运用ANSYS有限元软件建立超声液位传感器有限元模型，利用其谐波响应、瞬态响应分析技术分析了超声液位传感器声学特性．阐明了超声液位传感器声学特性分析的有限元理论，给出了建模过程若干关键问题的解决方法．研究了保护膜厚度、材料及压电元件的电学品质因数对传感器声学特性的影响，并通过实验验证了谐振频率和最大发射电压响应的仿真计算结果的合理性．由此可见，所建立的分析模型可较准确地对超声液位传感器的声学特性进行仿真模拟，为该传感器的优化设计提供了一种有效的方法．

利用超声波在传播过程中遇障碍物会产生散射信号的特性进行微粒检测时，超声换能器的设计非常关键．通过对平面圆形活塞声源和凹球面聚焦声源的轴向声场分布比较分析，完成了超声微粒换能器的选型；基于一个假设的应用实例，对影响换能器性能的三个重要参数（焦距D、晶片半径a、和谐振频率f）的确定原则进行了理论研究和仿真分析，给出了一种超声微粒检测换能器的设计思路，并研制了二套高强度聚焦超声换能器，运用在所开发的超声波液体颗粒检测装置上．

阐述了计量实验室建立的几个基本概念和仪器选型的基本方法,并以温度计量仪器的选型为例进行说明。

为了解决超声波颗粒监测尺寸标定过程中的非线性问题提出了一种基于相对精度标定原则的超声波磨粒监测装置中的颗粒尺寸标定方法.首先将标定颗粒在Malvern 2600激光颗粒分析仪上的测试结果作为标定数据在超声波颗粒监测装置试验中通过混合进化算法进行颗粒与气泡信号的区分.然后利用Levenberg-Marquardt改进BP算法进行标定曲线拟合建立超声波颗粒监测装置上的试验数据与标定数据之间的对应关系.最后本文进行了拟和标定曲线的精度分析.

在对机械设备的齿轮部件进行振动监测时,由于载荷以及转速波动等因素的影响,会引起振动信号的相位调制,使得频谱严重失真.通过对调相现象的理论分析和数值仿真计算,提出了基于空间采样的齿轮振动调相信号的解调方法,结果表明,该方法可以获得有价值的振动信号,从而进行有效的齿轮故障诊断.

基于白回归模型（Autoregressive model，AR）和相关极点谱分解技术的轴承状态检测方法在自动检测方面有着较大优势，但是AR谱会受到阶数、估计法和样本点数的影响而导致故障频率与相关极点产生偏差，造成在检测过程中对故障产生误判．针对该问题提出了一种基于遗传算法的AR谱极点频率优化方法，利用遗传算法对AR谱极点进行优化，得出适宜的阶数和样本点数，使AR谱极点与对应的故障频率相接近，让故障检测图变得清晰．最后对具有内圈故障的轴承信号数据进行实验验证并取得了较好的结果，为AR谱选择合适的阶数和样本点数提供了可靠的保证．