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中国测试 2019年第05期杂志 文档列表

中国测试杂志测试理论

基于深度学习的机器视觉目标检测算法及在票据检测中应用1-9

摘要：基于深度学习的目标检测是机器视觉应用的重要方面。该文系统总结基于区域候选的目标检测算法、基于回归方法的目标检测算法及其他优化算法的算法思想、网络架构、演进过程、技术指标、应用场景,指出在机器视觉系统应用中,应充分考虑检测对象、检测精度、实时性能要求,结合不同目标检测算法特点,选择最合适的检测算法。最后,面向票据检测需求,分析目标检测算法在票据图像位置检测、防伪特征检测、文本信息检测中的应用。

基于EKF的地磁/陀螺信息融合姿态测量算法研究10-16

摘要：针对智能弹药机动飞行中仅利用地磁信息制导时无法实现全姿态角解算的问题,提出一种采用三轴陀螺仪角速率信息辅助三轴磁传感器信息进行弹体姿态角解算的 EKF 融合算法。算法利用磁传感器测量模型和四元数微分方程建立观测方程和状态方程,并分别对非线性的系统进行线性化得到卡尔曼滤波方程。通过在高速飞行仿真转台上进行半物理仿真试验,最终全姿态角的解算实现对地磁/陀螺信息的融合。经过对仿真信号的处理,在弹体俯仰角±30°变化的情况下,该 EKF 融合算法解算滚转角和俯仰角比传统单纯依靠地磁信息进行滚转角和俯仰角解算的精度提高近一个数量级,并且解算偏航角误差在 1°以内。

基于条件随机场的钢箱梁正交异性板疲劳微裂纹检测17-25

摘要：钢箱梁正交异性板在桥梁建设中应用广泛,对此类结构疲劳损伤进行无损检测并发现病害特征,有利于及时的进行现场维修加固。该文使用高倍数显微相机进行疲劳微裂纹的检测,提出基于条件随机场(CRFs)的金属疲劳微裂纹检测算法,该方法使用单个像素的表观特征来进行裂纹判别,同时也考虑其他像素标注值间的影响,从而很好地抑制离散噪音点。通过多种表观特征和机器学习方式自动识别出区分性最强的特征从而加以选择使用。实验结果表明,基于 CRFs 模型的裂纹检测方法对于试件 6~16 万次的图像裂纹宽度测量与人工测量值非常接近,这为钢箱梁正交异性板疲劳损伤快速检测提供可靠的分析手段。

中国测试杂志测试方法

反向钻孔法应用于工件内表面残余应力测量的研究26-32

摘要：针对现有应力测试难以准确获得工件内壁应力的问题,该文提出于内壁贴片测应变,由外壁钻入的反向钻孔法。应用有限元数值模拟反向钻孔过程,借助生死单元技术获得反向钻孔法测试所需要的应变释放系数 a,b;对比反向钻孔法、盲孔法和 X 射线衍射法对不同厚度钢板的同一测点测得的残余应力结果,以验证反向钻孔法的可行性和可靠度。模拟结果发现,a,b 系数与样品壁厚、孔径、剩余钻深均有关系,对此进一步归纳出适用于标准 ASTME837 中 A、B 型应变片的 a,b 系数赋值表。实验结果显示,不同测试方法间虽由于测试范围不同而存在差异,但大部分测试结果保持一致。综合模拟与实验结果,通孔法可以改善原先工件内壁应力测试难的问题,并提高内壁应力的测试精度。

基于灰度的亚像素插值视觉测量方法33-37

摘要：针对现有视觉测量中的检测代价高,精度低和速度慢问题,该文提出一种基于计算机机器视觉的紧密内插值亚像素测量方法。该方法基于线性插值算法的原理,结合常规边缘检测方法和图像的灰度曲线图,利用阈值分割和标准长度进行亚像素自适应阈值选择。为验证该方法的有效性,对标准量块长度进行测量实验,并分析测量系统的误差影响因素。相比于传统的 Canny 算子方法检测结果,该方法的平均测量准确度提升 46.2%。实验结果表明该算法的测量精度较高,可以快速、精确地测量出物体的几何尺寸。

带有槽缺陷游乐设施用Q235圆管构件弯曲破坏声发射特性38-42

摘要：为研究带有槽缺陷游乐设施用 Q235 圆管构件破坏时声发射特性,利用声发射技术监测其三点弯曲破坏过程。通过对载荷时间曲线与声发射相对能量、幅度、振铃计数特征参数历程图的综合分析,可将其破坏过程划分为3 个阶段。该过程声发射信号幅值主要集中在 40~70 dB 之间,且随缺陷长度增加,超过 70 dB 信号振铃计数明显增多,典型阶段特征参数峰值增大。相对能量持续时间历程图中高持续时间、低能量信号来自于加载过程中的噪声干扰。声发射特征参数将缺陷微小变化对构件整体性能的影响量化,历程图变化与力学行为一一对应,建立声发射特征信号与弯曲力学性能和缺陷长度的联系,为声发射监测游乐设施损伤的判定提供依据。

轻型四旋翼无人机声场特性研究43-46

摘要：无人机声场特性直接反映无人机飞行过程中的稳定性和其他相关特性,该文通过构建测试平台对轻型四旋翼无人机在不同电流、距离下的声场进行测试;并对固定飞行高度下的无人机声场频率进行试验。试验结果表明:无人机声压强度与声音的传播距离呈对数关系;随着电流的增加,声压衰减系数逐渐减小;在无人机声场衰减模型中常数项基本保持不变,且只和环境相关。同时无人机飞行中声场频率集中在 10 kHz 左右;随着声场传播距离的增大,无人机声压剧烈减少。该研究可为无人机的相关研究与发展提供理论和实践的依据。

碳纤维编织复合材料弯曲损伤破坏声发射监测47-53

摘要：为研究碳纤维编织复合材料的弯曲损伤与破坏行为,结合声发射(AE)与数字图像相关(DIC)方法互补实验技术,对复合材料在四点弯曲载荷作用下的失效过程进行监测,动态获取 AE 特征信号和对应的散斑图像,并根据DIC 算法得到复合材料在加载过程中的全场变形和应变。结果表明:AE 信号在碳纤维编织复合材料中近似呈指数衰减,与谐振式 AE 传感器相比,宽频带式 AE 传感器表现出更好的测量性能;复合材料弯曲加载前期,无明显损伤出现,AE 信号较少,对应的位移场和应变场变化平稳;复合材料弯曲破坏对应较高持续时间、幅度和相对能量的AE 信号。复合材料损伤演化过程的 AE 响应行为及对应位移场、应变场的变化反映复合材料的变形与损伤破坏过程,为碳纤维编织复合材料的无损评价、健康监测与失效分析提供借鉴。

天线反射体的空间几何关系精密测量54-59

摘要：采用数字工业摄影测量技术对天线反射体的空间几何关系进行精密测量和调整,并应用公共点坐标转换方法统一测量和调整过程中的坐标系。公共点坐标转换准确度可达±0.1 mm。天线主反射面表面准确度优于±0.26 mm,副反射面中心位置准确度优于 0.7 mm,高度位置准确度优于 0.5 mm 时,某 13 m 口径抛物面天线接收和发送频率为 f=19.6 GHz 的 Ka 频段电磁波信号,天线反射体的电性能测试满足指标需求。与传统的天线反射体测量和调整方式相比,省去通过天线接收卫星信号扫描方向图调整副反射面姿态的大量工作,具有高准确度、高效、高可靠性等特点。

发电机出线裸导体电磁-热防护研究60-65

摘要：该文以发电机出线裸导体及其周围的钢架结构为研究对象,研究出线裸导体的交流磁场对周围钢架结构的磁场热效应。基于多物理场有限元分析的方法,首先建立发电机出线导体及周围钢架结构的电磁场模型,定量分析产生的涡流损耗;其次通过电磁场和温度场耦合的方法,将涡流场中产生的损耗作为热源导入热力学模型,建立钢架结构的热力学模型,定量地分析出线导体对周围钢架结构的热磁影响,得出出线小间的温度分布。根据分析结果,为发电机出线导体及其周围钢结构的设计提出相应的防护措施,解决出线小间局部过热问题,使设备运行参数达到设计标准。

云南凤庆大叶种晒青茶茶多酚提取工艺优化及抗氧化研究66-73

摘要：以云南凤庆大叶种晒青毛茶为原料,在单因素实验的基础上,通过 Box-Behnken 实验设计及响应面分析法,研究乙醇浓度、液料比、提取温度、提取时间对晒青毛茶茶多酚提取率的影响,同时通过超氧阴离子、羟基自由基和DPPH 自由基的清除能力评价晒青毛茶茶多酚的抗氧化性能。结果表明,0.2 g 茶粉在固定超声波功率为 160 W 下,预测最佳提取工艺为:乙醇浓度 60.01%,液料比 49.28∶1 mL/g,超声时间 25 min,超声温度 30 ℃,总多酚得率为19.905%(验证值为 19.83%)。云南大叶种晒青毛茶茶多酚具有很强的抗氧化能力,对超氧阴离子、羟基自由基、DPPH 自由基清除的 IC50 值分别为 7.96 μg/mL、7.22 μg/mL、0.433 μg/mL。

基于多层感知器-Fisher判别分析的车用保险杠红外光谱鉴别74-78

摘要：利用光谱检测和数据分析实现不同种类汽车保险杠碎片的快速无损检测和精确识别与分类具有重要的意义,采集 8 个品牌共计 38 个汽车保险杠碎片的红外谱图,预处理采用自动基线校正、峰面积归一化、多元散射校正和 Savitzky-Golay 平滑,通过小波阈值进行去噪处理,借助主成分分析(PCA)提取特征变量,建立基于多层感知器(MLP)的 Fisher 判别分析(FDA)分类模型。实验结果表明:数据在 20 维矩阵上特征提取最好,包含的信息量足够大,MLP 模型对样本种类的识别准确率为 74.70%,在 20 维特征数据上构建 FDA 模型,求得 Z1 和 Z2 判别函数式以及各样本分布散点图,其中 35 个样本实现了正确的区分和归类,分类准确率为 92.1%,相比较单一 MLP 模型,MLP-FDA 区分能力更强、精度更高。综上,将红外光谱技术与 MLP-FDA 模型结合可以实现对车用保险杠碎片的快速无损鉴别,且模型检测精度高,方法具有普适性和借鉴意义。

基于紫外可见吸收光谱的水质检测算法研究79-84

摘要：为实时有效地检测地表水中硝酸根离子和亚硝酸根离子的变化过程,提出一种基于紫外可见吸收光谱的水质检测算法。针对水质光谱数据受到干扰易出现波动误差的问题,采用小波变换对其进行分解以滤除高频噪声,并通过主成分分析对数据特征进行降维以防止模型复杂度较高导致过拟合。水质光谱数据经预处理后采用支持向量机对其进行建模,通过非线性自适应调整变异收缩因子对差分进化算法进行改进,并采用改进差分进化算法对水质预测模型进行参数优化。通过与采用其他常用算法所建模型进行对比分析,实验结果表明:基于该算法所建的硝酸根离子和亚硝酸根离子模型具有更高的预测精度,且其能够以更快的收敛速度使模型达到全局最优。

微波消解-ICP-MS法测定土壤及耕作物小麦中的8种重金属元素85-92

摘要：建立微波消解-电感耦合等离子体质谱(ICP-MS)法同时测定土壤及对应耕作物小麦中8 种重金属元素(Cr、Ni、Cu、Zn、As、Cd、Hg、Pb)含量的方法,比较不同的酸消解体系对土壤消解效果的影响。通过优化仪器参数、选择103Rh 作单一内标元素校正土壤基体的干扰及仪器信号漂移,并编辑校正方程消除质谱干扰等,实现对土壤、小麦籽粒及小麦粉中重金属元素的准确测定。结果表明:以HNO3-H2O2-HF(5∶2∶2)为消解液体系微波消解土壤时,样品消解完全且效果最佳;各元素均呈现良好的线性关系,相关系数(r2)≥0.999 5;检出限在0.005~0.15 μg/L 之间。土壤标准物质GBW07454(GSS-25)和小麦标准物质GSB10046(GSB-24)的测定值与标准值吻合,加标回收率在93.4%~103.6%范围内,方法精密度和准确度高。实际样品结果显示,土壤中Cd、Pb 达到3 级中污染水平;对应小麦籽粒和小麦粉中重金属元素与土壤存在一定的同源性,重金属元素更易富集于小麦籽粒中,其中Cd 污染最严重。

中国测试杂志测试仪器

滚筒反力式制动检测台动态校准研究93-97

摘要：针对滚筒反力式制动检测台传统检定方法的不足进行动态校准技术研究,设计开发一套基于离心式动态力标准机的制动台校准装置,该装置由伺服电机驱动多组离心机构做圆周转动,将可溯源的向心力集中输出,以此作为参考制动力加载到制动检测台,进行工况条件下动态校准。通过制动检测台现场实验,研究校准装置和制动检测台的测量重复性与动态特性,分析相关数据和结果。研究发现:离心式动态力标准机在阶跃激励下能在 200 ms内最大输出 3.8 kN 力,力值标准差不大于 5.0 N 或小于 1%,动态力响应曲线有 13%~19%超调量;制动检测台的测量结果重复性较差,在力值上升阶段最大标准差达到 280 N,终值阶段的标准差亦达到 3%,而且测量值曲线的超调量只有 1%~2%,峰值时间滞后约 100 ms。研究表明,制动检测台数据处理存在过度平滑的失真。

大容量高速逆流色谱仪分离柱结构设计与优化98-104

摘要：为得到高效、快速、制备量大的分离效果,设计一种大容量高速逆流色谱仪分离柱结构。并使用 ANSYSWorkbench 建立有限元模型,进行静力学分析及模态分析,验证设计的合理性及实用性;再利用响应曲面优化算法,选定分离柱的 3 个关键尺寸作为设计变量,最大等效应力、最大总变形量和模型质量作为优化目标,对优化目标设置条件约束,经过计算得到较为合理的分离柱结构,最后进行疲劳分析校准。整个分析过程可确保该结构设计的可靠性,为后续进行高速逆流色谱仪整机的结构与优化设计提供参考。

小型智能旋转弹测试系统研究105-109

摘要：为解决传统弹载测试存储分系统的固定分区或不分区方法导致系统存储空间利用效率低、不能满足被测弹飞行轨迹等运行参数长时间记录需求和有效数据不能快速提取的问题,综合利用结构隔离分区保护技术、FPGA 可变分区存储技术以及上位机信息交互技术,开发一种小型智能旋转弹测试系统。实验证明,该测试系统可工作在高过载、超高旋速等恶劣环境,可利用有限存储空间完成大数据长时间存储,且能快速提取有效被测弹运行参数,为小型智能旋转弹测试研究奠定了基础,具有一定工程实用价值。

不同安装条件下涡街流量计流场特性的数值仿真研究110-115

摘要：为研究不同管道条件对涡街流量计测量结果及内部流场产生的影响,该文针对 2 种不同直管段长度时涡街流量计的旋涡脱落频率进行仿真计算与实验测试,结果显示仿真计算与实验测试结果具有较好的一致性,验证数值仿真用于涡街流量计流场分析的可行性。在此基础上,对上下游直管段长度不足、上游有单个 90°弯头、下游有单个 90°弯头这 3 种管道条件下共 13 种不同长度情况对应的涡街流量计的流场特性进行了仿真计算,结果表明,前端直管段长度的减少对测量结果的影响较后直管段更为明显;信号强度与直管段长度没有直接关系;前端有弯头时,频率值大幅降低,最大误差达 60.62%,弯头离旋涡发生体越近,降幅越大;后端有弯头对测量结果影响相对较小,最大误差为 13.23%。