基于Lorenz系统Lyapunov指数的管道超声导波检测

利用Lyapunov指数实现超声导波检测的实验研究武静;张伟伟;马宏伟【期刊名称】《振动与冲击》【年(卷),期】2014(000)024【摘要】利用杜芬方程Lyapunov指数提出了一种敏感的超声导波识别方法，并通过对钢管中导波信号的检测验证了该方法的有效性。

首先，对比了输入Hanning窗调制导波信号与纯噪声信号对系统Lyapunov指数的不同影响，给出了利用Lyapunov指数识别弱超声导波信号的基本原理，并确定了检测系统参数。

然后，利用压电传感器在3 m长的钢管中激发和接受超声导波，并将实测导波信号输入杜芬检测系统。

研究结果表明，Lyapunov指数可以有效地识别出回波信号中是否存在导波信号，而对于噪声信号Lyapunov指数表现出一定的免疫力，该方法有助于提高管道微缺陷识别的灵敏度。

同时，利用输入含噪声的实测导波信号与输入实测纯噪声信号后的两个最大Lyapunov指数之比定义损伤指标，当缺陷在一定范围之内时，该指标具有单调递减性，可用于评估缺陷大小。

应用本方法，可有效地提高导波检测的灵敏度。

【总页数】6页(P82-87)【作者】武静;张伟伟;马宏伟【作者单位】太原科技大学力学系，太原 030024;太原科技大学力学系，太原030024;暨南大学理工学院，广州 510632【正文语种】中文【中图分类】TN915.04【相关文献】1.基于Lyapunov指数的管道超声导波小缺陷定位实验研究 [J], 武静;张伟伟;聂振华;马宏伟;杨飞2.基于Lyapunov指数的超声导波检测技术 [J], 张伟伟;武静;马宏伟3.采用超声导波检测触头接触状态的实验研究 [J], 江新琴;郑文成;刘刚4.基于Lorenz系统Lyapunov指数的管道超声导波检测 [J], WEN Yuli;WU Jing;LIN Rong;MA Hongwei5.利用超声无损检测导波法检测陶瓷涂层的厚度 [J], 刘红伟;吴旭辉;黄子扬;王兴国;李晓高;范跃农;刘阳因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。

超声导波检测技术在压力管道检测中的应用研究【摘要】本文旨在探讨超声导波检测技术在压力管道检测中的应用研究。

引言部分介绍了本研究的背景和研究意义，指出压力管道检测的重要性。

正文部分分别从超声导波检测技术概述、压力管道检测需求分析、应用案例分析、优势与局限性以及技术改进与发展等方面展开讨论。

结论部分展望了超声导波检测技术在压力管道检测中的应用前景，并总结提出建议。

通过本文的研究，将为压力管道领域提供更加准确、高效的检测方法，有望推动该领域的发展。

【关键词】超声导波检测技术，压力管道，应用研究，需求分析，案例分析，优势，局限性，技术改进，发展，展望，总结，建议1. 引言1.1 背景介绍压力管道是输送液体或气体的重要设施，在工业生产中扮演着至关重要的角色。

随着管道运行时间的延长和环境条件的变化，管道存在着腐蚀、疲劳、裂纹等问题，给管道的安全性和稳定性带来了挑战。

及时有效地检测管道的健康状况，成为保障生产安全的关键措施。

本文将探讨超声导波检测技术在压力管道检测中的应用研究，深入分析其优势与局限性，探讨技术改进与发展方向，并展望其在压力管道检测领域的前景，旨在为压力管道检测技术的发展提供有益的参考和借鉴。

1.2 研究意义超声导波检测技术在压力管道检测中的应用研究具有重要的理论和实际意义。

随着社会经济的快速发展，压力管道在工业生产中扮演着至关重要的角色，其安全运行直接影响着生产效率和人员生命财产安全。

研究超声导波检测技术在压力管道检测中的应用，可以提高管道的安全性和可靠性，有助于预防管道事故的发生，保障工业生产的正常运行。

超声导波检测技术相比传统的检测方法具有更高的精度和灵敏度，能够检测出管道内部的微小缺陷和裂纹，实现对管道的全面监测和评估。

这对于提前发现潜在问题，及时采取修复措施，延长管道的使用寿命具有重要意义。

研究超声导波检测技术在压力管道检测中的应用，不仅可以提高管道的安全性和可靠性，保障工业生产的正常进行，还可以推动检测技术的创新与发展，为工程技术领域的进步做出积极贡献。

超声导波检测技术在压力管道检测中的应用研究
超声导波检测技术是一种非破坏性的检测技术，可以应用在压力管道的检测中，用于
检测管道的腐蚀、裂纹和疲劳等缺陷。

本文将对超声导波检测技术在压力管道检测中的应
用进行研究。

超声导波检测技术是一种通过在管道内传播超声波来检测管道内部缺陷的方法。

它通
过在管道内表面安装多个传感器，将超声能量引导至管道内部，然后通过接收传感器捕获
的超声信号，来分析管道的内部情况。

该技术具有高效、准确、可靠、经济等优点，已经
被广泛应用于压力管道的检测中。

超声导波检测技术在压力管道检测中可以用来检测管道的腐蚀缺陷。

管道长期运行后，由于介质的作用和外界环境的影响，管道的内壁会出现腐蚀现象。

使用超声导波检测技术
可以通过检测超声波的传播时间和强度来确定管道的腐蚀情况。

通过对腐蚀的检测，可以
及时修复或更换受损管道，确保管道的安全运行。

基于Lyapunov指数分析的液压泵故障诊断方法及实验研究的开题报告摘要：液压泵是工业自动化领域中重要的元件之一。

泵的故障往往会导致整个液压系统崩溃，因此泵故障的实时监测和诊断至关重要。

本文基于Lyapunov指数的分析方法，提出一种液压泵故障诊断方案。

该方法将Lyapunov指数应用于液压泵信号分析，通过对Lyapunov指数的变化，精准地判定液压泵是否出现故障。

同时，在实验室中进行了相关实验研究，结果表明该方法具有可行性和有效性。

通过分析和研究，证明了本方法在实际应用中具有较高的实用价值。

关键词：液压泵；故障诊断；Lyapunov指数；实验研究。

一、引言液压泵是液压传动系统中的核心元件之一，具有转换机械能为压力能的功能。

液压泵的故障往往会导致液压系统崩溃，对系统的运行和使用带来极大的不便。

因此，对液压泵进行实时监测和故障诊断非常重要。

传统的液压泵故障诊断方法主要是基于信号处理和模式识别技术的，例如小波变换、模糊集合理论、神经网络和支持向量机等。

这些方法可以有效地提取泵信号的特征，但也存在许多问题，如要求数据量大、计算复杂度高等。

因此，需要寻找新的方法来解决液压泵故障诊断的问题。

本文提出了一种基于Lyapunov指数分析的液压泵故障诊断方案。

Lyapunov指数是一种反映动力学系统稳定性的指标，是在非线性动力学研究中广泛应用的一种方法。

我们将Lyapunov指数应用于液压泵信号分析，在对Lyapunov指数进行分析和计算的过程中，可以精准地判断液压泵是否存在故障。

为了验证该方法的可行性和有效性，本文还进行了实验研究。

二、液压泵故障诊断的基本原理液压泵故障诊断的基本原理是根据液压泵工作时产生的振动信号或声音信号来进行分析，从而判断液压泵是否存在故障。

根据信号的不同特征，可以将液压泵故障分为许多种类，如转子不平衡、轴承磨损、齿轮啮合不良等。

在实际应用中，常采用故障信号的时域、频域和时频域分析方法进行信号处理和特征提取，然后通过模式识别等方法对数据进行分类和诊断。

基于最大Lyapunov指数和小波变换的管道检测信号降噪技术张景川;曾周末;延峰;封皓;靳世久【期刊名称】《纳米技术与精密工程》【年(卷),期】2009(007)006【摘要】针对分布式光纤管道安全预警系统检测信号的混沌特性,最大Lyapunov 指数(λ_(max))被定义为降噪指标用于评价各种小波及其阈值组合的降噪性能.基于小波阈值降噪法,采用不同的小波族系和阈值选取及重调方法对现场实测人工挖掘信号进行降噪处理.现场实验数据的分析结果表明检测信号存在混沌特征.在此基础上,λ_(max) 被用于评价小波降噪性能.最后,通过对比实验结果, sym2小波、Sqtwolog阈值选取规则和Mln 阈值重调方法,可以有效地消除现场实测信号中的噪声,达到最优的降噪效果.【总页数】8页(P475-482)【作者】张景川;曾周末;延峰;封皓;靳世久【作者单位】天津大学精密测试技术及仪器国家重点实验室,天津,300072;天津大学精密测试技术及仪器国家重点实验室,天津,300072;天津大学精密测试技术及仪器国家重点实验室,天津,300072;天津大学精密测试技术及仪器国家重点实验室,天津,300072;天津大学精密测试技术及仪器国家重点实验室,天津,300072【正文语种】中文【中图分类】TN247;TN911.6【相关文献】1.小波变换用于磁记忆信号降噪技术研究 [J], 张起欣;张世富2.基于小波变换的轧机振动信号降噪技术研究 [J], 张建宇;高立新;崔玲丽;王双启;李向辉3.二代小波变换在地震信号降噪技术中的应用 [J], 段玉波;刘开绪;王海波;徐晓莹4.小波变换在语音信号降噪技术中的应用 [J], 孙端5.基于小波变换的最大Lyapunov指数的计算方法 [J], 陈琢;梁蓓因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。

基于Lyapunov指数的管道超声导波小缺陷定位实验研究武静;张伟伟;聂振华;马宏伟;杨飞【摘要】为了提高超声导波检测长距离管道中小缺陷的检测灵敏度,提出了基于杜芬方程最大Lyapunov指数的超声导波损伤定位方法.依据管道超声导波实测信号的采样频率、中心频率以及杜芬方程特性,设置检测系统参数,将待测信号作为杜芬方程外策动力扰动项输入杜芬方程中.通过比较杜芬系统在无信号输入和输入实测导波信号后,最大Lyapunov指数随策动力幅值F的变化,确定可用于识别导波信号的F值.利用移动窗函数给出了缺陷超声导波的波到时刻识别方法,从而给出了缺陷定位方法.实验研究表明,利用最大Lyapunov指数可有效提高超声导波的检测灵敏度.【期刊名称】《振动与冲击》【年(卷),期】2016(035)001【总页数】7页(P40-45,53)【关键词】最大Lyapunov指数;超声导波;损伤定位;杜芬检测系统【作者】武静;张伟伟;聂振华;马宏伟;杨飞【作者单位】暨南大学理工学院,广州510632;太原科技大学力学系,太原030024;暨南大学理工学院,广州510632;暨南大学理工学院,广州510632;青海大学土木工程学院,西宁810016;暨南大学理工学院,广州510632【正文语种】中文【中图分类】TN915.04管道广泛应用于各个行业，是继铁路、公路、航空运输、水运之后的第五大运输工具。

然而，由于受到环境影响，人为破坏等因素，管道事故频发，因此，对管道进行安全监测十分必要。

超声导波检测技术是近年来发展起来的长距离管线检测的新技术。

与传统超声波检测技术相比，超声导波沿着波导结构长度方向激发，其检测范围是“线”而非“点”，检测范围可达50～100 m，已经成为长距离管线检测的重要方法。

目前，针对超声导波的检测技术，研究人员主要关于三个方面：① 超声导波在管道结构中的传播特性研究，如不同管道特征中及不同服役条件下的频散特性研究[1-2]、衰减特性研究[3]、传播模态与模态转换研究[4]等；② 超声导波的激发和接收装置研究，如压电效应，磁致伸缩效应[5]及基于脉冲激光式导波传感器设计与应用研究[6]等；③ 信号分析与缺陷特征提取，如小波变换[7-8]，FFT[9]，缺陷参数识别[10]等。

基于Lorenz系统Lyapunov指数的管道超声导波检测WEN Yuli;WU Jing;LIN Rong;MA Hongwei【摘要】为了提高长距离管道超声导波检测中弱导波信号的识别精度,提出了基于Lorenz系统Lyapunov指数的管道超声导波检测方法.基于非共振周期信号的参数激励实现Lorenz系统的混沌控制,将待测的导波信号作为参数激励的扰动项输入Lorenz检测系统中,通过对比有无导波信号输入后Lorenz系统最大Lyapunov指数的不同响应,确定适合导波信号检测的参数激励幅值;然后利用ANSYS软件和搭建的超声导波试验平台分别进行数值模拟和实验,获得超声导波在含有不同损伤个数、大小的6 m长管道中传播的数值模拟信号和试验信号,利用Lorenz检测系统识别数值模拟与实验信号;基于二分法对导波信号进行分段识别,通过定位出回波信号的时间段实现损伤定位.检测结果表明,Lorenz系统能够有效地免疫噪声并识别管道的缺陷,并且提高了管道超声导波检测的灵敏度.【期刊名称】《振动与冲击》【年(卷),期】2019(038)011【总页数】7页(P264-270)【关键词】超声导波;Lorenz系统;混沌;Lyapunov指数【作者】WEN Yuli;WU Jing;LIN Rong;MA Hongwei【作者单位】;;;【正文语种】中文【中图分类】TH212;TH213.3随着社会对能源需求的急速加剧，作为主要运输油气资源的管道运输发展步伐不断加快。

国家统计局数据显示，2004年至2015年上半年，我国油气管道总里程累计增长206.3%，增长幅度巨大。

由于管道运输的众多优点，已成为继铁路运输、航空运输、公路运输、水路运输之后的第五大运输方式，属于城市生命线之一。

然而，在管道长期服役过程中，不可避免的出现缺陷、损伤。

若不能及时的发现并修复缺陷管道，后果不堪设想。

因此，对管道进行安全检测意义重大。

超声导波检测技术是近年来发展较快的一种无损检测技术[1-2]，相比于传统检测技术，超声导波检测技术具有检测方便、检测速度快、单次检测距离长、检测范围广等优点[3-4]。

桥梁变形原因分析及监控摘要变形监测就是利用专用的仪器和方法对变形体的变形现象进行持续观测、对变形体变形性态进行分析和变形体变形的发展态势进行预测等的各项工作。

桥梁变形可分为静态变形和动态变形。

静态变形通常是指变形观测的结果只表示在某一期间内的变形值。

动态变形是指在外力影响下而产生的变形,它是以外力为函数来表示的动态系统对于时间的变化,其观测结果是表示桥梁在某个时刻的瞬时变形。

关键词桥梁;变形;监控1桥梁变形观测的几个概念各桥墩台的沉降观测,这当中包含各墩台沿水流方向(或沿垂直于桥轴线方向)和沿桥轴线方向的倾斜观测,通称为垂直位移观测;各桥墩台在上下游方向上的水平位移观测,称之为横向位移观测;各桥墩台沿桥轴线方向的水平位移观测,称之为纵向位移观测;桥墩结构(如钢梁)在恒载或活载情况下的挠度观测,称之为挠度变形观测;水中桥墩基础周围河床演变情况的观测,即桥墩周围的水下地形测量。

2桥梁产生变形的原因2.1自然条件及其变化桥墩台地基的水文地质、工程地质、土壤的物理性质、水位变化、大气温度、地震等都会导致桥墩台不均匀沉陷,使桥跨结构倾斜;土基的塑性变形也会引起均匀沉陷;台风、车载以及超期服役、腐蚀、疲劳、车、船的冲击、碰撞和爆炸等许多不定时或不可确定的危害性事件也是其中原因。

2.2桥梁自身的原因墩台与梁的结构、型式;作用在桥梁上部结构的恒载与作用墩台的恒载;活载的作用(如车辆通过时的震动、风力等)。

2.3设计、人为施工等不合理勘测、设计的不合理;没有按照相关标准和规定规范施工;运营、管理工作的不恰当等。

3大型桥梁变形监控的内容和目的3.1内业工作内业工作主要是通过监控理论的分析与计算得出理论数据,以指导桥梁的施工;依据确定的施工工序和提供的基本参数对施工过程进行模拟计算,得到各施工状态、成桥状态下结构受力和变形等状态的控制数据,由此可以确定各桥梁结构施工阶段期望要实现的目标。

3.2外业工作外业工作主要是现场观测,是一个“施工—观测—计算分析—修正—预告”的过程。

基于压电传感器的管道超声导波模拟技术研究杜斌;蒋俊俊;陈凯歌【摘要】通常采用以加载端面位移的方式来模拟激励管道中的超声导波,而实际试验时是通过加载压电传感器两极电压进行激励管道中超声导波.针对这一问题,文中建立了具有压电传感器和管道装配体模型,研究了在ANSYS中实现运用压电传感器激励管道中超声导波的关键技术,实现了在管道一端通过压电传感器激励和接收管道中L(0,2)模态超声导波,并检测出了管道中的模拟通槽缺陷.%Usually, the simulation of guided wave was excited by loading transverse displacement on the section of the pipe, while the actual trial was by loading volt on transducer.In this paper assembly model of a piezoelectric ceramic plate and pipe were established, the main technology of simulating guided wave in pipe via transducer were researched , simulation of L (0, 2) model guided wave in pipe which were excited and received by piezoelectric ceramic were accomplishment, and a simulation hole in pipe were detected.【期刊名称】《电子科技》【年(卷),期】2016(029)012【总页数】4页(P111-113,117)【关键词】压电陶瓷;超声导波;ANSYS;管道;L(0,2)【作者】杜斌;蒋俊俊;陈凯歌【作者单位】江苏大学机械工程学院,江苏镇江 212013;江苏大学机械工程学院,江苏镇江 212013;江苏大学机械工程学院,江苏镇江 212013【正文语种】中文【中图分类】TP274+.53超声导波由于其检测效率高的特点成为无损检测中使用较广泛检测方法。