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  • 【论文】 探地雷达异质体几何参数估计方法研究

    作者:周丽军 关键词:几何参数 ; 探地雷达 ; 极化 ; 晚时响应 ; 谐振态 机构:西安电子科技大学 ; 西安电子科技大学 年份:2017
    摘要:探地雷达(GPR)是一种利用地下不同介质电磁特性的电磁反射回波提取地下介质分布情况的射频电磁技术,在地质工程检测、冰川探测、水文水利、灾害救援等方面都有广泛的应用。目前现有文献对地下异质体(如空洞,裂缝,断裂岩等)的检测估计大多数是基于GPR扫描图像中双曲线参数,但估计精度受目标电尺寸、目标形状、埋地方位、发射脉冲分辨率、扫描方式等多方面因素的影响,使得由GPR信号反射幅度响应探测裂缝状异质体仍然是一项挑战性任务。本文围绕地下隐藏异质体目标几何参数估计问题,对电磁波在线状目标体上的散射机制与目标体几何特性的关系进行深入研究,为实际交通安全隐患排查与设施维护提供理论指导。本文的具体安排如下:1.根据电磁波对线状目标体极化效应的影响,探索出电磁波除了在目标体表面形成反射波,还存在与目标体固有特性相关的谐振波,在瞬态响应中分别对应了早时响应部分与晚时响应部分,其中晚时响应包含了目标的几何与介电参数,因此可以对晚时响应回波研究目标的几何参数估计方法。而获得晚时响应的难点则是从接收回波中区分早时响应与晚时响应。首先分析了电磁波对线状目标体的极化效应,推导了自由空间中θ?极化与φ?极化下细导线的散射电场,进一步针对半空间中细长目标体的电磁散射问题,从坡印廷矢量着手,分析不同极化下半空间线状目标体散射场的短时能量谱差异,从中提取在目标影响下的瞬态晚时响应。利用线状目标体对电磁波线极化的敏感性,提出一种基于极化差异的地下介质体裂缝方位向估计方法,构建线状目标几何匹配模型,建立地下目标方位向与入射波方位的关系,分析了两种极化下回波幅值系数差异,通过幅值系数差异随入射角的变化关系,根据不同入射角下测得的不同极化幅值能量差异进一步确定地下目标方位向。实验结果证明了提出方法的有效性。2.针对埋地线状良导体目标的长度估计,首先分析了电磁波在埋地良导体目标上产生大幅值回波的条件,阐述了电磁波在目标体上的散射机制以及目标与地面之间的相互作用,根据电磁波在目标体上的爬行波构建了目标的散射回波时延差模型,建立了瞬态响应回波晚时谐振态与目标长度的关系,推导了电磁波在介电媒质中以两倍目标时长为自周期以及与目标体方位角相关的联合周期的谐振关系,从时频分布获得相应的谐振频率并估计目标长度。根据瞬态响应回波早时部分首达时间的时延差,结合首达回波与晚时谐振回波的能量变化趋势估计目标的方位角,数值仿真结果与分析验证了提出方法的有效性以及对噪声具有鲁棒性。3.针对地下充水裂缝的宽度估计问题,首先构建了基于扩展射线理论(ERT)的介电圆柱体目标电磁散射模型,分析了目标体内部谐振能量传输方向与内部多次反射路径长度。讨论了利用内部谐振估计目标宽度的可行性。研究表明电磁波在目标体内奇数次传播的能量将沿着目标表面形成爬行波返回到接收机,而偶数次传播的能量集中在圆柱体径向,几乎不用通过爬行波直接返回接收机。并且证明在圆柱体内部的奇数次传播与偶数次传播的路径差为一个直径的距离,利用这个结论作为目标宽度估计的依据。考虑到难以从时域回波中区分奇、偶数次传播路径差,而从时频分布中分析得到,奇数次传播相比于偶数次传播经历了爬行波的滤波效应,使其谐振频率较低,因此通过时频域上奇数次传播与偶数次传播对应的不同谐振频率段能有效获取两者之间的路径差,从而估计目标宽度。仿真与实验结果验证了提出算法,尤其是能对地下充水裂缝目标进行有效的宽度估计。4.针对地下介电圆柱状目标的长度与宽度估计,分别从水平极化与垂直极化探测目标,利用前者在目标轴线方向产生的较强爬行波与目标长度相关的外部谐振估计目标长度,根据后者在目标径向的透射波及与宽度相关的内部谐振估计目标宽度。考虑到谐振频率提取方面,之前时频分布的方法对良导体目标有较好的效果,而对相同形状尺寸的介电目标会因谐振回波能量较弱而难以在时频分布中体现。为了解决此问题,对目标冲激响应分析极点特性,从极点信息中获取目标的谐振频率。分析了与目标宽度相关的内部多次反射以及外部爬行波产生的谐振,提出利用谐振频率谱提取谐振频率。仿真与实验结果分析了不同介电常数目标场景所对应的电磁散射机制,有利于实际应用中针对不同目标场景选取更准确的估计方法,提高估计精度。5.针对地下电大尺寸介电目标的几何参数估计,分析了电大介质目标在扫描图像中遇到的前表面虚像与后表面微弱信号检测问题,由于传统的基于阈值检测的幅值能量扫描图像中,目标的弱能量信号容易漏检,为此利用希尔伯特变换获取幅值扫描图像的相位信息,并进一步得到相位差,既突出了背景中的目标变化信息,又消除了背景。利用记录信号与来自于目标前或目标后回波之间的几何关系区分真实目标点与虚像点。对于目标后表面的微弱信号,分别针对两种情况提出微弱信号补偿方法。方法一:针对目标在浅层且与下一层有交界面的情况,提出基于超前/滞后弱信号补偿方法,利用电磁波在目标体内部传播的速度变化产生相对于背景交界面超前/滞后现象对目标后表面进行补偿。方法二:针对目标处于深层且在采样时间窗内没有下一层交界面的情况,提出基于介质体内部谐振弱信号补偿方法对目标后表面回波进行补偿。通过前表面真实目标点与后表面补偿点得到重构目标。通过比较重构目标的几个特殊距离参数与实验设置真实参数,验证了提出算法的可行性与鲁棒性。
  • 【期刊】 锥束CT平行双丝法获取几何参数研究

    刊名:原子能科学技术 作者:李晓晴 ; 刘锡明 ; 苗积臣 ; 吴志芳 关键词:几何参数 ; 锥束CT ; 平行双丝法 机构:清华大学核能与新能源技术研究院核检测技术北京市重点实验室 ; 清华大学核能与新能源技术研究院核检测技术北京市重点实验室 年份:2019
    摘要:几何参数的精确获取是锥束CT高质量成像的关键条件,因此锥束CT几何参数的精确获取是CT技术研究的重点之一。本文设计了一种易于制作、操作简便、集成化的模体,提出了锥束CT几何参数获取方法:平行双丝法。首先介绍了平行双丝法获取重要参数的原理及公式推导,通过仿真计算,论证了方法的鲁棒性。然后对该方法进行了实验验证,结果表明,平行双丝法具有参数获取精度高、鲁棒性好等优点,是一种较好的锥束CT几何参数获取方法。
  • 【期刊】 钽酸锂单晶片几何参数控制技术研究

    刊名:压电与声光 作者:杨洪星 ; 王雄龙 ; 杨静 ; 范红娜 ; 李明佳 关键词:几何参数 ; 钽酸锂 ; 化学腐蚀 ; 研磨 ; 抛光 机构:中国电子科技集团公司第四十六研究所 ; 中国电子科技集团公司第四十六研究所 年份:2018
    摘要:钽酸锂单晶材料具有良好的压电性能,是制作声表面波器件的理想衬底材料之一。该文从化学腐蚀、磨料粒径和粘蜡工艺3方面进行研究,钽酸锂单晶片的几何参数得到有效控制,最终得到了几何参数优越的钽酸锂单晶抛光片。其中总厚度变化(TTV)≤5μm,局部平整度(LTV)≤1.5μm,局部平整度合格比例(PLTV)≥95%,翘曲度(Warp)≥20μm,弯曲度(Bow)≤10μm,达到了商用钽酸锂单晶片的技术水平。
  • 【期刊】 一种型面联接贴合面几何参数测量仪

    刊名:价值工程 作者:崔楠楠 ; 顾云 关键词:几何参数 ; 型面联接贴合面 ; 测量仪 机构:西安工业大学光电工程学院 ; 西安工业大学光电工程学院 年份:2016
    摘要:型面联接机构贴合面由于长期服役,会出现表面烧蚀,局部面型磨损及变型等失效现象,拆装时容易形成划痕。贴合面几何参数测量是机构检修的重要项目,现有的检测方法采用目视判断或常规的几何量检测仪器,难以实现型面参数高精度量化检测。介绍一种将高精度位移传感器及定焦显微系统相结合进行型面联接机构贴合面几何参数测量的方法及装置。这种测量装置在测量围为0.9mm内测量精度为0.01mm,同时具有便携式及操作简单等优点。
  • 【论文】 中低速磁浮接触轨几何参数动态视觉测量

    作者:冯凯 关键词:几何参数 ; 中低速磁浮接触轨 ; 视觉测量 ; 动态检测 ; 特征点提取 ; 振动补偿 机构:西南交通大学 ; 西南交通大学 年份:2018
    摘要:随着我国城市的快速发展,大城市的交通堵塞问题日益严重,对人们的生活带来严重的负面影响。中低速磁浮列车是城市轨道交通的一部分,凭借其自身环保、建设和维护费用低、爬坡能力强、转弯半径小、噪音小等诸多优点,成为解决城市拥堵现状、缓解城市公共交通压力的重要途径。目前,长沙中低速磁浮线路已完成建设并投入运营,同时,全国多条线路正在开展规划和建设工作。保证磁浮列车在运行过程中稳定受流是保证列车正常运营的关键。目前已建成的长沙中低速磁浮线路,通过受流靴与接触轨的接触进行取流。为保持轨靴之间的正常作用、平稳接触,相关供电部门需要定期对接触轨几何参数进行检测(包括接触轨轨高,接触轨轨偏),并采取相应的维护措施对轨道进行修复。采用人工对接触轨几何参数进行检测,效率低、工作量大,精度难以保证,因此,迫切需要一种能够快速检测磁浮线路接触轨几何参数的动态检测装置。依据长沙中低速磁浮线路接触轨实际维护的需求,基于视觉测量原理,提出采用激光摄像式传感器对接触轨几何参数进行检测。本文针对动态检测过程中对实时性、精确性的要求,设计了一套接触轨几何参数动态检测装置,并对检测结果进行了静态实验和动态重复性精度实验,论文主要工作如下:(1)分析激光摄像式传感器成像原理,建立了传感器数学模型。采用平面靶标、针形靶标对传感器进行标定,求解模型中的参数。通过对激光摄像式传感器拍摄图像的分析,采用了合适的图像预处理方法和光条中心提取算法,得到轨道检测廓形数据。(2)为了解决在轨道表面有锈蚀、轨道加工过程中存在误差的情况下特征点高精度提取的问题,提出采用基于约束点的特征提取算法。该算法以检测廓形与轨道标准廓形匹配为基础,采用拟合廓形曲线与约束点所在直线求取交点的方法,有效的解决了特征点提取的精度问题。同时,为了达到实时性、高精度的要求,对检测廓形配准过程中通常采用的经典匹配算法进行了改进,提出了针对轨道廓形配准的数据匹配算法,通过实验结果证明,改进后的廓形配准算法切实提高了匹配效率和精度。(3)研究车辆运行过程中对检测结果有影响的车辆振动类型,通过对车辆结构的分析,推导车辆振动补偿计算公式。再对位于车辆同一侧的两个传感器进行静态标定,根据静态标定结果,结合车辆振动补偿公式,推导了接触轨几何参数计算方法。(4)根据中低速磁浮接触轨几何参数检测需求,基于MFC类库开发了中低速磁浮接触轨检测软件。使用研制出的检测系统,在长沙中低速磁浮线路上分别进行了静态精度实验和动态重复性精度实验,实验结果表明,本文研究提出的检测方法能够满足中低速磁浮接触轨几何参数检测的精度要求。
  • 【期刊】 倾斜位置成像的轮对几何参数计算方法

    刊名:传感器与微系统 作者:贾传宝 ; 吴开华 ; 陈强元 关键词:几何参数 ; 轮对检测 ; 光截图像 ; 倾斜位置 机构:杭州电子科技大学生命信息与仪器工程学院 ; 杭州电子科技大学生命信息与仪器工程学院 年份:2017
    摘要:基于光截图像的轮对几何参数在线检测中,由于检测环境的特殊性,面阵CCD摄像机的安装位置受到很大限制。提出一种依据摄像机沿倾斜角度采集轮对光截曲线图像进而计算轮对几何参数的检测新方法。利用摄像机在空间三个方向上的倾斜角度,计算出轮对几何参数关键点在图像中的位置,进而计算出轮对几何参数,最终完成了轮对轮缘高度和轮缘厚度的计算。设计了验证实验,实验结果表明:该方法检测精度可达±0.2 mm。
  • 【期刊】 煤与瓦斯突出相似模型的几何参数探讨

    刊名:《煤矿安全》 作者:戴林超 ; 张淑同 ; 曹偈 关键词:几何参数 ; 煤与瓦斯突出 ; 统计特征 ; 物理法则 ; 相似模型 ; 孔洞 机构:中煤科工集团重庆研究院有限公司 ; 中煤科工集团重庆研究院有限公司 ; 瓦斯灾害监控与应急技术国家重点实验室 ; 山东交通学院交通土建工程学院 年份:2018
    摘要:基于煤与瓦斯突出的统计特征,采用理论分析方法探讨分析了中、小型瓦斯突出相似模型的几何参数。结果表明:将突出孔洞及孔洞口分别简化为椭球体、圆形,根据突出孔洞统计几何参数以及突出煤量与突出孔洞体积、吨煤瓦斯涌出量与瓦斯含量均存在最小为2倍的统计关系,推导出了中、小型煤与瓦斯突出孔洞几何参数为深度5 m、宽度4 m、孔洞口直径为0.68~1.94 m,突出原型几何参数为深度12.3 m、宽度6.5 m、孔洞口直径为0.68 m;为保障突出煤量的运移规律相似,依据突出煤量粒径分布与突出孔洞口尺寸、巷道高度的统计关系,选择煤粒粒径5 mm的10倍作为最小突出孔洞口几何尺寸,计算得到煤与瓦斯突出模型与原型最大几何相似比为13.6,突出模拟相似模型最小几何参数为深度0.9 m、宽度0.48 m、孔洞口直径0.05 m。
  • 【论文】 列车轮对踏面几何参数检测技术研究

    作者:刘畅 关键词:几何参数 ; 轮对测量 ; 差动测量 ; 三维重建 ; 检测技术 机构:长春理工大学 ; 长春理工大学 年份:2014
    摘要:轮对是列车最主要行走部件之一,其可靠性对列车的运行安全有直接的影响。本文利用光电检测方法,实现了对列车轮对几何外形参数的动态在线测量。 该检测系统由多个检测单元构成,每个检测单元由单片机进行控制,检测单元包含光学系统,机械系统,硬件电路系统三大部分。对于检测单元,本文从光学原理、机械设计、电路设计和软件设计几个部分进行了介绍。检测结果通过通讯系统上传至上位机软件系统,本文详细介绍了上位机的数据处理方法和三维重建方式。 在检测单元的设计中,电路设计基于C8051f064单片机、通讯系统设计基于SJA1000型CAN总线控制器、机械传动部分基于86BYG350BL型步进电机控制的执行机构,测量装置采用LK-H080型激光位移传感器。在上位机中,基于Matlab进行数据采集及处理。根据测量结果进行踏面模型的三维重建,以图形化的形式直观地显示出来。最后根据测量数据对若干关键的轮对几何外形参数进行了量化分析。
  • 【专利】 一种钢轨和道岔全磨耗几何参数测量小车

    作者:刘杉 年份:2017
    摘要:本实用新型公开了一种钢轨和道岔全磨耗几何参数测量小车,包括测量小车,所述测量小车端部的两侧活动连接有一号支撑架和二号支撑架,所述一号支撑架和二号支撑架的端部可拆卸连接有一号滚轮。本实用新型结构简单,使用便捷,该装置可用来同时检测钢轨和道岔,使其检测起来更加高效快捷,通过调节各滚轮所在位子,可同时检测钢轨的波磨,廓形,磨耗,几何参数,道岔的磨耗,道岔的几何参数,轨道的正矢,从而降低成本,所述二号支撑架上可以安装用来推动测量小车的手推装置,使得装置在使用时运行更加顺畅,所述一号支撑架和二号支撑架的角度可调,将其收起并拢到测量小车的底板上,节约了空间,也使该装置便于收起放置。
  • 【期刊】 刀具几何参数对铝合金车削性能的影响

    刊名:机械 作者:张蓉蓉 ; 李长虹 ; 赵先锋 ; 李荣隆 关键词:几何参数 ; 切削力 ; 切削温度 ; Deform-3D ; 刀具 机构:贵州大学机械工程学院 ; 贵州大学机械工程学院 ; 国家精密微特电机工程技术研究中心 年份:2016
    摘要:根据刀具的主要几何参数设计了单因素实验,在Deform-3D中建立了铝合金7075的车削有限元模型,对车削过程进行仿真,通过数据处理,得出前角、主偏角、刃倾角、刀尖圆弧半径对切削力和切削温度的影响,结果表明:切削力随前角的增大而减小,随刀尖圆弧半径的增大而增大,主偏角和刃倾角对各方向上的力影响不同;切削温度随前角、刃倾角的增大而上升,随刀尖圆弧半径的增大而下降。
  • 【期刊】 变截面刚构桥主梁几何参数统计分析

    刊名:山东建筑大学学报 作者:徐刚年 ; 王有志 ; 安然 ; 袁泉 ; 尤伟杰 ; 张涛 ; 王来永 ; 武俊彦 关键词:变截面刚构桥 ; 主梁几何参数 ; 最小二乘法 ; 回归分析 机构:山东大学 ; 山东大学 ; 土建与水利学院 ; 交通运输部 ; 公路科学研究院 年份:2017
    摘要:主梁几何参数的取值及内在规律研究可为桥梁设计人员提供参考依据.通过收集国内外已建三跨变截面刚构桥数据,采用最小二乘法回归分析了边中跨比、梁高跨比、箱梁壁厚跨比、顶底板宽比、墩顶与跨中腹板厚度参数随最大跨径或建成时间的变化关系.结果表明:国内边跨比选取范围趋向于0.53~0.55之间,与1989~2005年期间的0.56~0.63存在巨大差异,且与最大跨径无明显的相关性;跨径超过200 m的桥梁跨中腹板厚度在40~50 cm之间,平均值较1989~2005年期间有所减小;墩顶、跨中梁高比在1/15.4~1/18.1和1/42~1/58之间,较1989~2005年期间均有提高,国内墩顶梁高比随最大跨径的增大而增大,但国外则相反;顶底板宽比平均值为1.83,小于1994~2005年期间的1.94,且与最大跨径无相关性;墩顶、跨中腹板厚度参数均偏离最佳腹板厚度参数,且跨中偏离较大,1988~2005年期间墩顶腹板厚度参数与最佳腹板厚度参数较为吻合.
  • 【期刊】 基于几何参数的桥式起重机主梁优化

    刊名:重型机械 作者:朱涛 关键词:桥式起重机 ; 主梁 ; 有限元方法 ; 参数化 机构:太原重工股份有限公司技术中心 ; 太原重工股份有限公司技术中心 年份:2018
    摘要:本文结合有限元法及优化设计方法,以桥式起重机主梁为研究对象,在有限元分析的基础上,建立了主梁结构的优化数学模型。对主梁几何模型进行参数化,采用二次开发的方法,实现整个有限元仿真流程自动化并利用多学科优化软件对主梁进行参数优化。在保证强度刚度满足要求的前提下减轻了主梁的重量,达到了轻量化设计的目的,降低了制造成本。
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