利用时间反转法的钢管混凝土密实性检测试验 被引量：4

1

作者 阎石 付锦治 +2 位作者 孙威 綦宝晖 刘福学 《沈阳建筑大学学报（自然科学版）》 CAS 北大核心 2013年第5期788-795,共8页

目的利用压电陶瓷波动法并结合时间反转技术对钢管混凝土构件的密实性进行检测,以弥补已有技术对于混凝土密实性检测需健康信号作对比的不足.方法将压电陶瓷预埋在小体积混凝土中,制成具有发射和接收双重功能的"智能骨料",并... 目的利用压电陶瓷波动法并结合时间反转技术对钢管混凝土构件的密实性进行检测,以弥补已有技术对于混凝土密实性检测需健康信号作对比的不足.方法将压电陶瓷预埋在小体积混凝土中,制成具有发射和接收双重功能的"智能骨料",并预埋在钢管混凝土中的指定位置.对比原始信号与重构信号,并引入指标TR和SYM评价两者之间的差异,从而实现混凝土的密实性判定.结果对于试验中不同类型和不同大小的缺陷,密实性评价指标TR和SYM能够准确识别.根据试验推断出人工缺陷的相对大小与实际情况相符.结论笔者提出的方法能有效地检测钢管混凝土的密实性,应用于实际工程切实可行. 展开更多

关键词 钢管混凝土 时间反转法 密实性指标 智能骨料 结构健康监测

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基于时间反转法的管道焊缝区缺陷检测研究 被引量：2

2

作者 高耀东 范要鹏 《现代制造工程》 CSCD 北大核心 2021年第4期114-120,113,共8页

焊缝在整个管网系统中是比较薄弱的部分,在温度、压力、介质腐蚀和振动的影响下容易出现裂纹缺陷,对管道的安全运行产生危害,并且有的裂纹很小,通过超声导波不容易直接识别出来。对超声导波检测管道进行了研究,在分析了超声导波对焊缝... 焊缝在整个管网系统中是比较薄弱的部分,在温度、压力、介质腐蚀和振动的影响下容易出现裂纹缺陷,对管道的安全运行产生危害,并且有的裂纹很小,通过超声导波不容易直接识别出来。对超声导波检测管道进行了研究,在分析了超声导波对焊缝小缺陷的检测后,提出了一种运用时间反转法基于L(0,2)模态超声导波进行数值模拟的方法,选择4%作为最小焊缝裂纹缺陷,对直管道单焊缝和直管道双焊缝进行数值模拟,并通过实验验证。数值模拟和实验结果表明该方法可以实现管道中焊缝缺陷的识别和定位。 展开更多

关键词 管道 焊缝 时间反转法 L(0 2)模态 缺陷

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基于时间反转法的汽车车门Rattle异响噪声源定位研究

3

作者 赵卫东 徐鑫蔚 +2 位作者 宋睿 杨明亮 齐潮 《汽车工程》 EI CSCD 北大核心 2022年第12期1954-1963,共10页

针对汽车车门常见Rattle异响的定位,首先,基于Lamb波传播理论、Morlet小波变换和时间反转(TR)聚焦定位原理,建立了异响噪声源定位数学模型,提出了汽车车门Rattle异响噪声源定位方法。接着通过薄板冲击仿真,探究了振动信号波包混叠的成因... 针对汽车车门常见Rattle异响的定位,首先,基于Lamb波传播理论、Morlet小波变换和时间反转(TR)聚焦定位原理,建立了异响噪声源定位数学模型,提出了汽车车门Rattle异响噪声源定位方法。接着通过薄板冲击仿真,探究了振动信号波包混叠的成因,确定了窄带信号提取原则。最后进行汽车车门Rattle异响噪声源定位试验,揭示了异响信号发出时刻对定位成像的影响规律,提出了时刻的信号成像图判别法。试验结果表明,汽车车门Rattle异响噪声源定位最大误差为3.16 cm,平均误差为2.01 cm,验证了所提出的基于TR的Rattle异响噪声源定位方法的可行性和工程应用价值。 展开更多

关键词 异响 车门 时间反转法 LAMB波 Morlet小波变换 波包混叠

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基于时间反转法的相控换能器声场的仿真研究 被引量：4

4

作者 韩珍珍 丁鑫 +1 位作者 罗明艳 菅喜岐 《应用声学》 CSCD 北大核心 2015年第4期344-350,共7页

相控换能器具有焦距可调的优势。本文以82阵元相控换能器建立的3D数值仿真模型为例,基于时间反转法提取阵元的激励信号,利用时域有限差分(FDTD)法对Westervelt声波非线性传播方程进行声场数值仿真,研究不同阵元分布、焦点偏离声轴的距... 相控换能器具有焦距可调的优势。本文以82阵元相控换能器建立的3D数值仿真模型为例,基于时间反转法提取阵元的激励信号,利用时域有限差分(FDTD)法对Westervelt声波非线性传播方程进行声场数值仿真,研究不同阵元分布、焦点偏离声轴的距离、设定焦距大小对形成声场的影响,可调控范围及其消除旁瓣方法。研究结果表明,随机分布相控阵可明显降低声场中的旁瓣;随着偏离声轴距离的增加,主瓣声压幅值逐渐减小,旁瓣与主瓣的最大声强比值r逐渐增大,且沿声轴的可调控范围逐渐减小;随声轴方向上设定焦距的增加,主瓣声压幅值先增大后减小,r值先减小后增大;基于时间反转法的高声压旁瓣消除法可在一定程度上扩大相控阵声场的可调控范围。 展开更多

关键词 高强度聚焦超声 相控换能器 阵元分布 时间反转法 高声压旁瓣消除法

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基于Lamb波时间反转法的复合材料损伤检测 被引量：9

5

作者 夏小松 郑艳萍 《中国机械工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第1期26-31,53,共7页

为检测复合材料损伤,利用Lamb波时间反转法的聚焦特性,在复合材料布置压电传感器激励和接收Lamb波。时间反转法无需对比基准信号就能快速准确地实现损伤的判别,提出的改进损伤成像方法可实现损伤情况可视化。实验研究验证了检测方法的... 为检测复合材料损伤,利用Lamb波时间反转法的聚焦特性,在复合材料布置压电传感器激励和接收Lamb波。时间反转法无需对比基准信号就能快速准确地实现损伤的判别,提出的改进损伤成像方法可实现损伤情况可视化。实验研究验证了检测方法的有效性和改进损伤成像方法的优越性。 展开更多

关键词 LAMB波 时间反转法 损伤成像 复合材料 健康监测

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基于时间反转法的管道缺陷定位研究

6

作者 徐阳 郑鹏 杜国锋 《石油机械》 2025年第9期130-138,共9页

正确高效地对管道中关键部位的缺陷进行检测和定位是一个亟待解决的问题。为此,首先对直接导波检测试验得到的管道缺陷轴向位移时程信号,经过匹配追踪去噪后准确定位出管道缺陷的轴向位置;然后建立一个与实际管道几何及材料参数相同的... 正确高效地对管道中关键部位的缺陷进行检测和定位是一个亟待解决的问题。为此,首先对直接导波检测试验得到的管道缺陷轴向位移时程信号,经过匹配追踪去噪后准确定位出管道缺陷的轴向位置;然后建立一个与实际管道几何及材料参数相同的无缺陷有限元参考模型,从轴向位移时程信号中截取出缺陷回波及其转换模态并进行时间反转处理,生成时间反转导波激励信号;在参考模型中重新加载该激励信号,模拟时间反转导波在无缺陷管道中的传播过程,时间反转导波能量将聚焦于圆周截面上原来缺陷所在的中心位置处。通过计算参考模型上缺陷所在位置的轴向位移最大值,这样即可确定管道缺陷的圆周位置。研究结论可为管道缺陷定位提供新思路。 展开更多

关键词 管道 缺陷定位 超声导波 时间反转法 反转导波 压电陶瓷传感器

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时间反转镜用于被动检测技术的研究 被引量：30

7

作者 生雪莉 惠俊英 梁国龙 《应用声学》 CSCD 北大核心 2005年第6期351-358,共8页

从信道理论出发研究了时间反转镜的聚焦效应,提出时间反转镜空间滤波技术,对其空间匹配特性、处理增益、检测能力、稳健性作了仿真研究。仿真结果表明,利用了海洋信道的相干多途特性,时间反转镜可实现信号的空间匹配滤波,从而对目标进... 从信道理论出发研究了时间反转镜的聚焦效应,提出时间反转镜空间滤波技术,对其空间匹配特性、处理增益、检测能力、稳健性作了仿真研究。仿真结果表明,利用了海洋信道的相干多途特性,时间反转镜可实现信号的空间匹配滤波,从而对目标进行检测,检测能力强。 展开更多

关键词 时间反转法 自适应聚焦 被动式 稳定性 检测技术 转镜 时间 空间匹配滤波 检测能力 聚焦效应

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时间反转SH_(0)波跨焊缝检裂纹缺陷研究

8

作者 岳雯溁 周进节 +1 位作者 郑阳 张吉堂 《电子测量技术》 北大核心 2022年第20期167-173,共7页

针对水平剪切导波跨越焊缝检测裂纹缺陷信号弱的难题,提出了一种基于SH导波模式的时间反转检方法。本文选择低频的SH_(0)导波模态,建立了3 mm板上跨越焊缝检测缺陷的三维等效模型,并对时间反转检测进行了数值模拟以及实验验证。首先,从... 针对水平剪切导波跨越焊缝检测裂纹缺陷信号弱的难题,提出了一种基于SH导波模式的时间反转检方法。本文选择低频的SH_(0)导波模态,建立了3 mm板上跨越焊缝检测缺陷的三维等效模型,并对时间反转检测进行了数值模拟以及实验验证。首先,从模拟角度验证了时间反转可以提高检测焊缝后缺陷的灵敏度。随后,设计和搭建PPM EMAT产生SH_(0)模态波进行常规和时反检测实验。实验验证了时间反转检测的有效性。实验和仿真结果均表明,时间反转法对常规检测中较低的缺陷回波信号有较强的聚焦效果。该方法能够将铝板中的常规信号幅值最大增至3.22倍,可有效检测1 mm的纵向裂纹缺陷。本文为跨焊缝导波检测缺陷提供了新的思路。 展开更多

关键词 SH导波 时间反转法 跨焊缝 缺陷检测

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经皮无线传能的柔性可穿戴发射天线设计

9

作者 徐琦 冯辰语 孙源 《中国生物医学工程学报》 北大核心 2025年第2期174-182,共9页

双向外周神经接口有助于截肢患者的感觉功能重建。本研究设计的柔性可穿戴发射天线可为植入式外周神经接口进行中场聚焦无线供能。采用在尺寸60 mm×60 mm对称四馈天线表面开槽得到最优表面电流分布的方法,实现聚焦传能。仿真结果表... 双向外周神经接口有助于截肢患者的感觉功能重建。本研究设计的柔性可穿戴发射天线可为植入式外周神经接口进行中场聚焦无线供能。采用在尺寸60 mm×60 mm对称四馈天线表面开槽得到最优表面电流分布的方法,实现聚焦传能。仿真结果表明,天线谐振频率为1.524 GHz,绝对带宽为1.385~1.726 GHz,天线弯曲(曲率半径60~110 mm)的谐振频率偏移小于0.2 GHz。采用同相位、时间反转相位和正交相位激励时,体内接收位置处磁场强度分别为0.012、0.058、0.065 A/m。实验测得天线谐振频率为1.531 GHz,绝对带宽为1.401~1.765 GHz,天线弯曲(曲率半径为60、80、100 mm)的频率偏移小于0.3 GHz。采用模拟组织凝胶进行离体测试,发现使用时间反转相位和正交相位激励的天线在接收位置处产生的磁场强度(0.045和0.049 A/m)远大于同相位激励产生的磁场强度(0.003 5 A/m),表明时间反转相位和正交相位激励的对称四馈天线具有明显的聚焦效果。 展开更多

关键词 外周神经接口 中场无线能量传输 柔性可穿戴天线 磁偶极子阵列 时间反转法

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实测畸形波的数值重构及机理分析 被引量：1

10

作者 袁长富 马玉祥 +2 位作者 台兵 董国海 艾丛芳 《哈尔滨工程大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第10期1904-1912,共9页

为研究畸形波的生成机理,本文基于非静压模型,利用时间反转法重构2个现场测量的畸形波、新年波和Yura波,并与实测数据对比验证。通过小波分析和谐波分析方法探究其生成机理,结果表明:畸形波在传播过程中,其小波能谱的能量存在明显的聚焦... 为研究畸形波的生成机理,本文基于非静压模型,利用时间反转法重构2个现场测量的畸形波、新年波和Yura波,并与实测数据对比验证。通过小波分析和谐波分析方法探究其生成机理,结果表明:畸形波在传播过程中,其小波能谱的能量存在明显的聚焦-焦散变化;新年波中高阶谐波的作用最高占比为47.1%;Yura波中最高占比为30.7%;新年波和Yura波在演化过程中振幅谱存在明显变宽现象,说明新年波和Yura波是在色散聚焦、高阶谐波以及三阶共振的联合作用下形成的。在实际海况下,畸形波生成机制可能并不单一。 展开更多

关键词 畸形波 非静压数值模型 时间反转法 波面重构 生成机理 小波分析 谐波分析 傅里叶变换

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汽车异响噪声源定位方法研究进展与展望 被引量：4

11

作者 赵卫东 徐鑫蔚 +1 位作者 宋睿 杨明亮 《重庆理工大学学报（自然科学）》 CAS 北大核心 2022年第10期73-83,共11页

针对汽车异响噪声源难以定位的问题,对传统噪声源识别定位方法、工程信号处理方法、阵列定位方法、基于人工智能的定位方法,进行了系统性的总结和分析,指出适用于汽车异响噪声源定位的方法,对比了这些定位方法的应用范围和优缺点。最后... 针对汽车异响噪声源难以定位的问题,对传统噪声源识别定位方法、工程信号处理方法、阵列定位方法、基于人工智能的定位方法,进行了系统性的总结和分析,指出适用于汽车异响噪声源定位的方法,对比了这些定位方法的应用范围和优缺点。最后对汽车异响噪声源定位方法的未来发展作了几点展望。 展开更多

关键词 异响 声源定位 时间反转法 波束形成 声全息

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以聚焦能量为导向导波非穿透型缺陷检测研究 被引量：1

12

作者 高耀东 关守太 +2 位作者 王少锋 王月明 高琳 《机床与液压》 北大核心 2020年第8期175-180,共6页

为了达到导波的检测能量尽可能聚焦于缺陷处的目的,结合时间反转聚焦理论,采用模拟计算与实验研究相结合的方法对含有不同尺寸的非穿透型裂纹缺陷的管道进行检测研究,得到时间反转导波反射回波系数是直接导波反射回波系数的3倍,由此证... 为了达到导波的检测能量尽可能聚焦于缺陷处的目的,结合时间反转聚焦理论,采用模拟计算与实验研究相结合的方法对含有不同尺寸的非穿透型裂纹缺陷的管道进行检测研究,得到时间反转导波反射回波系数是直接导波反射回波系数的3倍,由此证明了时间反转法的时-空聚焦的特性,即时间反转导波同时到达缺陷位置,实现了能量的汇聚,论证了时间反转聚焦理论可用于管道导波的缺陷检测、提高小缺陷的检出能力。 展开更多

关键词 无损检测 时间反转法 超声导波 管道

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64阵元高强度聚焦超声相控换能器的仿真研究 被引量：6

13

作者 周文征 王意喆 +2 位作者 张千 薛凡凡 菅喜岐 《压电与声光》 CSCD 北大核心 2014年第3期424-427,共4页

超声相控换能器具有焦距可调,多焦点聚焦的特性。以64阵元球面相控换能器为例,利用Westervelt声波非线性传播方程及时间反转法（TR）对64阵元圆形相控换能器在水中不同焦点处形成的焦域声压分布进行时域有限差分法（FDTD）仿真研究。研... 超声相控换能器具有焦距可调,多焦点聚焦的特性。以64阵元球面相控换能器为例,利用Westervelt声波非线性传播方程及时间反转法（TR）对64阵元圆形相控换能器在水中不同焦点处形成的焦域声压分布进行时域有限差分法（FDTD）仿真研究。研究结果表明,频率为0.5-0.8 MHz时自聚焦形成的焦距均小于球面几何焦距;单焦点聚焦时,随着焦点偏离声轴的距离增大,焦点处的最大声压逐渐降低,随着焦距增大,旁瓣与主瓣最大声强比值先减小后增大;频率为0.7MHz,双焦点聚焦时,在焦点间设定距离〉7mm的条件下,焦点间旁瓣很小,当焦点间距离≤2.5mm时,两焦域融合成单一焦域。 展开更多

关键词 高强度聚焦超声(HIFU) 相控换能器 Westervelt 时域有限差分 时间反转法 旁瓣

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基于超声导波的管道缺陷监测及径向损伤评估 被引量：9

14

作者 徐阳 罗明璋 杜国锋 《石油机械》 北大核心 2021年第8期142-151,共10页

管道缺陷监测及径向损伤评估对于油气管道安全运行具有重要意义。为了提高超声导波对油气管道缺陷的监测能力,提出了一种根据L(0,2)和L(0,1)模态导波的变化趋势实现径向损伤深度评估的新方法。采用单通道激励-接收装置以多次叠加合成的... 管道缺陷监测及径向损伤评估对于油气管道安全运行具有重要意义。为了提高超声导波对油气管道缺陷的监测能力,提出了一种根据L(0,2)和L(0,1)模态导波的变化趋势实现径向损伤深度评估的新方法。采用单通道激励-接收装置以多次叠加合成的方式实现了时间反转法,使导波能量在油气管道缺陷处聚焦,增强缺陷反射回波幅值,提高监测信号的信噪比。通过具体试验证明了采用合成时间反转法提高超声导波对油气管道缺陷监测能力的有效性。L(0,2)模态导波在管道中传播时遇到缺陷会发生模态转换,部分L(0,2)模态会转换为L(0,1)模态。结合导波在管壁中的位移分布,分析了管道缺陷径向损伤深度对L(0,2)到L(0,1)模态转换的影响。试验数据表明,随着管道缺陷径向损伤的扩展,L(0,2)和L(0,1)模态缺陷反射系数呈现出有规律的变化。研究结果为评估管道缺陷径向损伤深度,判断其是否达到半壁厚或贯穿程度提供了重要参考。 展开更多

关键词 油气管道 超声导波 模态转换 时间反转法 缺陷监测

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环境参数变化对管道结构健康检测的导波检测影响探究 被引量：2

15

作者 刘洋 邓菲 +2 位作者 诸葛霞 黄晶 张僖 《仪表技术与传感器》 CSCD 北大核心 2018年第2期139-144,共6页

文中就周围环境温度和外加载荷对承压管道超声导波结构健康检测的影响进行理论分析,采用ANSYS有限元分析软件进行数值模拟;引入时间反转法增强激励信号在缺陷位置的反射能量,建立周围环境温度和外加载荷参数变化与缺陷回波反射率之间的... 文中就周围环境温度和外加载荷对承压管道超声导波结构健康检测的影响进行理论分析,采用ANSYS有限元分析软件进行数值模拟;引入时间反转法增强激励信号在缺陷位置的反射能量,建立周围环境温度和外加载荷参数变化与缺陷回波反射率之间的对应关系,改变缺陷类型并对其影响结果进行比较;理论分析和仿真实验均表明温度和外加载荷参数的变化对检测信号的影响主要体现在波形的时移和反射回波波包幅值的变化上,检测信号的时延随承压管道内压值的线性增大均匀增加,而环境温度的变化对检测信号时移的影响随缺陷类型的不同而不同,为实际导波检测提供参考。 展开更多

关键词 超声导波 环境温度 外加载荷 时间反转法 管道

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基于压电陶瓷换能器的埋地管道缺陷监测研究 被引量：2

16

作者 徐阳 罗明璋 杜国锋 《石油机械》 北大核心 2022年第5期127-133,共7页

为准确监测埋地管道缺陷,采用压电陶瓷换能器在埋地管道中激励出纵向模态超声导波进行缺陷监测研究,分析了超声导波在埋地管道中的传播规律并建立频散方程,通过数值求解绘制了埋地管道频散曲线。根据频散曲线性质选择纵向L(0,2)模态导... 为准确监测埋地管道缺陷,采用压电陶瓷换能器在埋地管道中激励出纵向模态超声导波进行缺陷监测研究,分析了超声导波在埋地管道中的传播规律并建立频散方程,通过数值求解绘制了埋地管道频散曲线。根据频散曲线性质选择纵向L(0,2)模态导波用于管道缺陷监测,通过建立试验系统对理论分析的正确性进行了验证,并将时间反转法引入埋地管道缺陷监测过程。现场试验结果表明:采用直接导波法进行埋地管道缺陷监测,由于管道周围土体的影响,导波能量将会有更多衰减,且干扰噪声变大,监测信号的信噪比降低;而采用时间反转法进行埋地管道缺陷监测,利用时间反转导波的时间和空间聚焦效应,缺陷反射回波信号幅值得到明显增强,更易于从干扰信号中进行提取、分析和定位。研究结论为提高超声导波对埋地管道缺陷监测能力提供了一条新途径。 展开更多

关键词 压电陶瓷换能器 超声导波 埋地管道 频散曲线 时间反转法 信噪比

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超声导波在管道缺陷成像中的发展与挑战 被引量：4

17

作者 卫小龙 杜国锋 +2 位作者 袁洪强 张丹富 马骐 《科学技术与工程》 北大核心 2021年第10期3861-3867,共7页

回顾了超声导波在管道缺陷检测中的发展历程,阐述了管道导波的传播模态,调研了管道缺陷成像技术的研究现状。对超声导波在管道缺陷成像的应用展开了评述,介绍了相控阵成像法、时间反转法、层析成像法、偏移成像法、延迟叠加法,并比较了... 回顾了超声导波在管道缺陷检测中的发展历程,阐述了管道导波的传播模态,调研了管道缺陷成像技术的研究现状。对超声导波在管道缺陷成像的应用展开了评述,介绍了相控阵成像法、时间反转法、层析成像法、偏移成像法、延迟叠加法,并比较了各种方法的特点与适用范围。最后总结了当前超声导波在管道缺陷成像中面临的机遇与挑战。 展开更多

关键词 超声导波 缺陷成像 相控阵成像法 时间反转法 层析成像法

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