分析了影响时差定位法精度的主要因素,将线性神经网络方法和模态声发射理论应用于突发声发射定位中,并在板结构上进行实验验证。实验结果表明,达到了精确定位的预期要求,定位不确定度由1.89%降至0.45%,较好地满足了工程实际需要。该方法不仅适用于突发声发射时差定位,也为连续声发射时差定位奠定了基础。

针对机械结构安全运行的需要,进行机械结构液体层厚度超声谐振测量方法研究。基于垂直入射纵波在三层介质中传播的连续模型,通过对不同厚度液体层超声反射系数分析,提出一种基于超声反射系数谐振频率的液体层厚度测量方法。在对超声谐振测量系统进行标定的基础上,进行机械结构液体层厚度超声谐振测量试验研究,同时研究了3层介质的声学特性对液体层超声反射系数及厚度测量的影响。结果表明,液体层反射系数的谐振频率能够表征其厚度。在对测量系统进行标定的基础上,测量误差基本保持在5%以内。液体层两侧介质材料的变化对液体层的测量基本没有影响,但液体层介质材料的变化将对测量系统产生影响,需要重新对测量系统进行标定。

针对传统声发射源定位中,声发射信号到达传感器的时间受设定门槛电压影响很大,导致声发射源定位效果较差,提出了一种声发射源定位新方法.根据模态声发射理论,携带声发射源信息的声发射信号在结构中传播过程中,具有频散现象和多模态特性.因此,声发射源定位应基于同一频率下、同一模态导波到达各个传感器的时间和传播速度.通过对声发射信号进行Gabor小波变换的方法,在时频空间内确定某一频率下某一模态导波到达传感器的时间;并通过数值计算得到该频率处模态导波的群速度,从而实现声发射源的准确定位.通过薄板中声发射线源定位试验,证明了该定位算法的有效性.

在一定条件下，超声导波检测试验中的压电陶瓷片可以作为一种表面波天线生成电磁波。将表面波天线技术应用于结构的超声导波检测，并将表面波天线接收信号与压电陶瓷片接收信号进行对比，两者完全吻合，表明表面波天线可以有效接收到超声导波检测信号。同时，对表面波天线位置对接收信号的影响进行了试验研究，发现天线处于不同位置时，接收信号在时间轴上完全吻合，且当其与试件距离不变时，接收信号无明显变化，符合表面波的传播特性。

针对在不具备直管段安装条件时,如何合理地选取多声道超声流量计的声道数量、测量断面及安装角度,本文从数学建模、误差分析、数值计算仿真与试验分析等方面,对DN400多声道超声流量计在弯管中的适应性进行了综合研究。利用高斯-雅克比数值积分法,给出了试验数据处理与数值仿真的数学模型,并分析了模型误差及横流的影响,提出利用双断面测量可减小横流的影响,并在数值仿真和试验中得到了验证。通过对声道数量、测量断面、安装角度进行数值仿真和试验表明,安装角度对低流速测量影响显著,最佳安装角应为0°;高流速测量应选用双断面,可根据测量精度的要求选用8声道或18声道。仿真结果与试验结果得到了很好的吻合,为进一步指导试验奠定了理论基础。

声发射检测的目的是获得声发射源的有关信息(如声发射源的特征和位置等).管道泄漏声发射信号既携带结构的某些特征信息(泄漏孔大小和位置等),同时又有很大的随机性和不确定性,属于一种非平稳随机信号.在分析管道泄漏声发射信号特点基础上,着重对管道声发射泄漏检测技术及信号处理方法的最新研究进展进行了回顾.模态声发射能够解决常规声发射技术发展中的问题,是一种潜在的能够实现管道泄漏定量检测的方法.

为了减少多模态现象对超声导波检测的影响，设计制作了偏聚氟乙烯（PVDF）梳状传感器，在薄钢板中进行超声导波检测试验研究。结果表明，这种传感器可以实现单一模态超声导波的激励与接收，并可实现薄钢板表面污物的检测。