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[发明专利]一种基于磁声发射信号滞回特性的铁磁性材料疲劳损伤表征方法-CN202110514232.9在审
发明人： 焦敬品;唐亚军 -专利权人：北京工业大学
申请日： 2021-05-12 - 公布日： 2021-09-07 - 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信号滞回特性的铁磁性材料疲劳损伤表征方法，根据被测试件的尺寸及材质，确定励磁线圈的尺寸及绕制匝数，选定试件上表面固定位置作为信号采集位置，将声发射探头与试件耦合于信号采集位置，利用单频正弦信号作为励磁信号，进行试件磁化；利用声发射探头拾取磁声发射信号；对采集到的磁声发射信号时域波形和同步励磁信号时域波形进行截取。对磁声发射信号进行包络积分，并将两种数据关于时间对齐。以同步励磁信号为基础计算得到的磁场强度为横坐标，磁声发射信号的包络积分为纵坐标绘制磁声发射信号滞回曲线，提取其磁声发射信号滞回曲线的等效矫顽力，用于试件早期疲劳损伤表征。
一种基于声发信号特性铁磁性材料疲劳损伤表征方法

[发明专利]一种基于遗传算法特征参数优化的瓷绝缘子损伤神经网络识别方法-CN202110617866.7在审
发明人： 焦敬品;赵博生 -专利权人：北京工业大学
申请日： 2021-06-01 - 公布日： 2021-09-07 - 主分类号： G06K9/00 文献下载
摘要：一种基于遗传算法特征参数优化的瓷绝缘子损伤神经网络识别方法，属于无损检测领域。本发明采集了三类不同的瓷绝缘子试件的声信号，将采集到的声信号使用基于幅值的方法进行声信号截取，提取了三类不同的特征参数，分别为时域、形状和小波能量特征参数共32个，优化了BP神经网络输入参数，包括输入‑隐含层传递函数、隐含‑输出层传递函数和学习率。利用遗传算法优化特征值矩阵，确定了优化后的神经网络输入特征值；将测试样本特征参数按照优化的结果进行构造，并输入到训练后的BP神经网络模型中进行识别；通过计算测试样本与各类不同瓷绝缘子信号训练样本的匹配度，实现了瓷绝缘子损伤状态的高效识别。
一种基于遗传算法特征参数优化绝缘子损伤神经网络识别方法

[发明专利]一种便携式断路器弹簧操动机构运行状态声-光检测系统-CN202110514184.3在审
发明人： 焦敬品;马思骞 -专利权人：北京工业大学
申请日： 2021-05-12 - 公布日： 2021-08-24 - 主分类号： G06T7/246 文献下载
摘要：本发明公开了一种便携式断路器弹簧操动机构运行状态声‑光检测系统，包括树莓派、工业相机、麦克风、声卡、电容式触摸屏、固态硬盘、移动电源。固态硬盘通过USB3.0接口与树莓派相连，用于提高系统数据传输速度，实现系统图像数据与声音数据的高速传输与保存。工业相机通过USB3.0接口与树莓派相连接，用于采集图像数据。将电容式触摸屏通过HDMI口与树莓派相连，实现系统的人机交互。最后，将移动电源连接到树莓派的Type‑C充电口，为系统供电并实现便携性。系统软件基于Python编写声‑光信号同步检测程序，通过分析采集的图像序列，获取断路器操动机构运行状态行程‑时间曲线。利用图像序列的时间戳与声信号的时间戳进行时间对准，实现毫秒级别的声‑光信号同步。
一种便携式断路器弹簧机构运行状态检测系统

[发明专利]一种用于金属薄板中应力分布测量的非线性Lamb波混频方法-CN201910416965.1有效
发明人： 焦敬品;成全 -专利权人：北京工业大学
申请日： 2019-05-20 - 公布日： 2021-08-06 - 主分类号： G01L1/25 文献下载
摘要：一种用于金属薄板中应力分布测量的非线性Lamb波混频方法。本发明公开了一种基于非线性Lamb波混频技术的应力分布检测方法，该方法适用于板结构中应力分布检测及应力集中区域的定位，属于无损检测领域。本发明步骤：该方法首先根据被测对象和非线性Lamb波混频谐振条件，确定两基频波的激励频率；在试件左右两端对向激励两列A0模态波，在激励信号之间某一位置处接收和频S0信号，进行板结构非线性混频应力检测；通过改变激励信号激励时延，对试件不同位置进行混频扫查，提取混频波幅值；最后，根据和频差信号幅值随混频位置的变化规律，可实现对金属板应力分布的检测以及应力集中区域的定位。
一种用于金属薄板应力分布测量非线性 lamb 混频方法

[发明专利]一种基于稀疏表示的承压界面超声信号分类识别方法-CN202110257492.2在审
发明人： 焦敬品;薛原 -专利权人：北京工业大学
申请日： 2021-03-09 - 公布日： 2021-06-29 - 主分类号： G06K9/00 文献下载
摘要：本发明公开了一种基于稀疏表示的承压界面超声信号识别方法，将相同采样长度下界面信号样本划分为训练样本与测试样本两组，其中训练样本用于构造多压力复合字典，测试样本用于验证方法可行性。分别提取测试样本和训练样本包含的匹配原子，作为测试样本匹配原子集与多压力类别训练样本匹配原子集，利用训练样本匹配原子集构建多压力类别复合字典。依次将测试样本结果中每一个匹配原子与复合字典每一压力类别下的全部原子进行比较，搜索并统计具有相同结构的原子信息。本发明提出了一种稀疏表示分类方法，利用同构原子作为识别参量，提高了分类识别效率。
一种基于稀疏表示界面超声信号分类识别方法

[发明专利]一种钣金拉伸过程声发射信号识别方法-CN202110258631.3在审
发明人： 焦敬品;孙延东 -专利权人：北京工业大学
申请日： 2021-03-09 - 公布日： 2021-06-29 - 主分类号： G06K9/00 文献下载
摘要：本发明公开了一种钣金拉伸过程声发射信号识别方法，利用声发射检测系统采集钣金拉伸过程中的声发射信号，对声发射信号的傅里叶变换或短时傅里叶变换进行非负矩阵分解，提取其在低维子空间映射的特征系数，用于构造训练字典和测试样本，并利用稀疏表示方法实现对拉伸过程不同阶段的表征与识别。该方法通过对声发射信号的非负矩阵分解和稀疏表示分析，可以实现声发射对应拉伸过程的自动识别，且识别率高。
一种拉伸过程声发信号识别方法

[发明专利]一种基于支持向量机的钢锭中缺陷超声信号识别方法-CN202010706600.5在审
发明人： 焦敬品;周通;陈昌华 -专利权人：北京工业大学;南京迪威尔高端制造股份有限公司
申请日： 2020-07-21 - 公布日： 2021-04-16 - 主分类号： G06K9/00 文献下载
摘要：本发明公开了一种基于支持向量机的钢锭中缺陷超声信号识别方法，属于超声无损检测领域，该方法基于支持向量机算法，通过高斯径向基核函数对钢锭中缺陷超声信号的特征参数向量矩阵进行数据处理，将原低维空间中线性不可分的数据点映射到高维空间使其线性可分，之后构造一个最优的分类超平面，使得在该平面两侧，距离平面最近的不同类数据间的距离最大化，从而实现对不同信号的正确分类。在识别过程中为提高信号识别率，对信号的特征参数和支持向量机系统参数进行了优选。
一种基于支持向量钢锭缺陷超声信号识别方法

[发明专利]结构疲劳裂纹方向检测用非线性超声混频方法-CN201810646120.7有效
发明人： 焦敬品;吕洪涛;吴斌;何存富 -专利权人：北京工业大学
申请日： 2018-06-21 - 公布日： 2021-01-05 - 主分类号： G01N29/12 文献下载
摘要：本发明公开了结构疲劳裂纹方向检测用非线性超声混频方法，属于无损检测领域。该方法首先根据被测对象和非线性超声混频谐波条件，确定两基频波的模态、频率和入射角等检测参数；进行结构疲劳裂纹非线性超声混频检测；对各环形接收点处的检测信号进行连续小波变换，提取混频波的幅值，进行混频声场指向性分析；最后，根据反射混频波传播方向随疲劳裂纹方向的变化规律计算疲劳裂纹方向。
结构疲劳裂纹方向检测非线性超声混频方法

[发明专利]小径深比异型管道内壁周向裂纹表面波检测方法-CN201810221396.0有效
发明人：何存富;邓鹏;吕炎;焦敬品;吴斌 -专利权人：北京工业大学
申请日： 2018-03-17 - 公布日： 2021-01-05 - 主分类号： G01N29/04 文献下载
摘要：本发明公开了小径深比异型管道内壁周向裂纹表面波检测方法，属于超声无损检测领域。创新性地将表面波传感器沿异型管道端部径向配置，利用表面波在端部内棱处的反射和透射特性，合理选择检测频率，利用透射到管道内壁传播的轴向表面波对异型管道内壁周向裂纹进行检测。在该检测方法中，传感器与管道端部的接触面为平面，两者的耦合状况与异型管道的内壁曲率无关，很大程度上提高了表面波传感器的适用性，能够实现快速、高效检测。本发明实现了对小径深比异型管道内壁不同尺寸周向刻槽的检测，证明了该检测方法的有效性。
小径异型管道内壁裂纹表面波检测方法

[发明专利]一种用于金属板结构疲劳损伤评价的超声信号共识自组织分析方法-CN202010532748.1在审
发明人： 焦敬品;刘芸;高翔;何存富;吴斌 -专利权人：北京工业大学
申请日： 2020-06-12 - 公布日： 2020-10-20 - 主分类号： G01N29/44 文献下载
摘要：本发明公开一种基于用于金属板结构疲劳损伤评价的超声信号共识自组织分析方法，该方法适用于板结构中疲劳损伤评价，属于无损检测领域。本发明步骤：首先利用Ritec–SNAP专用非线性超声检测系统对不同疲劳周期的金属板结构进行检测，通过多组重复测量获得超声回波信号，利用共识自组织模型，对两两板之间的超声回波信号进行频谱比较，得到一个海林格距离矩阵，从而得到z分数、p统计量、T统计量与疲劳周期的关系，最后通过不同分布模型的拟合获得金属板疲劳损伤评价模型。可以通过典型超声数据分析说明该方法对疲劳损伤评价的有效性。
一种用于金属板结构疲劳损伤评价超声信号共识组织分析方法

[发明专利]一种用于界面接触状态评价的超声信号相似度分析方法-CN202010405653.3在审
发明人： 焦敬品;薛原 -专利权人：北京工业大学
申请日： 2020-05-14 - 公布日： 2020-10-13 - 主分类号： G01N29/44 文献下载
摘要：本发明公开了一种用于界面接触状态评价的超声信号相似度分析方法，属于超声无损检测领域，通过相似度函数表征界面接触状态的变化程度。检测方法利用宽频信号激励超声换能器，并经其对界面反射信号进行接收；由示波器对检测信号进行平均存储操作；计算机负责控制压力试验机改变界面外载压力。利用相似度分析方法处理检测信号，在确定分析范围和基准信号后，得到不同外载压力下各相似度函数结果，将其归一化后，按照相似度函数敏感程度进行排序，选取敏感程度最佳的相似度函数作为表征参数，最终实现多层结构界面接触状态的定量无损检测。
一种用于界面接触状态评价超声信号相似分析方法

[发明专利]一种基于多阵元等幅同步激励的材料缺陷超声三维成像方法-CN202010369732.3在审
发明人：吴斌;刘萧冰;焦敬品;刘秀成;何存富 -专利权人：北京工业大学
申请日： 2020-05-06 - 公布日： 2020-08-11 - 主分类号： G01N29/06 文献下载
摘要：本发明公开一种基于多阵元等幅同步激励的材料缺陷超声三维成像方法，首先，在各扫查位置处，一维线性阵列超声换能器只进行若干次多阵元等幅同步激励，所有阵元接收回波信号，以得到少量的超声回波数据。其次，利用压缩感知技术，从超声回波数据中重构全矩阵数据，并对重构的全矩阵数据进行全聚焦处理，获取不同扫查位置处的材料断面超声成像结果。最后，将不同位置处的切片超声成像结果根据空间扫查位置排列，并以三维体图像进行展示，确定出材料内部的缺陷位置及外轮廓信息。相比全矩阵数据全聚焦方法，本发明的优势在于提出了一种新的阵列信号采集方式，可以利用更少的数据完成超声三维成像，节省扫查时间，提高了检测效率。
一种基于多阵元同步激励材料缺陷超声三维成像方法

[发明专利]一种水浸式超声检测用储罐底板腐蚀评价实验系统及方法-CN201710226497.2有效
发明人： 焦敬品;成全;何存富;吴斌 -专利权人：北京工业大学
申请日： 2017-04-09 - 公布日： 2020-03-27 - 主分类号： G01N29/06 文献下载
摘要：本发明公开了一种水浸式超声检测用储罐底板腐蚀评价实验系统及方法，属于无损检测领域。以水浸式超声扫描系统为基础，搭建水浸式超声检测腐蚀评价系统；分别设定激励信号和接收信号相应参数，通过示波器观察接收到的时域波形信号对相应激励和接收信号参数进行微调；完成好参数设定以及选定检测条件后，对检测试件进行水浸式超声扫描，并存储检测数据。根据超声检测得到的板状试件特征值数据，计算区域分割阈值及标准等级对应特征值；分别计算每个位置点的特征值与标准等级的差异度，对每个位置点的腐蚀等级进行评价；最后，根据实际工况要求，确定腐蚀面积及深度的权重比，计算出整个试件的腐蚀等级，实现对于板结构试件的腐蚀等级评价。
一种水浸式超声检测用储罐底板腐蚀评价实验系统方法

[发明专利]一种基于迭代递推的供水管道多泄漏点声定位方法-CN201810542913.4有效
发明人： 焦敬品;任玉宝 -专利权人：北京工业大学
申请日： 2018-05-30 - 公布日： 2019-10-08 - 主分类号： G01M3/24 文献下载
摘要：本发明公开了一种基于迭代递推的供水管道多泄漏点声定位方法，该方法主要包括泄漏声信号互谱相位谱计算和多泄漏源迭代估计两个部分。首先对采集的多泄漏点声信号进行互功率谱分析，并确定信号互谱相位谱及其对应的频点分布。在进行多泄漏源迭代估计时，首先对信号进行广义互相关时延估计，根据时延估计值确定信号互谱相位谱的线性变化线组，使用该线性变化线组分步确定与泄漏点相关的频点。为实现对下一个泄漏点的估计，需要将信号中与上一个泄漏点相关的频点移除。经过多次迭代递推计算估计出管道泄漏点的数量和位置。
泄漏点相位谱频点迭代估计供水管道时延估计线性变化泄漏源递推迭代递推计算多次迭代管道泄漏互功率谱互相关泄漏声移除采集分析

[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