基于集总热容法的薄膜热电偶动态特性研究 被引量：11

1

作者 王晓娜 于方舟 +2 位作者 杨遂军 祁漫宇 叶树亮 《传感技术学报》 CAS CSCD 北大核心 2014年第12期1627-1631,共5页

为了分析不同边界传热条件下薄膜热电偶的动态特性,对薄膜热电偶瞬态测温过程建立零维传热模型。运用集总热容法分析对流换热、辐射换热两种边界条件下薄膜热电偶传热过程,通过建立热结点表面能量平衡关系得到传感器动态特性理论参数。... 为了分析不同边界传热条件下薄膜热电偶的动态特性,对薄膜热电偶瞬态测温过程建立零维传热模型。运用集总热容法分析对流换热、辐射换热两种边界条件下薄膜热电偶传热过程,通过建立热结点表面能量平衡关系得到传感器动态特性理论参数。采用水浴阶跃法、激光脉冲法对CO1-K型薄膜热电偶进行动态标定实验,通过对动态响应曲线进行Z-t变换得到薄膜热电偶动态特性实验参数。实验结果表明,集总热容法能够正确分析薄膜热电偶的动态特性,且计算不同边界条件下薄膜热电偶时间常数过程简单,时间常数理论值接近实验值。 展开更多

关键词 薄膜热电偶 动态特性 零维非稳态传热模型 集总热容法 动态标定

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基于热成像的材料热扩散率测量方法研究 被引量：6

2

作者 厉阳 侯德鑫 叶树亮 《计量学报》 CSCD 北大核心 2017年第1期28-33,共6页

将一种基于热成像的薄片材料热扩散率测量方法的理论模型由二维拓展到三维,以适用于更大厚度材料的热扩散率测量。指出该方法适用的特征条件为:Z向空间导数值与材料表面和周围环境的温度差值为线性关系。仿真分析了传热距离与激励时间... 将一种基于热成像的薄片材料热扩散率测量方法的理论模型由二维拓展到三维,以适用于更大厚度材料的热扩散率测量。指出该方法适用的特征条件为:Z向空间导数值与材料表面和周围环境的温度差值为线性关系。仿真分析了传热距离与激励时间对特征条件的影响以及相关的信噪比问题,并在304不锈钢材料实测实验中依照仿真分析设置传热距离和激励时间以满足特征条件,结果显示厚度为1 mm和2mm的不锈钢材料测量偏差均在3.0%以内,厚度为5 mm的不锈钢材料测量的偏差为4.1%,从而扩大了该测量方法的适用范围。 展开更多

关键词 计量学 热扩散率 红外热成像 曲线拟合 无损检测

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基于粗糙集的多传感器联合燃爆辨识技术 被引量：2

3

作者 杨遂军 张炜 +1 位作者 傅琳 叶树亮 《仪器仪表学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第6期1254-1260,共7页

燃爆辨识是获取物质理化参数及化学品物理危害的关键技术。针对燃爆状态复杂多变、单一传感器辨识效果不佳的问题,引入多传感器联合辨识,并采用粗糙集法对多传感器数据进行融合。首先分析了燃爆参数间内在关联性,设计了多传感器联合燃... 燃爆辨识是获取物质理化参数及化学品物理危害的关键技术。针对燃爆状态复杂多变、单一传感器辨识效果不佳的问题,引入多传感器联合辨识,并采用粗糙集法对多传感器数据进行融合。首先分析了燃爆参数间内在关联性,设计了多传感器联合燃爆检测装置;从燃爆检测数据形成的决策表出发,运用基于完全简化规则集的粗糙集理论进行属性约简与值约简;在保证燃爆辨识准确率的前提下挑选出最有效的特征子集,达到降维、简化辨识模型的目的,建立了基于温度与压力变化速率的燃爆辨识模型。实验结果表明,该方法有效提高了燃爆测试装置的鲁棒性和辨识的置信概率,燃爆辨识准确率从传统方式的95.56%提高到99.34%。 展开更多

关键词 多传感器 燃爆辨识 数据融合 粗糙集理论

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平行激励下脉冲涡流热成像响应规律的研究 被引量：4

4

作者 孙晓莹 侯德鑫 叶树亮 《激光与红外》 CAS CSCD 北大核心 2015年第4期393-399,共7页

为探索脉冲涡流热成像技术中涡流与裂纹平行时的响应规律并分析致热机理,运用有限元仿真软件分析了具有贯穿裂纹缺陷的铁磁、非铁磁材料平行激励时的温度分布;运用MATLAB软件提取仿真及实验数据定量分析磁通密度、电流密度、温度等参数... 为探索脉冲涡流热成像技术中涡流与裂纹平行时的响应规律并分析致热机理,运用有限元仿真软件分析了具有贯穿裂纹缺陷的铁磁、非铁磁材料平行激励时的温度分布;运用MATLAB软件提取仿真及实验数据定量分析磁通密度、电流密度、温度等参数并探究了导致铁磁、非铁磁材料温度分布差异的原因;提出铁磁材料除尖端效应外,裂纹内表面趋肤效应导致裂纹边缘温度升高,非铁磁材料裂纹内表面趋肤效应和裂纹边缘涡流密度增大共同作用导致裂纹边缘温度升高。运用高周波电感应加热器进行了实验验证。实验结果与仿真分析存在较好的一致性。研究成果揭示了非铁磁材料平行激励下的温度响应规律,为工程应用中可能的各方向裂纹定性分析和定量表征奠定基础。 展开更多

关键词 平行激励 脉冲涡流热成像 非铁磁材料 试样表面温度分布

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结合三角几何约束的局部自相关性图像拼接算法研究 被引量：2

5

作者 王晓娜 沈海珍 +1 位作者 张炜 叶树亮 《光电工程》 CAS CSCD 北大核心 2015年第4期32-37,共6页

针对工业零视觉精密检测中高分辨率镜头固有的小视场问题,本文提出一种利用特征点之间的三角几何约束关系对特征点的局部领域进行自相关分析的算法,该方法根据重叠图像间的相关性,采用改进的图像配准方式实现了小视场高分辨率小模数齿... 针对工业零视觉精密检测中高分辨率镜头固有的小视场问题,本文提出一种利用特征点之间的三角几何约束关系对特征点的局部领域进行自相关分析的算法,该方法根据重叠图像间的相关性,采用改进的图像配准方式实现了小视场高分辨率小模数齿轮图像的快速准确拼接。实验结果表明,拼接图像与原图像的结构相似度超过0.98;与现有通过区域配准及特征点配准的图像拼接算法相比,在拼接性能和运算复杂度之间取得了较好的平衡,适合在快速、精密的工业零部件视觉检测中的应用。 展开更多

关键词 图像拼接 角点检测 自相关 相似度

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基于热成像的薄片材料热扩散率快速无损检测 被引量：8

6

作者 王晓娜 厉阳 +1 位作者 侯德鑫 叶树亮 《计量学报》 CSCD 北大核心 2016年第3期260-264,共5页

针对传统热扩散率测量方法对热激励、边界和试样尺寸有严格要求等苛刻条件，提出一种适用于薄片材料的热扩散率测量新方法。该方法采用热成像技术采集受激光激励引起的材料表面温度场变化数据，将其通过曲线拟合对导热微分方程中的微分... 针对传统热扩散率测量方法对热激励、边界和试样尺寸有严格要求等苛刻条件，提出一种适用于薄片材料的热扩散率测量新方法。该方法采用热成像技术采集受激光激励引起的材料表面温度场变化数据，将其通过曲线拟合对导热微分方程中的微分项进行估测，求取微分方程解析解转化为对代数方程求解以确定热扩散率值，因而无需严格控制边界条件、初始条件和热激励。通过仿真分析验证了理论模型的合理性，并对H62黄铜和304不锈钢材料进行了实测，对比文献参考值表明测量偏差均在6．0％以内，测量重复性为4．3％，可满足快速无损的测量要求。 展开更多

关键词 计量学 热扩散率 红外热成像 曲线拟合 无损检测

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感应热成像中的激励不均匀性及其分离方法 被引量：7

7

作者 侯德鑫 孙晓莹 叶树亮 《仪器仪表学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第7期1466-1475,共10页

感应热成像检测通过感应加热对试样进行激励并根据热像仪获取的温度空间分布和时间变化信息进行缺陷检测。系统中励磁线圈通常采用水冷铜管绕制,所产生的激励电磁场空间分布不均匀,容易掩盖缺陷引起的温度分布特征以致无法判断缺陷是否... 感应热成像检测通过感应加热对试样进行激励并根据热像仪获取的温度空间分布和时间变化信息进行缺陷检测。系统中励磁线圈通常采用水冷铜管绕制,所产生的激励电磁场空间分布不均匀,容易掩盖缺陷引起的温度分布特征以致无法判断缺陷是否存在。采用有缺陷和无缺陷时的温升极差比值评价系统信噪比,通过数值计算定量分析了单根铜管和2根平行铜管引起的激励不均匀程度以及几种典型实验条件下的裂纹检测信噪比。设计了基于无缺陷场景主成分重构的激励不均匀分离算法,12种工况下的24次实验表明该算法将系统信噪比均值由0.509 dB提高到2.696 dB。 展开更多

关键词 感应热成像 激励不均匀 分离算法 主成分分析

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光栅数字细分的CORDIC算法总量化误差分析 被引量：4

8

作者 王晓娜 钟玉龙 +1 位作者 朱维斌 叶树亮 《计量学报》 CSCD 北大核心 2016年第1期10-14,共5页

针对光栅数字细分的CORDIC算法总量化误差EOQ进行了研究，根据CORDIC算法的基本原理进行了仿真和电路实验，结果表明在不同位宽b条件下预测值EOQs与实验值EOQp的差值与迭代次数n成反比，n=12时两者差值为1．8×10^-4md，证明了EOQ对... 针对光栅数字细分的CORDIC算法总量化误差EOQ进行了研究，根据CORDIC算法的基本原理进行了仿真和电路实验，结果表明在不同位宽b条件下预测值EOQs与实验值EOQp的差值与迭代次数n成反比，n=12时两者差值为1．8×10^-4md，证明了EOQ对CORDIC算法在光栅数字细分角度运算中的误差表征的有效性。对影响EOQ的关键参数以及误差分量进行了量化分析，分析结果表明EOQ随着n和b的增大呈现减少的趋势，其中／2对EOQ的减小起决定性作用。电路测试结果显示当b维持不变，n每增一次，EOQ近似减小50％。获得了关于EOQ影响CORDIC算法角度计算的结论，对于光栅数字细分过程中的误差分析具有参考和实用价值。 展开更多

关键词 计量学 光栅莫尔信号 数字细分 CORDIC 总量化误差

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宽频带电磁式角振动台运动部件动态优化设计 被引量：4

9

作者 唐波 何闻 《农业机械学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第10期376-382,390,共8页

为满足角振动台输出高角加速度和宽工作频带的要求,提出并优化设计了一种具有圆盘式动圈结构的电磁式角振动台运动部件。首先,介绍了具有圆盘式动圈结构的电磁式角振动台工作原理,并对运动部件的动力学模型进行理论分析,结果表明降低圆... 为满足角振动台输出高角加速度和宽工作频带的要求,提出并优化设计了一种具有圆盘式动圈结构的电磁式角振动台运动部件。首先,介绍了具有圆盘式动圈结构的电磁式角振动台工作原理,并对运动部件的动力学模型进行理论分析,结果表明降低圆盘式动圈及工作台面的转动惯量,增强连接轴的刚度,即提高运动部件的第1阶固有扭振频率,可有效提高角振动台角加速度输出能力及扩展工作频率范围;接着,以动圈导线通过单位电流时的运动部件输出最大角加速度为目标,采用粒子群优化算法优化设计了动圈参数,以最小转动惯量和最高第1阶固有扭振频率为目标,采用有限元法优化设计了动圈的拓扑结构以及工作台面和连接轴的材料组合;最后,将优化后的运动部件应用于宽频带电磁式角振动台样机中,实验结果表明,角振动台输出的最大角位移和角加速度分别为60°和2 000 rad/s2,而角振动台运动部件第1阶固有扭振频率达到1 100 Hz。 展开更多

关键词 角振动台 运动部件 动态优化设计 粒子群优化算法 有限元法

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热电偶快速高精度测温算法 被引量：6

10

作者 闫鑫 王晓娜 +2 位作者 丁渊明 杨遂军 叶树亮 《传感器与微系统》 CSCD 2015年第3期140-143,共4页

为了满足热电偶测量温度过程中对运算速度和计算精度的要求,设计了一种快速高精度的测温算法。利用方程求根的思想,结合线性多项式拟合法与查表法,确定温度区间;同时引入秦九昭算法简化复杂分度公式;最后利用二分法精确求解。实验表明... 为了满足热电偶测量温度过程中对运算速度和计算精度的要求,设计了一种快速高精度的测温算法。利用方程求根的思想,结合线性多项式拟合法与查表法,确定温度区间;同时引入秦九昭算法简化复杂分度公式;最后利用二分法精确求解。实验表明：在以ATmega128为控制核心,时钟为16MHz的硬件平台下,算法在0~1000℃可以达到±0.005℃的精度,相对传统求根法,运算时间由320ms减小到80ms。 展开更多

关键词 热电偶 快速高精度 多项式拟合法 二分法

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基于激光热成像的铁氧体裂纹检测 被引量：5

11

作者 王晓宁 侯德鑫 叶树亮 《激光与红外》 CAS CSCD 北大核心 2015年第11期1298-1303,共6页

铁氧体裂纹缺陷的位置和形态对其性能有不同程度的影响,现有的检测方法不能同时满足远距离、非接触的直观反应缺陷情况的需求。将基于激光热成像缺陷检测方法用于铁氧体工件检测,分析了激光扫描路径平行裂纹时的试样表面温度分布规律,... 铁氧体裂纹缺陷的位置和形态对其性能有不同程度的影响,现有的检测方法不能同时满足远距离、非接触的直观反应缺陷情况的需求。将基于激光热成像缺陷检测方法用于铁氧体工件检测,分析了激光扫描路径平行裂纹时的试样表面温度分布规律,提出了延时对称点温差的表征裂纹方法,将该方法与垂直裂纹扫描时的扫描路径上最高温的方法相融合,并将该方法用于检测真实的铁氧体裂纹。检测结果可更直观清晰的显示出铁氧体试样任意角度的裂纹的位置和形态。 展开更多

关键词 激光热成像 铁氧体 延时对称点温差 表面裂纹 位置和形态

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涡流热成像检测中聚磁装置对激励性能的改善作用 被引量：4

12

作者 金哲卿 侯德鑫 +1 位作者 李运堂 叶树亮 《仪表技术与传感器》 CSCD 北大核心 2015年第7期86-89,107,共5页

涡流热成像检测的信噪比依赖于激励强度和激励均匀性。现有研究中激励环节多采取商品化感应加热电源和水冷铜管绕制线圈的方式,具有能量传递效率低、激励均匀性差、线圈遮挡热像仪视场、对线圈高度敏感等缺点。文中将聚磁装置引入涡流... 涡流热成像检测的信噪比依赖于激励强度和激励均匀性。现有研究中激励环节多采取商品化感应加热电源和水冷铜管绕制线圈的方式,具有能量传递效率低、激励均匀性差、线圈遮挡热像仪视场、对线圈高度敏感等缺点。文中将聚磁装置引入涡流热成像系统,由缠绕在U磁芯上的磁力线施加激励,通过有限元仿真分析其对激励性能的改善作用。经过实验验证有聚磁装置的激励比无聚磁装置的激励具有更高的能量传递效率,更佳的均匀性,加热功率受提离距离的影响小,能更好地实现金属表面缺陷的检测。 展开更多

关键词 涡流热成像 感应加热 激励性能 聚磁 无损检测

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改进BP算法在热流传感器温度补偿中的应用 被引量：7

13

作者 康国炼 杨遂军 叶树亮 《传感器与微系统》 CSCD 2016年第2期154-156,共3页

针对帕尔贴(Peltier)热流传感器存在温度漂移问题,提出了一种基于改进BP神经网络的温度补偿模型。采用BP算法的多层前馈网络建立起热流传感器输出电压、实验温度与输入热流间的映射关系,又通过增加动量因子和自适应调节学习率来提高网... 针对帕尔贴(Peltier)热流传感器存在温度漂移问题,提出了一种基于改进BP神经网络的温度补偿模型。采用BP算法的多层前馈网络建立起热流传感器输出电压、实验温度与输入热流间的映射关系,又通过增加动量因子和自适应调节学习率来提高网络的收敛速度与增强网络平稳性。研究结果表明:动量因子—自适应学习率算法温度补偿模型效果明显。 展开更多

关键词 帕尔贴热流传感器 动量因子 BP算法 温度漂移

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基于初始磁导率的转向节球化质量在线检测可靠性评价 被引量：1

14

作者 董怀锁 侯德鑫 +1 位作者 王晓娜 叶树亮 《仪表技术与传感器》 CSCD 北大核心 2016年第3期105-107,共3页

为了评价一种基于初始磁导率的汽车转向节球化质量在线检测系统的可靠性,采用混合建模方法,通过对探头与试样之间的接触状况、试样材料、电路噪声等影响因素进行研究,得到接触状况和试样材料对检测结果的影响属于正态分布,电路噪声可以... 为了评价一种基于初始磁导率的汽车转向节球化质量在线检测系统的可靠性,采用混合建模方法,通过对探头与试样之间的接触状况、试样材料、电路噪声等影响因素进行研究,得到接触状况和试样材料对检测结果的影响属于正态分布,电路噪声可以忽略。在此基础上,建立了检测模型,通过统计模拟方法得到系统的误概率小于0.46%,漏检概率小于0.31%,验证了该系统的可行性。 展开更多

关键词 球化质量 汽车转向节 初始磁导率 在线检测 可靠性 检测模型

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红外图像WBC变换方向内和尺度间降噪 被引量：2

15

作者 郑佳枫 张炜 叶树亮 《激光与红外》 CAS CSCD 北大核心 2016年第3期351-356,共6页

针对传统图像降噪算法不能很好处理含噪红外图像的问题,本文分析红外图像在WBC变换后邻域系数相关性将广义CB形态学应用于邻域系数降噪,并结合基于尺度间相关性的自适应阈值降噪,提出一种基于WBC变换邻域系数相关性和尺度间相关性的红... 针对传统图像降噪算法不能很好处理含噪红外图像的问题,本文分析红外图像在WBC变换后邻域系数相关性将广义CB形态学应用于邻域系数降噪,并结合基于尺度间相关性的自适应阈值降噪,提出一种基于WBC变换邻域系数相关性和尺度间相关性的红外图像降噪算法。仿真结果表明,该方法相比Bayes估计降噪、WBC尺度间硬阈值降噪和WBC尺度间自适应降噪获得了更好的SNR提升,其SSIM值也更接近于1。 展开更多

关键词 红外图像 邻域系数 尺度间相关性 自适应阈值

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高压富氧环境自燃点测试仪的研制 被引量：1

16

作者 安晨 杨遂军 +1 位作者 张林 叶树亮 《仪表技术与传感器》 CSCD 北大核心 2015年第7期38-40,共3页

物质自燃点是化工过程设计及危险性评估和控制的重要依据。针对市场上缺乏高压富氧环境物质自燃点仪器及人工测量危险性大等问题,研制了一种高压富氧环境物质自燃点测试仪。测试仪采用道尔顿分压定律实现高压富氧环境下的气体浓度精确配... 物质自燃点是化工过程设计及危险性评估和控制的重要依据。针对市场上缺乏高压富氧环境物质自燃点仪器及人工测量危险性大等问题,研制了一种高压富氧环境物质自燃点测试仪。测试仪采用道尔顿分压定律实现高压富氧环境下的气体浓度精确配比,并运用高精度均温场发生技术和多传感器联合燃爆状态辨识技术,实现了高压富氧自燃点的检测。阐述了系统的硬件结构和软件设计,并就多种典型试样进行测定,结果表明仪器自燃点检测结果标准差优于1℃,同时具有良好的重复性。 展开更多

关键词 高压富氧 自燃点 精确配比 燃爆状态辨识

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基于涡流锁相热成像的刹车片内部气泡检测 被引量：1

17

作者 周星涛 侯德鑫 叶树亮 《激光与红外》 CAS CSCD 北大核心 2015年第7期800-804,共5页

刹车片是汽车必不可少的制动部件,其内部气泡严重影响行车安全。传统敲击听声检测方法主观性强,检测效率低,难以满足准确高效的检测需求。基于涡流锁相热成像具有非接触、大面积检测的特点,将其应用于少金属摩擦材料汽车刹车片的内部气... 刹车片是汽车必不可少的制动部件,其内部气泡严重影响行车安全。传统敲击听声检测方法主观性强,检测效率低,难以满足准确高效的检测需求。基于涡流锁相热成像具有非接触、大面积检测的特点,将其应用于少金属摩擦材料汽车刹车片的内部气泡检测。采用有限元仿真探索了刹车片结构和内部气泡对相位的影响,并以背钢处相位为参考,分离出气泡存在。对刹车片试样进行检测,并采用水切割观察剖面的方法验证结果。实验表明涡流锁相热成像检测方法能有效检测少金属摩擦材料汽车刹车片的内部气泡。 展开更多

关键词 刹车片 气泡检测 涡流锁相热成像

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