz时,各材质目标物平均拟合优度最大,为0.937。(3)设计了一种基于比值区间的材质检测方法:在有效检测距离内,各材质对应阻抗变化量虚实部比值区间互不重叠时,将阻抗变化量虚实部比值作为特征量,可对目标物材质进行检测。通过分析各质量比本征柔性线圈在各激励频率下的有效检测距离、材质检测范围和不重叠度,得出:当质量比为0.2、激励频率为100k Hz时,在0～2mm有效测量距离内,本征柔性线圈能对铜、钛合金(TC4)和铁镍合金(1j85)进行材质检测,其不重叠度最大,为0.045。以上研究成果初步验证了使用本征柔性线圈进行材质检测的可行性,为研制具本征柔性的材质检测传感器奠定了基础。图77幅,表22个,参考文献52篇

关键词：材质检测柔性传感器碳纳米管导电高分子复合材料电磁感应

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树木生长轮材质检测分析法

沈阳农业大学学报 1987年第4期 13-18页

作者：王书光栾树杰戴澄月沈阳农业大学中国科学院林业土壤研究所东北林业大学

树木生长轮材质分析。是研究不同生态条件下木材材质变异及预测的重要技术措施。本文以湖南会同的杉木为材料,通过生长轮材质分析方法测定的小试件压力、小试件拉伸、显微硬度、生长轮密度、生长轮晚材率,与木材标准试验测定的顺纹抗压... 详细信息

树木生长轮材质分析。是研究不同生态条件下木材材质变异及预测的重要技术措施。本文以湖南会同的杉木为材料,通过生长轮材质分析方法测定的小试件压力、小试件拉伸、显微硬度、生长轮密度、生长轮晚材率,与木材标准试验测定的顺纹抗压、顺纹抗拉,端面硬度,木材密度及晚材率的对比中,得到了非常接近的规律。单相关系数大部分在0.7以上.变化较大的小试件拉伸与顺纹抗拉也在0.62以上。证实了这项研究方法的可靠性。

关键词：材质检测早材晚材生长轮细胞壁

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基于声音信号的钢材材质检测及试验研究

河北科技大学学报 2016年第3期37卷 275-282页

作者：秦志英齐康花董桂西赵月静刘尧河北科技大学机械工程学院河北石家庄050018 河北省送变电公司线路器材厂河北石家庄051130

铁塔加工过程中需要对角钢进行夹紧、冲孔、剪切等操作,不同材质的角钢加工时会发出不同的声音,因此提出利用声音信号检测Q235和Q345两种常用角钢材质。利用传感器和采集仪搭建试验系统,采集声音信号的连续波形,并提取单个冲孔周期声音... 详细信息

铁塔加工过程中需要对角钢进行夹紧、冲孔、剪切等操作,不同材质的角钢加工时会发出不同的声音,因此提出利用声音信号检测Q235和Q345两种常用角钢材质。利用传感器和采集仪搭建试验系统,采集声音信号的连续波形,并提取单个冲孔周期声音信号的波形作为后续判别的依据。针对单个周期的声音信号,提取美尔频率倒谱参数(MFCC)作为特征参数,并利用动态时间规整(DTW)方法计算待测模板与Q235和Q345两种标准模板之间的距离,距离小者判定为该种角钢材质。试验分别采集了4种型号角钢的2组样本,验证了上述方法识别材质的有效性。

关键词：应用声学声音信号 MFCC DTW 材质检测

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一种电涡流金属材质检测装置探讨

电工技术 2019年第1期 64-65,68页

作者：邹平田勇梁科李伟罗建平罗雨刘畅国网重庆长寿供电分公司重庆401220

从电涡流传感器无损检测的特点出发,提出一种基于电涡流传感器的金属材质检测装置。对该装置的各功能模块进行了具体分析,并设计了相关测量电路及接口电路以实现对金属材质的快速无损检测。选取铜、铝和铁开展试验研究,试验结果表明该... 详细信息

从电涡流传感器无损检测的特点出发,提出一种基于电涡流传感器的金属材质检测装置。对该装置的各功能模块进行了具体分析,并设计了相关测量电路及接口电路以实现对金属材质的快速无损检测。选取铜、铝和铁开展试验研究,试验结果表明该装置能有效检测金属材质种类,为实现金属材质的快速无损检测提供了一种较好的解决办法。

关键词：电涡流传感器无损检测材质检测

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基于声音信号的钢材材质检测及试验研究

基于声音信号的钢材材质检测及试验研究

第十五届全国非线性振动暨第十二届全国非线性动力学和运动稳定性学术会议

作者：秦志英齐康花董桂西赵月静刘尧河北省送变电公司线路器材厂

铁塔加工过程中需要对角钢进行夹紧、冲孔、剪切等冲击操作,角钢在冲孔时会发出一定的声音,本文提出利用声音信号检测钢材材质。铁塔加工中常用的角钢材质一般为Q235和Q345。利用声音传感器和采集仪等搭建实验系统,采集加工Q235和Q345... 详细信息

铁塔加工过程中需要对角钢进行夹紧、冲孔、剪切等冲击操作,角钢在冲孔时会发出一定的声音,本文提出利用声音信号检测钢材材质。铁塔加工中常用的角钢材质一般为Q235和Q345。利用声音传感器和采集仪等搭建实验系统,采集加工Q235和Q345两种型号角钢的声音信号,依托Matlab软件对采集到的信号进行滤波、A/D转换、预加重、分帧等预处理,提取美尔频率倒谱参数MFCC作为特征参数,建立标准模版库。对实际加工过程采集的待测声音信号预处理后,提取MFCC特征参数,然后利用动态时间规划DTW方法计算待测声音信号与标准模版之间的距离,将得到的两个匹配距离进行比较,匹配距离最小者即为测试匹配结果,从而实现对钢材材质的检测。试验结果表明,该方法能够准确检测不同型号的两种角钢材质,且成本低、效率高,从而有效避免了在铁塔加工过程中因钢材材质对铁塔的安全性造成影响。

关键词：声音信号 MFCC DTW 材质检测

来源： cnki会议评论

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基于电涡流传感器和神经网络的电缆材质检测

电工技术 2018年第23期 138-139页

作者：曹云轩邹平田勇李晓斌梁科刘立姚远国网重庆长寿供电分公司重庆401220

通过电涡流传感器将涡流效应下不同金属的金属特性转化为电压值输出,采用离线训练的方法建立神经网络预测模型,基于此进行电缆芯线材质检测。针对电缆芯线材质检测装置,选取常见的铜、铝芯线为对象展开研究。试验结果表明,基于电涡流传... 详细信息

通过电涡流传感器将涡流效应下不同金属的金属特性转化为电压值输出,采用离线训练的方法建立神经网络预测模型,基于此进行电缆芯线材质检测。针对电缆芯线材质检测装置,选取常见的铜、铝芯线为对象展开研究。试验结果表明,基于电涡流传感器和神经网络的电缆芯线材质检测装置能有效识别芯线类型,可为目前电缆芯线以铝代铜所带来的经济损失和安全隐患问题提供较好的解决办法。

关键词：电涡流传感器神经网络材质检测

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基于电阻频响法的绕组材质无损检测技术研究

电测与仪表 2020年第14期57卷 74-82页

作者：吴燕李洋穆海宝刘岚史常凯张冠军中国电力科学研究院有限公司北京100192 西安交通大学电气工程学院西安710049

近年来随着双金属复合材料技术的发展,铜铝复合材料在一些电力设备中得到广泛应用,但也有些部分厂家“以铝充铜”,使得导体材质无法确定,给设备的运行维护工作带来困难。因此,亟需一种导体材质快速无损检测方法,这对电力设备材质辨别和... 详细信息

近年来随着双金属复合材料技术的发展,铜铝复合材料在一些电力设备中得到广泛应用,但也有些部分厂家“以铝充铜”,使得导体材质无法确定,给设备的运行维护工作带来困难。因此,亟需一种导体材质快速无损检测方法,这对电力设备材质辨别和运行维护具有重要的工程意义。文中基于电磁场理论,建立了铜包铝导体交流电阻数学模型,仿真分析了交流电阻随频率的变化规律,并对不同频率电阻进行归一化处理,发现不同铜含量的铜包铝线的电阻变化率存在转折点,通过对比分析其转折频率,可以实现不同材质绕组的无损鉴别。在此基础上,绕制不同材质的测试绕组,对仿真模型进行了实验研究,验证了基于电阻频响法的绕组材质无损检测技术的可行性。

关键词：铜铝复合材料交流电阻材质检测

基于Wi-Fi信号CSI统计特征的物品材质感知检测技术

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基于Wi-Fi信号CSI统计特征的物品材质感知检测技术

作者：朱涵月西安电子科技大学

学位级别：硕士

近年来,移动互联网与物联网技术得到了迅猛发展,这同时也增加了人们对基于无线通信系统的多类情境感知技术的需求,其中,如何在复杂的信道环境条件下无接触式地实现针对物品材质的高精度与鲁棒性感知检测,已成为目前通信感知技术领域研... 详细信息

近年来,移动互联网与物联网技术得到了迅猛发展,这同时也增加了人们对基于无线通信系统的多类情境感知技术的需求,其中,如何在复杂的信道环境条件下无接触式地实现针对物品材质的高精度与鲁棒性感知检测,已成为目前通信感知技术领域研究的热点问题。随着Wi-Fi基础设施的广泛部署,可以方便地获取信道状态信息（Channel State Information,CSI）,其能够细颗粒度地反映当前信道状态变化的特性,从而使得基于CSI的物品材质感知检测成为可能。但是,现有基于CSI的物品材质感知检测技术尚有诸多关键难点问题亟待解决:首先,现有基于CSI构建的物品材质统计特征建模方法难以高效区分物品的材质;其次,现有感知辨识算法在复杂室内信道条件下存在检测精度较低、鲁棒性欠佳等缺陷。针对以上问题,本文对基于Wi-Fi信号CSI统计特征的物品材质感知检测技术进行了深入研究,具体研究内容如下。首先,本文介绍了物品材质感知检测技术的研究背景,分析了现有基于Wi-Fi信号物品材质感知检测技术面临的难点问题,主要针对物品材质的统计特征建模和感知辨识算法两项关键技术展开研究。其次,在面向物品材质的无线信号统计特征刻画与建模方法方面,针对现有CSI统计特征建模存在获取的统计特征较单一、进而不能有效区分不同物品材质的问题,本文提出一种面向物品材质刻画的CSI感知统计特征建模方法来提取统计特征,首先对原始CSI数据的幅度和相位分别做预处理,以解决环境噪声和硬件设备等的干扰导致CSI数据波动大、相位偏移的问题;然后,根据各个子载波受多径影响不同,提出利用CSI数据的方差信息选取受多径传播影响小的子载波;最后,再通过设计的子载波选择策略,深入解析不同物品材质的差异,从而提取出能够高效区分不同物品材质的统计特征。最后,在物品材质感知辨识算法方面,针对现有算法分类器效率低且只考虑单根接收天线场景所导致的检测精度受限问题,本文提出了一种多天线联合判决的物品材质感知辨识算法。该算法首先选取有效的分类器,然后利用分类器在每根接收天线的检测结果再结合majority voting算法得出最后的判决结果,实现了物品材质的高精度检测。同时,本文还设计搭建了基于Wi-Fi信号CSI统计特征的物品材质检测实验平台,经实验验证,所提感知辨识算法比现有算法具有更好的检测精度和鲁棒性。

关键词： Wi-Fi CSI 材质检测统计特征提取感知辨识

基于LabVIEW的钢材材质在线检测系统软件设计

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计算机测量与控制 2015年第12期23卷 4233-4234,4239页

作者：秦志英齐康花董桂西赵月静刘尧河北科技大学机械工程学院石家庄050018 河北省送变电公司线路器材厂石家庄051130

铁塔用角钢在加工过程中需要进行冲孔操作,会发出声音,利用不同材质角钢发出声音信号的不同,开发了一套在线检测系统;介绍了动态链接库中的AD_continu函数,通过对AD_continu函数的调用实现了LabVIEW软件与数据采集卡的链接;提出了调用... 详细信息

铁塔用角钢在加工过程中需要进行冲孔操作,会发出声音,利用不同材质角钢发出声音信号的不同,开发了一套在线检测系统;介绍了动态链接库中的AD_continu函数,通过对AD_continu函数的调用实现了LabVIEW软件与数据采集卡的链接;提出了调用动态链接库中另一个重要函数:DI_soft函数,来实现LabVIEW软件与光电开关的链接;介绍了MATLAB script节点,通过对MATLAB script节点的调用使LabVIEW与MATLAB软件得以链接,从而实现了MFCC特征参数提取及基于DTW方法的距离值计算。该系统不仅可以实时显示检测结果、波形图与频谱图,同时还能够对信号进行存储分析;经过现场测试,发现该系统能够实现材质的在线检测。

关键词：声音信号动态链接库 MATLAB script节点材质检测