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[发明专利]基于混合目标函数和变异策略的热障涂层厚度太赫兹检测方法-CN202310648653.X在审
发明人： 曹丙花;邓涛;范孟豹;于孟永 -专利权人：中国矿业大学
申请日： 2023-06-02 - 公布日： 2023-10-13 - 主分类号： G01B11/06 文献下载
摘要：本发明公开了一种基于混合目标函数和变异策略的热障涂层厚度太赫兹检测方法，属于太赫兹无损检测领域。通过改进群智能算法以提高求解精度，同时根据解析模型分析太赫兹信号的特征，将该特征值引入混合目标函数，从而实现稳定可靠的涂层厚度检测。包括以下步骤：获取太赫兹参考信号和太赫兹实验信号；构建太赫兹波与涂层样品相互作用的理论解析模型；分析太赫兹信号的特征并构建目标函数约束项，建立适应太赫兹厚度检测的改进目标函数；改进标准教与学优化算法的种群初始化方法，改进算法的搜索能力；获取优化后的涂层厚度值。构建基于自适应柯西‑高斯变异策略的教与学优化算法，以实现对涂层厚度的高精度测量。
基于混合目标函数变异策略热障涂层厚度赫兹检测方法

[发明专利]基于太赫兹无损检测技术的热障涂层脱粘缺陷图像超分辨率重建方法-CN202310801543.2在审
发明人： 曹丙花;李鸿喜;范孟豹 -专利权人：中国矿业大学
申请日： 2023-07-03 - 公布日： 2023-09-29 - 主分类号： G06T17/20 文献下载
摘要：本发明公开了一种基于太赫兹无损检测技术的热障涂层脱粘缺陷图像超分辨率重建方法，属于太赫兹无损检测和图像处理领域。能够在提高太赫兹检测缺陷图像分辨率的同时，更好的重建太赫兹图像缺陷处的边缘细节，提升太赫兹缺陷图像的重建质量。基于卷积神经网络，利用时域有限差分法对太赫兹信号进行数值模拟，建立热障涂层脱粘缺陷的太赫兹仿真模型，获取太赫兹仿真信号，预处理后制作样本数据集，构建融合损失函数，训练神经网络，实现对太赫兹图像的重建，避免了需要大量制备实际热障涂层样品以及太赫兹时域光谱探测工艺复杂、耗时长、成本高等问题，极大的提高了获取太赫兹图像的经济成本和时间成本。
基于赫兹无损检测技术热障涂层缺陷图像分辨率重建方法

[发明专利]基于Elman神经网络的热障涂层陶瓷层厚度太赫兹测量方法-CN202310142169.X在审
发明人：张宏;曹丙花;龚云丽;范孟豹;孙凤山 -专利权人：福建技术师范学院;中国矿业大学
申请日： 2023-02-21 - 公布日： 2023-08-08 - 主分类号： G06F30/27 文献下载
摘要：本发明提供了一种基于太赫兹无损检测技术的热障涂层厚度检测方法。首先根据太赫兹在热障涂层中的传播机理构建解析模型，应用解析模型模拟太赫兹波在不同陶瓷层厚度的热障涂层传播规律，获取太赫兹仿真信号，构建样本数据集。然后采用基于奇异值分解的主成分分析法对样本数据集进行降维处理。最后建立Elman神经网络模型，将厚度的预测误差作为适应度函数，应用鲸鱼优化算法对Elman神经网络的权重和偏置进行优化，形成最优Elman神经网络模型，实现太赫兹热障涂层测厚。本发明通过构建太赫兹解析模型产生样本数据集训练Elman神经网络，在无需破坏大量实际样品条件下，实现陶瓷层厚度智能高效厚度测量。
基于 elman 神经网络热障涂层陶瓷厚度赫兹测量方法

[发明专利]基于模型前三峰值驱动的热障涂层太赫兹测厚新方法-CN202310256929.X在审
发明人：孙凤山;范孟豹;曹丙花;杨雪锋;许少毅;王承涛;王禹桥;李威 -专利权人：中国矿业大学
申请日： 2023-03-16 - 公布日： 2023-07-11 - 主分类号： G01B11/06 文献下载
摘要：本发明提出了一种基于模型前三峰值驱动的热障涂层太赫兹测厚新方法，包括以下步骤：制备热障涂层样件，开展太赫兹无损检测实验，采集时域信号；探究太赫兹波与热障涂层相互作用机理，分析前三峰峰值包含测厚所需折射率与飞行时间；构建太赫兹信号解析模型，提取前三峰值作为训练集；设计权重分配层，减小太赫兹波散射引起的实验与仿真间差异，以反向传播方式更新网络参数；提取实验信号前三峰值，作为测试集，开展模型驱动神经网络性能测试。本发明通过太赫兹传播机理探究出前三峰值能够用于热障涂层厚度测量，保证实验测试集与仿真训练集吻合程度，在无需大量破坏样品条件下，以深度学习方法完成了热障涂层太赫兹厚度准确测量。
基于模型峰值驱动热障涂层赫兹新方法

[发明专利]基于自适应迁移学习的陶瓷层厚度太赫兹测量方法-CN202210866761.X在审
发明人：范孟豹;孙凤山;曹丙花;杨雪锋;许少毅;王承涛;王禹桥;李威 -专利权人：中国矿业大学
申请日： 2022-07-22 - 公布日： 2022-12-23 - 主分类号： G01B11/06 文献下载
摘要：本发明适用于太赫兹测量技术领域，提供了一种基于自适应迁移学习的陶瓷层厚度太赫兹测量方法，包括以下步骤：构建考虑材料色散热障涂层太赫兹信号的解析模型，应用太赫兹时域光谱系统测量银反射镜的反射信号，将所述反射信号作为参考信号输入至解析模型，建立源域数据集；应用太赫兹时域光谱系统测量对应位置的太赫兹实验信号，开展金相实验提取样品准确厚度值，构建目标域数据集；建立源域卷积神经网络与目标域卷积神经网络，形成迁移学习框架，实现热障涂层陶瓷层厚度测量。本发明通过探究太赫兹波在热障涂层中传播机理，构建太赫兹信号解析模型生成源域数据集，代替部分实验信号完成卷积神经网络训练，避免制作大量层样品，降低训练成本。
基于自适应迁移学习陶瓷厚度赫兹测量方法

[发明专利]一种矿用提升钢丝绳损伤的在役脉冲涡流检测装置的检测方法-CN201910534868.2有效
发明人：范孟豹;闻东东;曹丙花;杨雪锋;王禹桥;李威;薛志安;沙经纬;许少毅 -专利权人：中国矿业大学
申请日： 2019-06-20 - 公布日： 2022-11-08 - 主分类号： G01N27/904 文献下载
摘要：一种矿用提升钢丝绳损伤的在役脉冲涡流检测装置及方法，属矿用提升钢丝绳损伤检测技术领域。检测装置的滚轮固定在滚轮支架上，随钢丝的运动而滑动；弹簧固定在滚轮支架和半圆管侧板之间，用于随动调节滚轮夹持的钢丝绳直径大小；滚轮支架成对称分布，安装在半圆管侧板两端，通过螺帽进行限位；探头传感器成圆周阵列分布在半圆管侧板上，位于两个滚轮支架之间，钢丝绳穿过两个半圆管侧板组装形成的圆管状机构，被四个滚轮夹持。通过探头传感器测定矿用提升钢丝绳检测信号，对比矿用提升钢丝绳损伤标准试件测定的信号阈值评估钢丝绳损伤状态，实现对矿用提升钢丝绳在役的无损检测,抑制探头提离距离变化影响，装置随钢丝绳直径大小进行自适应调整。
一种提升钢丝绳损伤脉冲涡流检测装置方法

[发明专利]一种基于阻抗坐标变换的热障涂层粘结层厚度测量方法-CN202111142711.9有效
发明人： 曹丙花;徐闯;范孟豹;吕珊珊 -专利权人：中国矿业大学
申请日： 2021-09-28 - 公布日： 2022-06-24 - 主分类号： G01B7/06 文献下载
摘要：本发明公开了一种基于阻抗坐标变换的热障涂层粘结层厚度测量方法，其步骤包括：首先利用标准试件在阻抗坐标系上获取陶瓷层厚度和粘结层厚度变化方向的夹角，根据夹角将待测试件做第一次阻抗坐标变换得到其不受陶瓷层影响的阻抗坐标；然后，利用已建立好的粘结层厚度和阻抗相位之间的关系，计算粘结层厚度；进而，利用粘结层厚度与夹角之间的关系对夹角进行修正，做第二次阻抗坐标变换，最后计算出修正后的粘结层厚度；本发明应用阻抗坐标变换方法解决了当前热障涂层厚度测量中粘结层与陶瓷层信号难以解耦的问题，能够测量出粘结层厚度，极大提高了检测效率。
一种基于阻抗坐标变换热障涂层粘结厚度测量方法

[发明专利]基于太赫兹技术的热障涂层陶瓷层厚度测量方法-CN201910353966.6有效
发明人： 曹丙花;蔡恩泽;李素珍;范孟豹;王梦云;李肖寒 -专利权人：中国矿业大学
申请日： 2019-04-29 - 公布日： 2021-03-02 - 主分类号： G01B11/06 文献下载
摘要：本发明公开了一种利用太赫兹波测量热障涂层陶瓷层厚度的方法，利用反射式太赫兹时域光谱装置获取垂直入射信号和从样品表面反射的太赫兹信号；分别获取入射信号与样品反射信号的峰值并计算入射波与反射波的能量比；借助于波阻抗计算物质的折射率；从样品反射信号中提取前两个峰的延迟时间，进而计算出陶瓷层厚度。本发明提出的方法无需制作标准试件和建立复杂的理论模型，能够为热障涂层陶瓷层的厚度提供一种操作简单、快速、无损的检测方式。
基于赫兹技术热障涂层陶瓷厚度测量方法

[发明专利]一种基于频域提离交叉点的脉冲涡流检测装置及方法-CN201811417996.0有效
发明人：范孟豹;闻东东;曹丙花;李威;薛志安;杨雪锋;王禹桥;许少毅;王垚;樊书琪;杨永艳 -专利权人：中国矿业大学
申请日： 2018-11-26 - 公布日： 2020-11-10 - 主分类号： G01N27/90 文献下载
摘要：一种基于频域提离交叉点的脉冲涡流检测装置及方法，属于电磁无损检测领域。所述脉冲涡流测厚方法具体步骤如下：首先，通过脉冲涡流检测装置获得不同提离距离和不同电导率下的标准试件的差分信号；然后再经过傅立叶变换获得频域实部谱信号，并提取出实部普中的频域提离交叉点；之后改变标准试件的厚度，获得不同厚度和不同电导率的频域提离交叉点；最后分别提取出频域提离交叉点处的幅值，并拟合出幅值随试件厚度变化的曲线；对已知电导率和未知厚度的被测试件进行相同的变换处理时，将获得的未知试件的频率提离交叉点幅值带入拟合曲线，即可获得被测试件厚度参数。优点：扩展了脉冲涡流提离交叉点信号特征的应用，提高了检测精度和可靠性。
一种基于频域提离交叉点脉冲涡流检测装置方法

[发明专利]轴承套圈的扫频涡流与巴克豪森噪声法的综合分选方法-CN201811170737.2有效
发明人：范孟豹;杨永艳;曹丙花;王翠平;石一;李威;杨雪锋;王禹桥;许少毅;雷颖 -专利权人：中国矿业大学
申请日： 2018-10-08 - 公布日： 2020-09-22 - 主分类号： G01M13/045 文献下载
摘要：本发明公开了一种轴承套圈的扫频涡流与巴克豪森噪声法的综合分选方法，包括以下步骤：1）通过检测信号发现两种常规检测法的检测优势；2）从两种方法的优势信号中提取出新的特征值电抗积分值和四次方均根FPM；3）将两个最优特征值做二维图；4）通过SVM算法对套圈分类；本发明基于涡流法和巴克豪森法的优点，通过提取电抗积分值和四次方均根FPM、加入合适的分类算法，解决了轴承套圈无损全检的问题，实现了合格、不合格和未热处理产品的准确分类,能满足工程实际中对产品检测的高效、准确需求。
轴承涡流巴克噪声综合分选方法

[发明专利]一种轴承外套圈硬度扫频涡流分选方法-CN201710806063.X有效
发明人：范孟豹;王翠苹;曹丙花;王亚清;李威;王禹桥;杨雪锋;雷颖;吴根龙;闻东东 -专利权人：中国矿业大学
申请日： 2017-09-08 - 公布日： 2019-11-26 - 主分类号： G01N27/02 文献下载
摘要：本发明公开了一种轴承外套圈硬度扫频涡流分选方法，包括以下步骤：1)选择一个硬度合格的轴承套圈作为基准试件；2)对基准试件以及待测试件编号处理；3)试验选取合适的扫频范围；4)涡流扫频并记录高精度硬度检测探头检测待测试件时的阻抗值Z_Ai＝R_Ai+X_Ai，以及探头检测基准试件时的阻抗信号：Z_1i＝R_1i+X_1i；5)差分处理得到阻抗相位角变化量ΔΦ_i；6)绘制f‑ΔΦ_i曲线；本发明通过扫频涡流技术获取不同硬度下轴承套圈的信号，然后通过分析信号确定涡流检测频率及信号特征，进而解决了具有不同硬度的热处理合格、热处理不合格以及未经过热处理的三类轴承套圈的无损鉴别问题。
扫频基准试件热处理待测试件轴承套圈探头阻抗涡流相位角变化量轴承外套圈差分处理分析信号过热处理涡流分选涡流技术涡流检测信号特征硬度检测阻抗信号下轴承检测套圈无损鉴别绘制试验记录

[发明专利]一种基于模型的导电结构厚度与电导率涡流检测方法-CN201711141445.1有效
发明人：范孟豹;王亚清;曹丙花;李威;王禹桥;杨雪锋;吴根龙;闻东东;王翠苹;雷颖 -专利权人：中国矿业大学
申请日： 2017-11-15 - 公布日： 2019-10-01 - 主分类号： G01D21/02 文献下载
摘要：本发明公开了一种基于模型的导电结构厚度与电导率涡流检测方法，包括以下步骤：（1）设计开始；（2）建立测量模型；（3）频率优化；（4）模型修正；（5）初始化参数及优化算法；（6）计算仿真值与实验值偏差；（7）判断是否满足终止条件；（8）输出电导率和厚度；（9）设计结束。本发明的方法不仅可以实现厚度和电导率的同时检测，同时通过引入修正参数减弱了线圈杂散电容对结果的影响，提升了检测精度。
一种基于模型导电结构厚度电导率涡流检测方法

[发明专利]基于太赫兹相移特征和粒子群算法的纸页定量检测方法-CN201611176535.X有效
发明人： 曹丙花;范孟豹;王伟;孙彦景;盛恒;李超 -专利权人：中国矿业大学
申请日： 2016-12-19 - 公布日： 2019-09-10 - 主分类号： G01N21/3586 文献下载
摘要：本发明公开了一种基于太赫兹移相特征和粒子群算法的纸页定量检测方法，主要包括以下步骤：制作纸页定量值标准样品，测量标准样品的太赫兹时域光谱，应用傅里叶变换获标准样品的太赫兹相移谱，采用粒子群算法进行频率选择，应用片最小二乘方法建立纸页定量值预测模型；然后测量待测纸页的太赫兹时域光谱，获得太赫兹相移谱后，应用上面建立的纸页定量值预测模型计算纸页定量值。该方法是基于太赫兹光谱新特征的纸页定量预测方法，属于无损检测的范畴，所选择的特征具有良好的抗噪声干扰能力，且预测准确性高，适用于纸页定量值检测，同时可以扩展到其他在太赫兹波段吸收较小的薄膜材料的厚度检测中。
基于赫兹相移特征粒子算法定量检测方法

[发明专利]一种矿用振动筛磁记忆检测方法-CN201510926839.2有效
发明人：范孟豹;闻东东;曹丙花;李威;李超;杨盼盼;王禹桥;杨雪锋;谢伟;盛恒;王琪;吴根龙;侯鹏磊;张振林 -专利权人：中国矿业大学
申请日： 2015-12-14 - 公布日： 2019-06-04 - 主分类号： G01N27/85 文献下载
摘要：本发明公开了一种矿用振动筛磁记忆检测装置，它包括：固定于滑移小车上的探头、信号调理电路、STM32F103C8芯片以及计算机；所述的探头与信号调理电路、信号调理电路通过STM32F103C8芯片与计算机相连；其中，所述的探头检测到振动筛构件引起的磁场信号变化，并将采集到的磁场信号变化转化为电信号，经过信号调理电路和STM32F103C8芯片输入计算机中进行检测分析；同时还公开了一种利用本装置的检测方法；本发明的装置和方法能够对可能产生裂纹的位置以及产生的早期微小疲劳裂纹进行精确诊断，并及时发现可能存在缺陷的位置，减少因构件失效引起的非计划性停产及不必要的人员伤亡，降低企业经济损失。
一种振动筛记忆检测装置方法

[发明专利]一种用于漏磁检测油气输送管道缺陷的探头随动装置-CN201910183513.3在审
发明人：范孟豹;王垚;曹丙花;樊书琪;李威;杨雪锋;王禹桥;许少毅 -专利权人：中国矿业大学
申请日： 2019-03-12 - 公布日： 2019-05-31 - 主分类号： F16M11/04 文献下载
摘要：本发明公开了一种用于漏磁检测油气输送管道缺陷的探头随动装置，包括探头、两个轴承座、轴承座连接架和气缸。所述两个轴承座分别设置在轴承座连接架的两端，所述气缸设置在轴承座连接架中部上方。所述探头两端设转轴，探头两端的转轴分别轴承装配在两个轴承座上。探头的两侧分别设置万向轮架，两个万向轮架呈八字形向外支撑，两个万向轮架的端部设万向轮。本发明装置，气缸或弹簧的压合和万向轮的引导作用配合消除了探头的高度上下抖动。探头两端的轴承装配结构，可以使得在工件螺旋前进有摆动情况下，探头本身位置可以随工件有一定幅度的转动，保证消除由于单一摆动引起的位置偏移。
探头轴承座万向轮架连接架气缸探头随动装置油气输送管道漏磁检测万向轮摆动轴承装配结构两端设转轴螺旋前进位置偏移引导作用轴承装配八字形外支撑抖动弹簧压合转轴转动配合保证

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