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[发明专利]一种基于虚拟传感器的板结构多模态兰姆波拓扑梯度成像方法-CN202010659629.2有效
发明人： 焦敬品;梁鑫才;高翔 -专利权人：北京工业大学
申请日： 2020-07-10 - 公布日： 2023-09-01 - 主分类号： G01N29/06 文献下载
摘要：本发明公开了一种基于虚拟传感器的板结构多模态兰姆波拓扑梯度成像方法。对换能器阵元采用一发一收的方式进行超声导波实验，得到超声回波信号，并对采集到的回波信号进行模态分离处理，获得单模态信号。使用单模态信号进行拓扑梯度成像，对单模态成像结果进行阈值处理，确定虚拟缺陷参数，建立含有缺陷的板结构模型，并根据模型运算结果获得虚拟传感器处的回波信号。使用虚拟传感器接收信号与实验接收信号构成的混合数据集进行拓扑梯度成像，并将多个模态的成像结果进行融合，确定板结构中的缺陷信息。本发明提出了虚拟传感器并使用将多模态结果进行融合，可以较大提升拓扑梯度成像结果的信噪比，消除成像结果中的伪像。
一种基于虚拟传感器板结构多模态兰姆波拓扑梯度成像方法

[实用新型]一种扭矩校准装置-CN202223542673.9有效
发明人：孟峰;焦敬品;李峰;张殿龙;肖兵;李楠;张嘉伟 -专利权人：北京工业大学;中国计量科学研究院;新疆维吾尔自治区计量测试研究院;新疆金风科技股份有限公司
申请日： 2022-12-28 - 公布日： 2023-07-14 - 主分类号： G01L25/00 文献下载
摘要：本实用新型提供了一种扭矩校准装置，属于扭矩计量、扭矩检测校准、扭矩测试领域。该装置包括中平台板、支撑部件和力臂加载部件，支撑部件包括设置于中平台板底部的左端支撑结构和右端支撑立柱，左端支撑结构上设置有大量程扭矩传感器，力臂加载部件安装在中平台板的上表面。本实用新型为扭矩传感器、智能扭矩套筒、扭矩倍增器的测量提供科学方便的计量标准器，通过该装置可以对不同种类扭矩传感器及智能扭矩套筒、扭矩倍增器进行计量校准；结构科学合理、精度等级高，可达到0.3％精度；并且可以适应扭矩传感器、智能扭矩套筒、扭矩倍增器等的检测校准，可广泛用于各类扭矩计量器具计量校准使用。
一种扭矩校准装置

[发明专利]一种不锈钢小径管焊缝的超声波检测能力评价方法及系统-CN202310150023.X在审
发明人：齐高君;杜传国;岳大庆;焦敬品;李晨旭 -专利权人：山东丰汇工程检测有限公司;北京工业大学
申请日： 2023-02-22 - 公布日： 2023-05-30 - 主分类号： G01N29/30 文献下载
摘要：本发明提供了一种不锈钢小径管焊缝的超声波检测能力评价方法及系统，所述方法包括：建立多模式超声缺陷响应模型；获取不锈钢材料的相关参数，相关参数具体包括：不锈钢材料参数、声波传播路径、指向性、扩散衰减系数、材料衰减、反射透射系数和缺陷散射系数；计算不同模式超声缺陷响应空间分布，将缺陷响应模型引入阵列信号中，计算所有位置的缺陷响应幅值叠加结果，构成超声缺陷响应的空间分布图；计算评价参数。本发明通过该模型实现了在不同模式波传播过程中对检测区域任意位置处缺陷响应的准确计算，并构建完整的缺陷响应空间分布。进一步利用不同模式超声波缺陷响应空间分布的均值与变异系数对不同模式超声波检测能力进行评价。
一种不锈钢小径焊缝超声波检测能力评价方法系统

[发明专利]一种基于超声波空间响应补偿的多模式复合全聚焦成像方法-CN202310022938.2在审
发明人： 焦敬品;李晨旭;齐高君;杜传国 -专利权人：北京工业大学;山东丰汇工程检测有限公司
申请日： 2023-01-08 - 公布日： 2023-05-30 - 主分类号： G01N29/06 文献下载
摘要：本发明公开了一种基于超声波空间响应补偿的多模式复合全聚焦成像方法，属于无损检测领域。超声波检测信号在有限尺寸试件中会发生多次反射和模态转变现象，存在多种超声传播模式。受波束扩展的影响不同模式成像对缺陷的敏感性在空间上是不均匀的。本专利根据不同模式超声缺陷响应分布很好的反应不同模式成像幅值变化的特点，利用该空间分布相对于成像质心的方向导数对不同模式的成像进行幅值补偿，实现直达波模式和半跨模式全聚焦成像在相同基准水平进行数据融合。本专利避免了传统多模式复合成像方法存在的模式选择和不同模式成像水平差异的问题，更好的抑制了伪像，提高缺陷成像的信噪比。
一种基于超声波空间响应补偿模式复合聚焦成像方法

[发明专利]一种用于各向异性焊缝缺陷检测的改进相位相干成像方法-CN202110514182.4有效
发明人：吴斌;王永贤;焦敬品 -专利权人：北京工业大学
申请日： 2021-05-12 - 公布日： 2023-05-02 - 主分类号： G01N29/06 文献下载
摘要：本发明公开了一种用于各向异性焊缝缺陷检测的改进相位相干成像方法，属于无损检测领域。对全矩阵数据进行时延修正，提取修正时延后不同激励‑接收对下信号的相位信息，并构建相位权重矩阵；提取时延修正后不同激励‑接收对下信号幅值信息，并构造幅值矩阵；对幅值和相位信息进行相干处理实现改进的相位相干成像传统成像方法仅考虑时域幅值信息，成像精度较低。相干成像利用幅值和相位信息，可以提高成像精度，但仅适用于各向同性结构。本发明考虑奥氏体不锈钢焊缝各向异性特点，利用射线追踪算法对相干成像中声束走时进行修正，发展一种改进的相位相干成像方法，实现各向异性焊缝中缺陷定位和高精度成像。
一种用于各向异性焊缝缺陷检测改进相位相干成像方法

[发明专利]一种基于磁声发射蝶形曲线的铁磁性材料塑性变形表征方法-CN202211067562.9在审
发明人： 焦敬品;崔效印;张红亮 -专利权人：北京工业大学
申请日： 2022-09-01 - 公布日： 2022-12-27 - 主分类号： G01N27/72 文献下载
摘要：本发明公开了一种基于磁声发射蝶形曲线的铁磁性材料塑性变形表征方法，根据被测试件选定激励线圈位于试件中间位置；固定声探头位于试件上表面，且与激励线圈相对位置固定不变；霍尔元件垂直于试件上表面放置，位于激励线圈和试件之间；利用单频正弦信号进行励磁。利用声发射接收仪同步采集磁声发射信号和霍尔电压信号，然后截取固定周期数的波形。对磁声发射信号进行滑动平均计算上包络线作为纵坐标，将霍尔电压转换成切向磁场强度信号作为横坐标，绘制磁声发射蝶形曲线。从蝶形曲线中提取最大值Mmax、包络线均值Mmean、包络线与纵轴截距MR，计算同一试件多次重复实验的每个特征参数的平均值，绘制特征参数平均值随不同试件塑性变形量变化的表征结果。
一种基于声发蝶形曲线铁磁性材料塑性变形表征方法

[发明专利]搅拌摩擦焊吻接缺陷的单侧局部水浸谐波检测系统及方法-CN202211028039.5在审
发明人：吕洪涛;王俊涛;刘志毅;焦敬品;石亮;张祥春;李锋 -专利权人：中国航空综合技术研究所
申请日： 2022-08-25 - 公布日： 2022-11-25 - 主分类号： G01N29/12 文献下载
摘要：本发明提供一种搅拌摩擦焊吻接缺陷的单侧局部水浸谐波检测系统及方法，检测系统包括检测装置、工控机和显示器；检测装置与工控机通讯连接，显示器设置在工控机上，工控机包括控制器、信号激励单元、信号采集单元和功率放大器。检测装置包括支撑架、第一导轨固定块、丝杠、燕尾导轨、导块、连接块、提块、T型导轨、缓冲升降导杆、缓冲升降杆、U型架、第二导轨固定块、转轮、激励超声探头、接收超声探头、楔块、超晶格滤板和滑块。本发明具有集成度高、便携性好和操作简便的优点，且耦合稳定性好，可用于不同厚度的待检工件微缺陷工程化现场检测，楔块中超晶格滤板的引入，能够降低检测系统非线性对缺陷检测的影响。
搅拌摩擦焊吻接缺陷局部谐波检测系统方法

[发明专利]一种基于时频分布相似度分析的兰姆波模态分离方法-CN202110514237.1有效
发明人： 焦敬品;史宪芳;高翔 -专利权人：北京工业大学
申请日： 2021-05-12 - 公布日： 2022-09-20 - 主分类号： G01N29/04 文献下载
摘要：本发明公开了一种基于时频分布相似度分析的兰姆波模态分离方法，通过板结构兰姆波信号采集系统，采集检测信号，对信号进行滤波和幅值归一化处理，并进行时频分析获得检测信号的时频分布，创建不同模态的理论时频分布集，计算检测信号与各模态理论时频分布集的相似度，得到相似度矩阵，寻找最大相似度值，识别与检测信号时频分布相匹配的模态及距离，在识别模态的基础上，构建中心随时间及频率变化的二维高斯时变滤波器，并与检测信号的时频图相乘分离出单模态时频图，由分离出的时频图获取单模态时域信号，实现兰姆波多模态信号的分离。该方法从时频分布相似度分析角度出发，在识别和分离模态的同时，能够较为准确的估计波包的传播距离。
一种基于分布相似分析兰姆波模态分离方法

[发明专利]一种基于贝叶斯理论的超声C扫描路径优化方法-CN202210489281.6在审
发明人： 焦敬品;王佶 -专利权人：北京工业大学
申请日： 2022-05-06 - 公布日： 2022-09-02 - 主分类号： G01N29/04 文献下载
摘要：本发明公开了一种基于贝叶斯理论的超声C扫描路径优化方法，属于超声无损检测领域。采集初始超声信号，提取出待检测深度的缺陷特征值，并估算阈值。将已采集信号位置的缺陷特征值投入到高斯过程回归模型中和增益期望函数，计算出各个未采集信号位置的补充采集得分，并以补充采集得分高于阈值的全部极值点坐标，作为新一轮的补充采集坐标。经过多轮次的补充采集后，检测区域内不存在补充采集得分高于阈值的坐标，结束扫描，输出全部坐标缺陷特征值的置信均值并成像。实现对块状结构内部缺陷的快速检测和准确表征。该算法以较少的补充检测轮次和较少数据采集量，实现金属构件内部缺陷状况的准确评估。
一种基于贝叶斯理论超声扫描路径优化方法

[发明专利]一种用于金属板中残余应力检测的水浸式兰姆波共线混频检测系统及方法-CN202210472354.0在审
发明人： 焦敬品;张赫 -专利权人：北京工业大学
申请日： 2022-04-29 - 公布日： 2022-08-09 - 主分类号： G01L5/00 文献下载
摘要：本发明公开了一种用于金属板中残余应力检测的水浸式兰姆波共线混频检测系统及方法，属于无损检测领域。将被测金属板固定于水槽中，通过水浸式扫描系统控制激励与接收探头步进移动，使两基频信号在金属板上不同位置处发生混频相互作用，以此对金属板中残余应力进行扫查检测。计算各检测位置的混频非线性系数，通过非线性系数表征金属板中残余应力。本发明采用的水浸式检测系统，避免了人为因素与耦合不稳定带来的影响，检测结果可靠性更高；采用的兰姆波共线混频检测方法，对金属板结构中残余应力的大小变化较为敏感，可以通过非线性系数对残余应力进行较为准确的表征。
一种用于金属板残余应力检测水浸式兰姆波共线混频系统方法

[发明专利]一种刮板运输机链环扫描检测用低频电磁传感器-CN202210472358.9在审
发明人： 焦敬品;金岩 -专利权人：北京工业大学
申请日： 2022-04-29 - 公布日： 2022-07-29 - 主分类号： G01N27/82 文献下载
摘要：本发明公开了一种刮板运输机链环扫描检测用低频电磁传感器，属于无损检测领域。该传感器主要由传感器主体部分和弹性拱形滑靴部分组成。传感器主体部分主要由磁轭、励磁线圈、聚磁体、磁敏元件和3D打印封装外壳组成。通过选取较优的磁轭底部形状和设计弹性拱形滑靴实现传感器与链环曲面的稳定耦合。弹性滑靴部分主要由3D打印拱形滑靴骨架、万向轮、螺母和弹簧构成。与普通低频电磁检测传感器相比，弹性拱形滑靴可以使传感器适应链环曲面结构，保证了传感器与检测试件的稳定接触，且弹性结构扩大了传感器的适用范围。
一种运输机链环扫描检测低频电磁传感器

[发明专利]一种用于铁磁性材料硬度表征的磁混频非线性检测方法-CN201810646704.4有效
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： 2018-06-21 - 公布日： 2022-04-22 - 主分类号： G01N27/80 文献下载
摘要：本发明公开了一种用于铁磁性材料硬度表征的磁混频非线性检测方法，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，进行磁混频非线性检测；由计算机对采集到的磁混频非线性信号进行处理；提取检测信号和频与差频分量及高频基频分量幅值，计算磁非线性表征参量。采用高低频调制信号励磁，避免了系统谐振频率非线性效应对材料非线性效应的影响，检测的材料磁非线性效应对铁磁性材料力学性能变化较为敏感，可用于材料早期力学性能退化的表征。通过对磁混频信号进行分析处理，利用磁混频非线性因子表征材料硬度变化，有利于材料力学性能变化的准确表征。
一种用于铁磁性材料硬度表征混频非线性检测方法

[发明专利]一种基于协同表示的瓷绝缘子裂纹声发射信号识别方法-CN202111001917.X在审
发明人： 焦敬品;冯泽文 -专利权人：北京工业大学
申请日： 2021-08-30 - 公布日： 2022-02-18 - 主分类号： G01N29/14 文献下载
摘要：本发明公开了一种基于协同表示的瓷绝缘子裂纹声发射信号识别方法，利用麦克风检测系统采集的瓷绝缘子声发射信号构造训练字典和测试样本，对声发射信号的傅里叶变换进行QR分解，增强训练字典的稀疏性，并计算出稀疏系数，从而结合协同表示分类对声发射信号进行识别。与其他算法相比，基于QR分解的协同表示分类方法在保证识别准确率的同时大幅降低计算复杂度，是一种有效的瓷绝缘子裂纹识别算法。
一种基于协同表示绝缘子裂纹声发信号识别方法

[发明专利]一种用于钢锭超声信号降噪的非凸变量重叠群稀疏变分方法-CN202111001971.4在审
发明人： 焦敬品;张家玮;陈昌华 -专利权人：北京工业大学
申请日： 2021-08-30 - 公布日： 2022-01-14 - 主分类号： G06F30/20 文献下载
摘要：本发明公开了一种用于钢锭超声信号降噪的非凸变量重叠群稀疏变分方法，属于无损检测领域。现有的稀疏降噪方法通过调节正则化参数，可以有效保证降噪的效果但会使信号出现波形失真和幅值衰减的问题。本方法考虑钢锭超声检测信号受晶粒组织影响产生散射噪声，对缺陷信号造成干扰,针对其信号不同幅值点的聚类属性和变分特性特点，利用非凸变量函数具有良好稀疏性的特点，提出非凸变量重叠群稀疏变分方法，实现钢锭超声检测信号的降噪、抑制波形畸变、保持信号幅值水平、提高缺陷成像的信噪比。在降噪过程中为达到良好的降噪效果，对降噪方法中的非凸变量函数类型、正则化参数和乘法因子进行了优选。
一种用于钢锭超声信号变量重叠稀疏方法

[发明专利]基于均匀设计的板结构缺陷超声谐振定量无损检测方法-CN201910416897.9有效
发明人： 焦敬品;马百义 -专利权人：北京工业大学
申请日： 2019-05-20 - 公布日： 2022-01-14 - 主分类号： G01N29/12 文献下载
摘要：本发明公开了基于均匀设计的板结构缺陷超声谐振定量无损检测方法，以对平底孔缺陷检测为例，将压电蜂鸣片贴在检测板上，测量传声器安装在扫描架上并垂直于检测板放置；利用计算机控制扫描架，带动测量传声器接收检测区域各检测点振动信号，信号经平均处理后保存；由计算机对采集到的振动信号进行处理，基于最大类间方差法，得出局部缺陷谐振频率以及缺陷成像图，基于均匀设计试验，建立局部缺陷谐振频率、缺陷半径与缺陷深度的关系模型；对缺陷成像图进行二值化处理，计算出缺陷的等效半径；将局部缺陷谐振频率和缺陷半径代入到所建立的关系模型中，得到缺陷深度；最终实现对缺陷的定量无损检测。
基于均匀设计板结缺陷超声谐振定量无损检测方法

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