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[发明专利]一种基于兰姆波的无线单工通信装置和方法-CN201710231098.5有效
发明人：芮小博;李一博;曾周末;刘圆圆;封皓;黄新敬 -专利权人：天津大学
申请日： 2017-04-11 - 公布日： 2019-06-21 - 主分类号： H04B1/40 文献下载
摘要：一种基于兰姆波的无线单工通信装置和方法。装置包括传感器数据处理模块、信号驱动电路、激发换能器、金属薄板件、接收换能器、信号处理电路和上位机；本发明效果：以金属薄板件中的兰姆波作为信号的载体，能够以无线的方式进行单工通信，可在电磁屏蔽场合使用，降低了传统金属结构健康监测传感器系统的布线及维护成本，提高了系统的稳定性。压电陶瓷换能器作为主要组成部分，换能效率高，体积小，成本低。以属于超声导波的兰姆波作为信号载体，因此能量衰减小传递效率高，可以在远距离进行传输。
一种基于兰姆波无线通信装置方法

[发明专利]一种磁记忆多提离值管道内检测系统及其检测方法-CN201610079385.4有效
发明人：陈世利;杨雨涵;黄新敬 -专利权人：天津大学
申请日： 2016-02-04 - 公布日： 2019-04-30 - 主分类号： G01N27/83 文献下载
摘要：本发明公开了一种磁记忆多提离值管道内检测系统及其检测方法，检测系统是在底座上环形均布多个采用柔性铰链平行四杆机构的弹性组件，每个弹性组件末端嵌装磁路模块，磁路模块包括提离值逐级相差等值的多级磁场传感器；检测方法是以检测里程为横轴、磁场强度为纵轴得到多级磁场信号曲线，然后横轴上平移得到不同提离值下对应于相同位置的磁场信号曲线，再对相邻两条磁场信号曲线做差，最后对差值数据求方差，方差曲线上出现尖峰的位置即为焊缝位置或缺陷位置。本发明能够防止因管道内感应磁场不平滑造成缺陷位置的误判与漏判，有效提高诊断的分辨力和检测精度；并且对后期数据的处理难度变小，检测方法省时省力，非常适用于管道内检测器的应用。
一种记忆多提离值管道检测系统及其方法

[发明专利]一种管道异常点的快速检测方法-CN201610485906.6有效
发明人： 黄新敬;李健;陈世利;张宇;曾周末 -专利权人：天津大学
申请日： 2016-06-22 - 公布日： 2019-01-15 - 主分类号： F17D5/02 文献下载
摘要：本发明公开了一种管道异常点的快速检测方法，所述快速检测方法包括以下步骤：将三分量磁传感器和加速度传感器固定在球形内检测器里的任意位置，将球形内检测器投管巡检，测量管道内磁场和加速度，巡检完毕，将球形内检测器记录的磁场信号下载到上位机，进行数据处理；利用加速度信号的数据子集构建的转换矩阵；利用磁场信号、转换矩阵对旋转磁场做坐标变换；利用转换后的磁场来识别管道的弯头、环焊缝、应力集中、阀室、划痕、打孔盗油阀异常点。本发明特别适用于海底管道，且实时便捷，检测周期短，<48小时/100km。利用该方法已经在成品油管道上识别出了部分异常点。
一种管道异常快速检测方法

[发明专利]一种海底管道三维地理坐标测量方法-CN201610478552.2有效
发明人： 黄新敬;陈世利;李健;张宇;曾周末 -专利权人：天津大学
申请日： 2016-06-22 - 公布日： 2018-12-18 - 主分类号： G01C21/16 文献下载
摘要：本发明公开了一种海底管道三维地理坐标测量方法，所述测量方法包括以下步骤：将三分量磁传感器和加速度传感器固定在球形内检测器里的任意位置，将球形内检测器投管巡检，测量管道内磁场和加速度，巡检完毕，将球形内检测器记录的磁场信号下载到上位机，进行数据处理；计算球形内检测器里程；构建转换矩阵；对磁场做坐标变换；求解第j个数据子集所对应的管道的3D走向；计算管道3D地理坐标，利用管道端点3D地理坐标对初步计算的管道3D地理坐标进行校准。本发明实现了在没有任何辅助定位方法(如GPS、地面标记器)的前提下，利用球形内检测器进行全管线、短周期、低成本、便捷的海底管道三维地理坐标测量。
一种海底管道三维地理坐标测量方法

[发明专利]一种汽车发动机缺缸故障诊断方法-CN201810283390.6在审
发明人：李一博;郑晓雷;芮小博;刘悦;沙洲;高远;黄新敬;封皓;卢连朋 -专利权人：天津大学
申请日： 2018-04-02 - 公布日： 2018-10-26 - 主分类号： G06K9/62 文献下载
摘要：一种基于时域峭度融合小波包能量熵的汽车发动机故障诊断方法。其包括采集汽车发动机正常和缺缸工况下的振动信号并进行时域统计量特征提取:利用小波包变换的信号处理方法对上述振动信号进行频域特征提取：将峭度指标与小波包能量熵进行融合，得到特征向量:建立基于支持向量机的分类模型，并利用上述获得的特征向量对分类模型进行训练和测试，由此实现对汽车发动机单缸断火故障的诊断等步骤。本发明提供的汽车发动机缺缸故障诊断方法具有如下有益效果：能够对汽车发动机常见故障中的缺缸故障进行重点分析，可对汽车发动机典型故障实现充足的、有效的特征量提取和准确率较高的故障类型识别。
汽车发动机故障诊断分类模型特征向量振动信号能量熵小波包峭度故障类型识别特征量提取小波包变换支持向量机典型故障频域特征特征提取信号处理融合统计量准确率断火时域采集测试诊断分析

[发明专利]一种磁铁耦合双悬臂梁振动能量收集装置-CN201810374243.X在审
发明人：芮小博;李一博;曾周末;刘悦;郑晓雷;封皓;黄新敬 -专利权人：天津大学
申请日： 2018-04-24 - 公布日： 2018-08-31 - 主分类号： H02N2/18 文献下载
摘要：一种磁铁耦合双悬臂梁振动能量收集装置。其包括振动结构、外框架、紧固件、上悬臂梁、上压电材料块、质量块、上悬臂梁磁铁块、下悬臂梁、下压电材料块、下悬臂梁磁铁块；本发明效果：以双悬臂梁为基础能量收集结构，与其他方法相比，结构设置及设计简单，易于制作及维护。设置两个悬臂梁进行能量收集，可以通过上悬臂梁附加质量块使二者的共振频率不同,从而达到多共振频带的有益效果。以磁铁耦合引入非线性力，与同尺寸无磁铁悬臂梁相比，大大提高了能量收集效率与带宽，且可使两个悬臂梁的拓宽频带有重合,以增大输出适应更复杂的工况。
磁铁上悬臂梁双悬臂梁耦合悬臂梁振动能量收集装置压电材料块下悬臂梁磁铁块质量块能量收集效率非线性力共振频带共振频率基础能量结构设置能量收集收集结构振动结构紧固件外框架重合带宽输出引入制作维护

[发明专利]一种磁铁耦合式宽频带压电振动能量收集装置-CN201810181274.3在审
发明人：芮小博;李一博;曾周末;郑晓雷;刘悦;封皓;黄新敬 -专利权人：天津大学
申请日： 2018-03-06 - 公布日： 2018-07-31 - 主分类号： H02N2/18 文献下载
摘要：一种磁铁耦合式宽频带压电振动能量收集装置。其包括振动结构、外框架、紧固件、悬臂梁、压电材料块、质量块、悬臂梁磁铁块和辅助磁铁块；振动结构为振动源；外框架底面通过紧固件固定在振动结构表面；悬臂梁一端连在悬臂梁一侧，另一端为自由端；压电材料块设在悬臂梁顶面上靠近固定端的部位；质量块和悬臂梁磁铁块设在悬臂梁顶面和底面上靠近自由端的部位；辅助磁铁块设在外框架底面上位于悬臂梁磁铁块正下方的部位。本发明效果：以悬臂梁为基础能量收集结构，附加质量块与磁铁，结构简单，易于设计与制作，成本低。以磁铁耦合引入非线性力，提高了能量收集效率，在同等激励条件下可获得更大输出功率。提高了传统方法带宽，可适应更复杂工况。
悬臂梁磁铁振动结构磁铁块外框架质量块压电振动能量压电材料块辅助磁铁收集装置紧固件宽频带耦合式能量收集效率大输出功率非线性力复杂工况基础能量激励条件收集结构耦合振动源自由端底面顶面带宽引入制作自由

[发明专利]一种基于兰姆波的无线供能装置和方法-CN201710108153.1在审
发明人：芮小博;李一博;曾周末;刘圆圆;封皓;黄新敬 -专利权人：天津大学
申请日： 2017-02-27 - 公布日： 2017-06-13 - 主分类号： H02J50/15 文献下载
摘要：一种基于兰姆波的无线供能装置和方法。装置包括信号发生器、电压放大器、激发换能器、金属薄板件、接收换能器、能量采集电路和储能元件；本发明效果以金属薄板件中的兰姆波作为能量的载体，能够以无线的方式进行能量传输，对金属薄板件上的结构健康监测传感器供电，降低了传统传感器系统的布线及维护成本，提高了系统的稳定性。压电陶瓷换能器作为主要组成部分，换能效率高，体积小，成本低。因为通过主动激发的方式进行，兰姆波频率可以与激发与接收换能器的共振频率接近，大大提高了传统方法的效率。以属于超声导波的兰姆波作为能量载体，因此能量衰减小传递效率高。因为发射采用连续模式，无需考虑兰姆波的频散效应。
一种基于兰姆波无线装置方法

[发明专利]基于分布式光纤传感器的输油管道内检测器跟踪定位方法-CN201410486865.3无效
发明人：陈世利;王冬祥;封皓;郭世旭;黄新敬 -专利权人：天津大学
申请日： 2014-09-22 - 公布日： 2015-01-07 - 主分类号： F17D5/02 文献下载
摘要：本发明公开了一种基于分布式光纤传感器的输油管道内检测器跟踪定位方法，本发明涉及输油管道内检测器跟踪定位领域，所述方法包括：以铺设在输油管道附近的光缆中的分布式光纤作为传感器，拾取输油管道内检测器运动过程中产生的振动信号；终端计算机根据所述振动信号实现对管道内检测器的跟踪定位。本方法简单，在铺有光缆的管线上，以光缆中光纤作为传感器，不需要沿管线放置地面标记器、GPS模块等设备来辅助跟踪定位；系统稳定，系统需要的设备，如计算机、激光光源等设备都放在终点站室内，相比采用声发射法、磁信号发射法、放射源发射法、电磁脉冲发射法等环境有利于设备长时间稳定地工作。
基于分布式光纤传感器输油管道检测器跟踪定位方法

[发明专利]一种管道环焊缝识别定位方法-CN201310289829.3有效
发明人：陈世利;印和;李健;李一博;黄新敬 -专利权人：天津大学
申请日： 2013-07-11 - 公布日： 2013-10-23 - 主分类号： G01B7/00 文献下载
摘要：本发明公开了一种管道环焊缝识别定位方法，上位机计算每个焊缝出现的位置序列{sb}，并获取焊缝位置归一化序列{sc}；获取磁场小波序列、加速度小波序列和声音小波序列；对加速度小波序列和声音小波序列进行降采样，并计算总小波序列；计算两个焊缝之间的平均采样点数E以及低通滤波器的截止频率；将总小波序列通过截止频率为fbs的β阶低通滤波器滤波，得到平滑的小波序列，将峰值出现的时刻作为焊缝出现的时刻；将所有焊缝出现的时刻按先后顺序排列获取焊缝定位时刻序列，并作归一化处理得到归一化焊缝定位时刻序列。本方法提高了对管道环焊缝的识别率和定位精度，降低了功耗和定位成本，扩大了实际应用中的范围。
一种管道焊缝识别定位方法

[发明专利]一种海底管道掩埋状况检测方法-CN201310234734.1有效
发明人：陈世利;徐天舒;靳世久;李一博;黄新敬 -专利权人：天津大学
申请日： 2013-06-13 - 公布日： 2013-09-04 - 主分类号： G01V1/28 文献下载
摘要：本发明公开了一种海底管道掩埋状况检测方法，所述方法包括：利用快速傅里叶变换后的分组声音数据制作数组子集的频谱图；通过频谱图制作频谱分布的统计直方图；设定分组声音数据的比较间隔，将下标差为Δl的分组声音数据对应的直方图向量相减并求其模的平方，得到差值数据序列；通过所述差值数据序列和管道掩埋过渡段声音数据采样点数获取拟合结果函数，并进行峰值检测；对与峰值对应的统计直方图进行判断，进而识别管道的掩埋状况。本方法缩短了检测周期，降低了检测难度和成本，并且较为精确的给出管道完全掩埋和裸漏状态的判断标准，施工人员可以及时的发现管道裸漏，避免了经济上的损失，满足了实际应用中的多种需要。
一种海底管道掩埋状况检测方法

[发明专利]一种油气管道环焊缝识别定位方法-CN201310175601.1有效
发明人：陈世利;赵吉波;李健;李一博;黄新敬 -专利权人：天津大学
申请日： 2013-05-13 - 公布日： 2013-08-14 - 主分类号： G01B7/00 文献下载
摘要：本发明公开了一种油气管道环焊缝识别定位方法，上位机获取焊缝位置归一化序列和每层小波分解系数，对每层小波分解系数取平方做和，得小波序列；计算两个焊缝之间的磁场平均采样点数；通过小波序列和磁场平均采样点数获取拟合结果函数，根据预设规则进行峰值检测；将所有焊缝出现的时刻按先后顺序排列获取焊缝定位时刻序列，并作归一化处理得到归一化焊缝定位时刻序列；对归一化焊缝定位时刻序列进行补充遗漏焊缝时刻的处理；对归一化焊缝位置序列进行剔除多余错误识别焊缝位置的处理。本方法不需要与管壁接触，对内检测器的运动状态无特殊要求，与输运的油品种类无关，应用方便灵活；通过对遗漏和错误识别的焊缝进行特殊处理，识别率可达100%。
一种油气管道焊缝识别定位方法

[发明专利]一种用于海底管道的内检测系统及其检测方法-CN201310174830.1有效
发明人：靳世久;黄新敬;陈世利;李健;李一博 -专利权人：天津大学
申请日： 2013-05-13 - 公布日： 2013-08-14 - 主分类号： F17D5/02 文献下载
摘要：本发明公开了一种用于海底管道的内检测系统及其检测方法，系统包括：支撑架内部设置有电子密封舱，支撑架上设置有环形分布的支撑滚轮阵列、里程轮、压力传感器、温度传感器和声音传感器。方法包括：内检测系统连接至上位机，下载各个传感器采集的信号，对信号进行滤波降噪处理；计算任意时刻t时，内检测系统行驶过的里程、内检测系统的轴线分别与当地地磁场和当地重力加速度的夹角，通过夹角获取内检测系统轴线方向向量；获取任意时刻内检测系统位置；通过对比处理后的声音信号、压力信号、温度信号，判断管道是否存在泄漏，并估计泄漏量的大小。本发明实现了对微小泄漏的检测，提高了检测精度、降低了检测的难度和成本，并且缩短了检测周期。
一种用于海底管道检测系统及其方法

[发明专利]一种基于焊缝识别的管道泄漏定位方法-CN201210468462.7有效
发明人：陈世利;王正锋;郭世旭;黄新敬;高春倩 -专利权人：天津大学
申请日： 2012-11-19 - 公布日： 2013-03-20 - 主分类号： F17D5/02 文献下载
摘要：一种基于焊缝识别的管道泄漏定位方法，通过管道内检测器进行定位，所述方法包括以下步骤：通过所述管道内检测器获取声音信号、磁信号和时间信息并存储；对所述声音信号、磁信号和所述时间信息进行处理，分别绘制声音信号和磁信号幅值与时间关系图并获取泄漏引起的声音异常信号对应的时间点t，融合从磁信号提取的焊缝信息确定输油管道的泄漏点及其位置。该方法针对传统管道泄漏检测方法的不足，实现对微小泄漏的高精度定位检测。
一种基于焊缝识别管道泄漏定位方法

[发明专利]一种管道走向的检测方法-CN201210469601.8有效
发明人：陈世利;高春倩;郭世旭;黄新敬;王正锋 -专利权人：天津大学
申请日： 2012-11-19 - 公布日： 2013-03-13 - 主分类号： F17D5/02 文献下载
摘要：一种管道走向的检测方法，包括：通过球形内检测器获取加速度信号、角速度信号、地磁场信号及时间信息；对所述加速度信号、所述角速度信号和所述地磁场信号进行处理后，分别获取加速度信号幅值与时间的关系图、欧拉角幅值与时间的关系图和磁场信号幅值与时间的关系图；通过所述加速度信号幅值与时间的关系图、所述欧拉角幅值与时间的关系图和所述磁场信号幅值与时间的关系图确定输油管道的各段走向。本方法有效的避免了扫描盲区，使检测更加方便、快速，检测精度更高；适用于对海底管道和复杂管网环境下的管道检测，扩大了实际应用中的范围。
一种管道走向检测方法