时差法超声波流量检测三步互相关算法研究

对时差法超声波流量检测中互相关算法计算量大的问题进行了研究,指出了减少计算量的3个方面——参与运算的数据容量、每次相关运算乘加次数和相关运算的累计次数,提出了一种采用预处理、粗相关和精相关三步相关算法,将计算量减少3~5个数量级;并以λ型超声波流量检测方法中的三步互相关算法为例,将整体运算时间控制在ms级,达到了实时性要求,为Z型、V型等时差法超声波流量检测的互相关算法大幅度减少计算量提供了一种有效的解决方案。     

基于超声波技术的城市地下天然气管道腐蚀缺陷检测方法

针对城市天然气管道腐蚀缺陷问题,提出基于超声波技术的城市地下天然气管道腐蚀缺陷检测方法。首先,采用超声波检测装置采集城市地下天然气管道腐蚀缺陷信号,并采用主成分分析法提取腐蚀缺陷信号特征;然后,将特征作为支持向量机输入,采用粒子群算法优化支持向量机参数,构建城市地下天然气管道腐蚀缺陷检测模型;最后,进行了实例分析。结果验证:本文方法的城市地下天然气管道腐蚀缺陷检测精度高,且检测时间短,可提升城市地下天然气管道腐蚀缺陷检测效果。     

基于LabView的水泵性能检测专家系统

介绍了一种基于虚拟仪器技术的水泵性能检测专家系统,实现对各种信号的实时采集、分析和处理,运用虚拟PID控制器实现了流量自动控制,利用LabView多项式拟合模块对性能曲线进行拟合,并通过图片输出方式显示性能曲线,达到了快速准确判断水泵运转状态的目的。     

超声波流量计测量误差不确定度的评定方法

超声波流量计具有方便安装、维护、检定以及使用寿命长等优点.目前,煤矿在用主排水系统安全检测检验主要采用超声波流量计测定水泵的流量.采用时差法超声波流量计对某矿井DN100排水管道进行流量测量,论述了超声波流量计误差测量不确定度的评定方法,并给出了不确定度的评定结果,对实际工作具有一定的指导作用.     

非接触式超声波技术在煤矿管道瓦斯流量监测中的应用

为解决国内煤矿现有瓦斯抽采系统中使用的传统流量计易堵塞、粘连传感器关键部位和不易拆卸、无法保证长期运行的准确性与稳定性等问题,基于超声波检测流量原理,设计了针对煤矿瓦斯抽采管道使用的非接触式超声波管道瓦斯流量监测仪。超声波监测仪结合高频电路设计技术、嵌入式技术和单片机技术,设计了矿用超声波换能器,前端发射接收电路、收发控制与计时电路及其显示电路,并提供了多种标准输入输出接口,既可作为抽采系统中的瓦斯流量监测仪,也可作为单独的仪表使用。     

基于CFD的差压式气体流量控制器的设计

设计了一款差压式气体流量控制器,并对节流元件进行了仿真分析。该控制器主要由比例电磁阀、节流元件、差压传感器、温度传感器组成。差压传感器检测节流元件两端的气压差并转换成电信号,经电路处理后换算成流量值,通过检测流量与设定流量比较产生的差值信号控制比例电磁阀的开度,从而达到控制气体流量的目的。该控制器经试验验证可以精确控制气体的流量,已成功应用在实验室分析仪器上。     

超声波检测技术在粉细砂层冻结壁扩展速度判定中的应用

提出基于超声波检测技术的冻结壁扩展速度判定方法,阐述了该方法的基本原理与测试方法。通过现场监测,发现冻土超声波波速与温度之间呈指数关系,由原状土平均波速1.66 km/s上升至5.65 km/s。基于超声波理论,通过对比前后2次检测的超声波声学参数,计算出粉细砂层冻结壁扩展速度,符合冻结壁形成基本规律。通过研究,验证了超声波检测技术用于冻结壁发展状况探测的可行性。     

基于小波变换的机器人超声波测距误差补偿研究

论述了超声波在井下钻孔机器人避障系统中的局限性,讨论了超声波声速随复杂环境的变化给避障系统所带来的误差,提出了基于小波变换的广义自相关渡越时间估计方法。采用小波变换对输入信号进行了白化滤波,实现了在复杂的强干扰环境下实时测量超声传播速度的目的,提高了超声测距的精度。实测结果表明:在5 m测距范围内测距相对误差被控制在1%以内。     

基于电阻应变片的膏体充填管道流量检测

提出一种基于压差理论的新型流量检测方法。在对充填膏体流变特性研究的基础上,分析管道输送阻力与膏体流速的关系,设计了基于压差法的膏体充填管道流量检测实验,并且通过实验对压差法测管道流量的正确性进行了验证。该方法实现了充填管道内膏体流量的精准测量,并对管道压力进行实时监测,防止堵管和爆管事件发生。     

基于VMD的多相介质超声回波检测技术

提取多相介质中有效超声回波信号是实现煤岩界面识别的关键技术。利用超声波探测煤岩介质所获取的回波信噪比低且为非平稳、非线性信号,难以有效准确的获取煤岩界面的回波波形,进而无法有效判断煤岩分界面。传统的小波分析手段需要根据信号特点选取特定的小波基,EMD,EEMD等自适应信号分解方法存在模态混叠及虚假分量等现象。提出利用VMD(变分模态分解)分析超声回波信号的组成成分,准确获取煤岩界面的首次回波的波形与时间,以达到识别不同介质界面和判断介质相关参数的目的。模拟仿真及实验表明,VMD可实现更优化的信号分解效果,实现对煤岩界面首波波形和首波时间的检测,达到准确识别以煤岩介质为代表的多相介质分界面的目的。     

基于W型的高精度超声波热量表的设计

热计量是供热改革的关键和重要手段，为了全面提高热量表的精确度，设计了一种以超低功耗芯片MSP430为CPU的超声波热量表。采用高精度时间计数器TDC-GP22芯片为综合处理芯片，接收和处理铂电阻传感器PT1000和超声波换能器的测量数据。在W型基表结构上，针对传统的时差法测量流量时，超声波传播速度受温度影响的复杂非线性变化，提出了一种基于增量式BP神经网络的温度补偿算法。在行业标准环境中测试表明:热量表精度高、功耗低、有良好的市场应用前景。     

磁致伸缩扭转导波在纤维增强塑料锚杆中的应用

针对电磁超声信号信噪比低、回波特征不明显的问题,本文对磁致伸缩扭转导波特性进行了分析,扭转导波非频散适合信号处理,且在传播过程中能量衰减较小。利用ANSYS有限元仿真软件分析了扭转导播在纤维增强塑料(FRP)锚杆内的位移、功率流特性;搭建了物理实验平台,在FRP锚杆内激励和接收磁致伸缩扭转导波信号,对采集到的回波信号进行CEEMD-LMS算法滤波;实验数据验证了数值分析结果的有效性。结果表明:磁致伸缩扭转导波在FRP锚杆内的传播功率趋向于表面,适用于FRP锚杆表面缺陷检测;经CEEMD-LMS滤波算法处理后的磁致伸缩导波信号信噪比得到提升;磁致伸缩扭转导波技术可对有周向缺陷的FRP锚杆长度、缺陷位置进行识别。     

基于低功耗技术的超声波流量计

以型号为EPM7064AE的CPLD作为流速测量的核心器件,采用MSP430FW427单片机作为微处理器,设计了基于低功耗技术的超声波流量计。重点介绍了超声波流量计的硬件电路及工作流程。通过采用低功耗技术,最终仪表动态工作电流达到了12μA,静态工作电流达到2~3μA,电池寿命10a以上。该超声波流量计具有始动流量小、压损小、功耗低、工作可靠、功能齐全等优点,具有较好的市场应用前景。     

新型井下超声波流量计的设计

利用模拟电子线路和数字电路协同设计的方法,为高精度时间计数器TDC系统提供了清晰可信的脉冲宽度,保证了超声波流量计的工作性能。电路的前端采用高频信号的处理办法,对超声波回波信号进行了选频、检波、抗干扰等处理。使微弱信号在信噪比和相位失真度上都有很大提高。重点介绍以D触发器为主组成的超声波发射波与回波的过零点时差脉冲发生器,它是纳秒级时间计数器TDC准确可靠的前提。该系统经多次测量和中批量生产,取得了良好的效果。     

超声波钻探设备的研究进展及建议

传统钻探技术受限于高轴向力和扭矩的需求,高功率的消耗和沉重的设备。超声波钻探作为一种新型钻探方法,弥补了传统钻探技术的诸多不足,有着广阔的应用前景。尤其在低重力、设备质量限制严格的外星探测领域体现出巨大的优势。首先介绍了超声波钻探设备的发展,然后通过分析现有的超声波钻探设备,重点分析一种外星探测方案的超声波钻探设备,总结出超声波钻探技术方法在外星探测的可行性及应用发展方向。     

小波奇异性分析在煤厚探测信号处理中的应用

将小波分析应用到煤层厚度探测的信号分析中,取得了比较理想的效果,为信号处理提供了一种新颖的方法。     

ZigBee技术在煤矿机械振动检测系统中的应用

针对矿用有线检测设备在信号传输和布线繁琐等方面的弊端,阐述了一种基于ZigBee技术的无线检测网络系统。该系统中的网络节点采用CC2430无线单片机做为控制核心。ZigBee技术在方案中实现了低功耗、低成本、自组网等特点。     

矿山刮板输送机链条张紧力检测系统研究

针对当前矿山刮板输送机链条张力检测系统检测精度差、系统易损坏、功耗过大等问题,设计新型张力检测系统。该系统通过无线电磁信号传输,安装在中板与刮板内部。张力采集装置获得刮板上的张力信息,发送给安装在中板上的数据接收装置,最后传至LCD显示器或上位机,实现刮板链条张力的动态检测。开展仿真模拟并进行现场验证,结果表明,该系统可以实现数据有效传输,节约功率消耗,对张力的检测效果良好。