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[实用新型]基于PXI转串口通信的双通道高频脉冲激励接收板卡-CN201920135547.0有效
发明人：吕炎;洪华星;宋国荣;邢智翔;吴斌;何存富 -专利权人：北京工业大学
申请日： 2019-01-26 - 公布日： 2020-02-18 - 主分类号： G01N29/22 文献下载
摘要：本实用新型公开了基于PXI转串口通信的双通道高频脉冲激励接收板卡，用于双通道超声水浸C扫描检测系统的高频脉冲激励与回波接收，属于无损检测领域。包括PXI总线转串口通信载板、两个通道的双极性脉冲激励电路及各自的回波信号调理电路、FPGA核心系统电路以及电源模块。上位机通过PXI总线转串口通信载板将激励接收卡的参数传输至FPGA，控制产生两通道高压脉冲信号激励各自的水浸式超声探头，反射回波信号经同一探头接收再经由信号调理电路放大滤波后，传输至双通道数据采集卡。本实用新型基于单片FPGA能产生两路激励参数可调的双极性脉冲信号，能同时对两试块进行C扫描检测，板卡集成度高，可提高检测效率。
基于 pxi 串口通信双通道高频脉冲激励接收板卡

[发明专利]基于操作手杖的可拆装式纵向模态导波磁致伸缩传感器-CN201710790223.6有效
发明人：刘尧;龚裕;李佳明;刘秀成;吴斌;何存富 -专利权人：北京工业大学
申请日： 2017-09-05 - 公布日： 2020-02-11 - 主分类号： G01N29/04 文献下载
摘要：本发明提供了基于操作手杖的可拆装式纵向模态导波磁致伸缩传感器，主要包括操作手杖和鼠笼式磁致伸缩传感器两部分。其中鼠笼式磁致伸缩传感器由两个对称的C型元件组成。移动轨与连杆以位移调节螺母相连，旋转位移调节螺母沿连杆前后移动时，实现对管的夹持或从管上拆除。鼠笼式磁致伸缩传感器的单个C型元件主要包括铁钴合金壳笼、方块形永磁铁环阵和月牙型检测线圈。当鼠笼式磁致伸缩传感器夹持在待测管上后，可激励产生纵向模态超声导波，通过C型元件内表面固化的环氧树脂层耦合至管中。该发明的操作手杖可将传感器安装到人手难以接触到的管上，进行管缺陷的检测，解决实际工程的检测难题。
磁致伸缩传感器鼠笼式手杖螺母纵向模态夹持传感器安装环氧树脂层元件内表面超声导波检测线圈可拆装式前后移动实际工程铁钴合金位移调节旋转位移永磁铁环元件组成耦合方块形移动轨月牙型检测测管导波对管固化对称人手拆除

[发明专利]基于磁场扰动与磁力双检测环的炉管渗碳层厚度评价方法与系统-CN201910996487.6在审
发明人：吴斌;唐瑞琦;刘秀成;吕炎;何存富 -专利权人：北京工业大学
申请日： 2019-10-19 - 公布日： 2020-01-17 - 主分类号： G01B7/06 文献下载
摘要：本发明公开了基于磁场扰动与磁力双检测环的炉管渗碳层厚度评价方法与系统，采用了磁场扰动与磁力检测两种原理，系统由上位机、主控箱、磁场扰动圆环阵列传感器、磁力检测圆环阵列以及履带式管道攀爬装置等构成，可用于评估乙烯裂解炉管内壁渗碳层厚度。履带式管道攀爬装置搭载磁场扰动圆环阵列传感器和磁力检测圆环阵列沿炉管攀爬行进过程中，磁场扰动传感器单元的霍尔元件检测炉管表面沿母线方向的磁场强度，以反映内壁渗碳层对永磁体提供的磁场分布扰动程度；磁力检测传感器单元的薄膜压力传感器测量永磁体与炉管的相互作用磁力大小。利用检测得到的磁场强度和磁力沿扫查方向的变化曲线，对炉管环向和母线方向的内壁渗碳层厚度进行定量评价。
磁场扰动圆环阵列渗碳层炉管磁力检测磁力内壁母线方向攀爬装置履带式永磁体传感器磁场薄膜压力传感器磁力检测传感器霍尔元件检测乙烯裂解炉管传感器单元变化曲线磁场分布定量评价炉管表面行进过程上位机双检测主控箱扰动环向可用攀爬扫查测量检测评估

[发明专利]一种基于变角度磁集中器的斜入射式电磁声传感器-CN201910996466.4在审
发明人：刘增华;刘泽华;李佳奇;赵欣;张永琛;何存富;吴斌 -专利权人：北京工业大学
申请日： 2019-10-19 - 公布日： 2020-01-17 - 主分类号： G01N29/24 文献下载
摘要：本发明公开了一种基于变角度磁集中器改变静磁场的斜入射式电磁声传感器，在选择兰姆波模态波长和单频激励信号的基础上，将矩形钕铁硼磁铁垂直极化在其下方加入变角度磁集中器并以此改变入射声波角度的方法，增强了传统电磁声传感器的模态控制能力。利用设计的基于变角度磁集中器改变静磁场的斜入射式电磁声传感器，可以实现对金属板结构的小尺寸缺陷检测。该传感器由矩形钕铁硼磁铁、变角度磁集中器和回折线圈组成。超声波斜入射有利于提高电磁声传感器的模态控制能力。通过扫频和声场指向性测试实验，验证了所研制的通过变角度磁集中器改变静磁场的斜入射式电磁声传感器具有较好的频率响应特性和声场指向性。
磁集中器传感器电磁声斜入射静磁场钕铁硼磁铁模态控制和声频率响应特性金属板结构指向性测试声波尺寸缺陷传统电磁垂直极化激励信号声传感器超声波兰姆波指向性波长单频回折模态入射扫频验证检测

[发明专利]一种风机主轴表面缺陷超声阵列在线检测系统-CN201710481898.2有效
发明人：武龙;潘涌;何存富;程俊;吕炎;吴斌 -专利权人：南京琅迪思信息技术有限公司;北京工业大学
申请日： 2017-06-22 - 公布日： 2020-01-17 - 主分类号： G01N29/04 文献下载
摘要：本发明公开了一种风机主轴表面缺陷超声在线检测系统，该系统包括计算机、路由器、超声激励接收设备、多路选通器、压电传感器阵列。其中，压电传感器阵列布置于主轴端面，用于检测主轴表面缺陷；计算机通过路由器和向超声激励接收设备发送检测指令，超声激励接收设备控制多路选通器依次选通、激励压电传感器阵列中的压电阵元，并接收来自压电阵元的回波信号，然后将回波信号通过无线方式经路由器回传至计算机，实现检测。本发明解决了风机主轴表面缺陷在线检测问题，实现了针对主轴表面缺陷无线、远程超声阵列检测。
一种风机主轴表面缺陷超声阵列在线检测系统

[发明专利]斜拉索索力与损伤检测用脉冲磁弹与漏磁一体化检测系统-CN201710044124.3有效
发明人：刘秀成;吴东航;何存富;肖君武;冯欢;吴斌 -专利权人：北京工业大学
申请日： 2017-01-19 - 公布日： 2020-01-10 - 主分类号： G01N27/83 文献下载
摘要：本发明公开了一种斜拉索索力与损伤检测用脉冲磁弹与漏磁一体化检测系统，记录脉冲励磁条件下的斜拉索结构的磁响应过程，采用组合式传感器件同步测取表面漏磁场、磁感应强度信号，分别用于损伤检测定位和索力测量。传感器的工作模式分为索力测量模式与损伤检测模式两种。索力测量模式，导轮锁闭，传感器固定在斜拉索某一特定位置，记录脉冲励磁条件下霍尔传感器、感应线圈和温度传感器的信号，利用磁滞回线中的特征参数变化反应索力波动；损伤检测模式，传感器由导轮牵引沿斜拉索扫查，记录脉冲励磁条件下隧道磁阻传感器阵列环的信号，利用信号幅值、相位等参数的变化反映判定缺陷有无。
索索损伤检测脉冲一体化系统

[发明专利]一种倍频式微带贴片天线应变传感器-CN201710431975.3有效
发明人：宋国荣;孙婷婷;吕炎;王学东;邢智翔;何存富 -专利权人：北京工业大学
申请日： 2017-06-09 - 公布日： 2019-12-13 - 主分类号： G01B15/06 文献下载
摘要：本发明公开了一种倍频式微带贴片天线应变传感器，微带天线应变传感技术作为一种无源无线的新型检测技术，克服了传统应变传感技术成本高、寿命短、结构复杂等缺陷，对高端装备承载结构的健康监测具有重要意义。微带天线应变传感器利用其谐振频率偏移量与应变的线性关系，实现结构应变与裂纹检测。但是目前微带天线应变传感器信噪比低，无线检测距离短，实际应用受到限制。本发明拟通过引入倍频器，对微带天线应变传感器进行改进，以提高信噪比和灵敏度，增加无线检测距离。倍频式微带天线应变传感器，对关键承载部件的应变和裂纹实时监测具有重要的研究意义。
一种倍频式微带贴片天线应变传感器

[实用新型]基于微粒碰撞噪声检测的多通道合成传感器-CN201920096503.1有效
发明人：褚昆;龚裕;吕炎;宋国荣;李庆波;任志超;何存富;吴斌 -专利权人：北京工业大学
申请日： 2019-01-21 - 公布日： 2019-12-13 - 主分类号： G01N15/06 文献下载
摘要：一种基于微粒碰撞噪声检测的多通道合成传感器，用于星载电子设备内部活动多余物材质识别及定位，属于无损检测领域。该多通道合成传感器由声发射传感器、信号调理电路、加速度传感器三部分组成，其中声发射传感器由四个声发射敏感元件构成，呈十字环形排列分布于传感器灵敏度最高的部位，加速度采集压电晶片位于整个传感器的中心轴上。多个通道同时采集声信号再经由信号调理电路放大滤波后，传输至数据采集卡。不同通道包含的声信号差异特征，可用作多余物材质识别与定位，对数据进行融合处理，可屏蔽干扰信号。本实用新型和现有技术相比，获取信息更加全面，操作简单、集成度更高，功能性更强可用于多余物检出、识别与定位。
传感器声发射传感器信号调理电路材质识别多通道可用合成声发射敏感元件传感器灵敏度加速度传感器屏蔽干扰信号星载电子设备本实用新型活动多余物加速度采集数据采集卡放大滤波获取信息融合处理十字环形微粒碰撞无损检测信号差异压电晶片噪声检测集成度中心轴检出采集传输

[发明专利]一种基于遗传算法的超声传感器阵列参数的分析方法-CN201710125693.0有效
发明人：焦敬品;刘帅开;杨敬;何存富;吴斌 -专利权人：北京工业大学
申请日： 2017-03-05 - 公布日： 2019-09-27 - 主分类号： G01N29/44 文献下载
摘要：本发明公开了一种基于遗传算法的超声传感器阵列参数的分析方法，用于对GIS壳体焊缝内部缺陷进行检测，属于无损检测领域。该方法以全聚焦成像法则为目标函数，通过遗传算法对超声传感器阵列的中心频率和孔径尺寸进行优化。该方法的优势在于通过与优化算法相结合对超声传感器阵列参数进行优化，可以在全局范围内找出最佳的检测参数组合，克服以往根据经验来多次调整阵列参数，且未必得到最优的阵列参数下的检测结果。由于焊缝中缺陷要比各向同性材料中的缺陷检测难度大，通过该方法找到最优的检测参数，更有利于焊缝内缺陷的检出；因此，此方法具有很强的实用性，并可提高GIS壳体焊缝内部缺陷的检出率。
一种基于遗传算法超声传感器阵列参数分析方法

[发明专利]各向异性焊缝缺陷阵列检测的修正的全聚焦成像方法-CN201710318609.7有效
发明人：吴斌;杨敬;焦敬品;何存富 -专利权人：北京工业大学
申请日： 2017-05-08 - 公布日： 2019-09-27 - 主分类号： G01N29/06 文献下载
摘要：各向异性焊缝缺陷阵列检测的修正的全聚焦成像方法，属于无损检测领域。该方法通过对相控阵一维线性阵列传感器接收的全矩阵数据进行处理，考虑材料的各向异性，计算超声波在各向异性介质中的群速度，然后利用基于费马原理的射线追踪算法计算超声波在各向异性介质中的传播时间，最终实现各向异性焊缝的全聚焦成像。其优势在于通过考虑焊缝的各向异性，将运行效率较高的基于费马原理的射线追踪方法和全聚焦成像方法相结合，解决了常规的全聚焦成像对各向异性介质中的缺陷定位不准的问题，同时，提高了相控阵在各向异性介质的中的检测精度。
各向异性焊缝缺陷阵列检测修正聚焦成像方法

[发明专利]一种用于铁磁性材料疲劳损伤检测的电磁混频检测方法-CN201910336843.1在审
发明人：焦敬品;常予;李光海;吴斌;何存富 -专利权人：北京工业大学
申请日： 2019-04-25 - 公布日： 2019-09-20 - 主分类号： G01N27/85 文献下载
摘要：本发明公开了一种用于铁磁性材料疲劳损伤检测的电磁混频检测方法，根据被测件的尺寸及材质，确定电磁混频传感器的磁场混频信号检测方向；选定某一信号采集位置，将传感器紧贴于铁磁构件表面，激励一高低频调制的正弦信号作为混合励磁信号，进行电磁混频检测；由计算机对采集到的磁混频非线性信号进行处理；利用试件表面切向磁场和试件内磁通量密度绘制磁滞回线，计算电磁混频特征参量，得到电磁混频幂律系数随不同试件疲劳损伤程度变化的表征结果图。通过对电磁混频信号进行分析处理，利用电磁混频幂律系数表征材料硬度变化，可有效减弱基频噪声对表征参量的影响，有利于材料疲劳损伤的准确表征。
混频疲劳损伤检测铁磁性材料混频信号传感器试件磁场检测非线性信号表征材料表征参量表征结果材料疲劳程度变化磁滞回线分析处理混合励磁基频噪声检测方向疲劳损伤试件表面特征参量铁磁构件信号采集硬度变化正弦信号准确表征被测件磁通量切向调制紧贴损伤采集绘制计算机

[发明专利]一种基于反转路径差信号的板结构兰姆波无参考成像方法-CN201910507978.X在审
发明人：焦敬品;李海平;何存富;吴斌 -专利权人：北京工业大学
申请日： 2019-06-12 - 公布日： 2019-09-06 - 主分类号： G01N29/06 文献下载
摘要：本发明公开了一种基于反转路径差信号的板结构兰姆波无参考成像方法，属于无损检测领域。通过板结构兰姆波稀疏阵列检测系统，采集每个传感器激励其他传感器接收的检测信号，对信号进行滤波和幅值归一化处理，将反转路径下两信号的直达波对齐并做差得到差信号，取原始信号的包络，将差信号除以原始信号包络得到每对相邻传感器的反转路径差信号，对预处理获得的反转路径差信号用于延时叠加成像，便可得到整个板结构的散射声场的空间分布，实现缺陷监测和定位。该方法不再需要健康板的参考信号，通过对反转路径下的接收信号作差，消除了直达波和边界反射回波的对成像的影响。
反转路径板结构兰姆波参考成像原始信号直达波包络成像预处理传感器激励幅值归一化相邻传感器边界反射检测系统检测信号空间分布缺陷监测散射声场无损检测稀疏阵列延时叠加对齐板结构传感器回波滤波采集健康

[发明专利]一种基于宽带激励的铁磁性材料大范围损伤低频电磁检测方法-CN201910552740.9在审
发明人：焦敬品;梁文圆;何存富;吴斌 -专利权人：北京工业大学
申请日： 2019-06-25 - 公布日： 2019-09-03 - 主分类号： G01N27/83 文献下载
摘要：本发明公开了一种基于宽带激励的铁磁性材料大范围损伤低频电磁检测方法，根据铁磁性构件待检测缺陷的尺寸，确定低频电磁传感器的磁场信号检测方向；选定参考信号及检测信号采集位置，固定传感器与被测试件的提离距离，激励一Chirp信号作为宽带励磁信号，进行宽带激励低频电磁检测；由计算机对采集到的宽带检测信号进行处理；利用参考信号与缺陷检测信号间的欧式距离作为缺陷表征参量，得到铁磁性构件上、下表面不同深度缺陷欧氏距离随检测位置变化曲线；通过对低频电磁宽带检测信号进行分析处理，利用宽带激励下电磁响应信号与参考信号的欧式距离表征材料损伤程度变化，可有效减弱磁场趋肤效应的影响，有利于材料不同深度上、下表面缺陷的有效表征。
宽带激励低频电磁检测宽带检测信号铁磁性材料铁磁性构件损伤低频电磁欧式距离下表面电磁响应信号缺陷检测信号固定传感器被测试件变化曲线表征材料采集位置程度变化磁场信号分析处理检测方向检测位置检测信号励磁信号欧氏距离趋肤效应缺陷表征深度缺陷有效表征传感器参量宽带提离磁场采集计算机检测

[发明专利]一种基于表面波的垂直缺陷的多系数深度检测方法-CN201610195694.8有效
发明人： 何存富;白金峰;邓鹏 -专利权人：北京工业大学
申请日： 2016-03-30 - 公布日： 2019-08-09 - 主分类号： G01N29/04 文献下载
摘要：一种基于表面波的垂直缺陷的多系数深度检测方法，属于超声导波无损检测与评估领域。表面波在传播过程中，同缺陷互相作用时在缺陷下方会有散射的体波，体波传播遇到工件的下端面会反射回来，遇到缺陷会再度转换为表面波如(也就是模态转换回波)并沿缺陷两端传播，其同缺陷回波的时间差即为横波在工件厚度方向传播的总路程。缺陷两端的模态转换回波同缺陷回波以及透射波综合可以作为缺陷深度的表征参数，多系数的垂直缺陷的深度检测方法解决了目前对于大于0.45倍波长缺陷深度的检测带来了不准确性和不适用性。在健康监测和无损评价领域，具有极大的应用价值和潜力。
一种基于表面波垂直缺陷系数深度检测方法

[发明专利]一种基于遗传算法的低频电磁传感器结构优化方法-CN201610902208.1有效
发明人：焦敬品;常予;张强;李光海;吴斌;何存富 -专利权人：北京工业大学
申请日： 2016-10-17 - 公布日： 2019-07-26 - 主分类号： G06F17/50 文献下载
摘要：一种基于遗传算法的低频电磁传感器结构优化方法，该方法适用于COMSOL模拟低频电磁传感器模型的结构设计和缺陷检测的形状重构，属于无损检测领域。在简化COMSOL仿真的低频电磁传感器模型基础上，参数化COMSOL低频电磁传感器优化模型，定义不同变量的读取路径；设定遗传优化的适应度函数和主要参数，包括算法运行参数和控制参数；编写动态链接函数，实现MATLAB对COMSOL模型的调用，建立相互传递数据的渠道；最后调用MATLAB遗传算法进行低频电磁传感器模型参量的优化，当得到满足收敛准则的适应度函数时，优化结果即为最优的低频电磁传感器结构参数。本发明突破了COMSOL单一赋值运算的局限，实现了COMSOL模型参量的智能优化。
一种基于遗传算法低频电磁传感器结构优化方法