Page 139 - 无损检测2021年第二期

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北京工业大学无损检测与评价研究所

2020 年度研究进展

北京工业大学无损检测与评价研究所成立于 1998 年， 1 科学成果概述
隶属于学校机械工程与应用电子学院，重点招收机械工程、 (1) 超声导波信号参数化表征方法的研究。基于
仪器科学与技术等两个一级学科的硕士生和博士生，主要 Chirplet 模型的参数化信号表征技术已经在超声导波的
研究方向为如何利用声、光、电的波动特性对机械结构、 材料性能识别和结构完整性评估中引起了广泛地关注。使
功能材料等进行无损检测与结构健康监测。 用高斯窗或线性调频函数建立的模型与实际情况不一致。
研究所现有教授 7 名，副教授 1 名，讲师 6 名，博、 在实际情况中，常采用汉宁窗调制的正弦信号作为激励信
硕士研究生 100 余名，其中，北京市拔尖创新人才 3 人， 号，由于波的色散，接收到的信号具有非线性相位和不对
北京市创新团队 1 个，北京市科技新星 3 人，校“京华人 称包络等特性。为了消除上述矛盾，提出了一种非线性汉
才” 2 人。自成立以来，研究所承担各类科研项目 70 余项， 宁窗线性调频模型，设计了一个非线性相位调制项来调制
包括国家重点研发计划项目、国家自然科学基金国家重大 经典的汉宁窗和正弦函数。用双曲正切函数建立相位调制
科研仪器研制项目、国家自然科学基金重点项目、科技部 项，对非线性调制项和 NHWC（非线性汉宁窗线性调频）
863 计划项目和国家科技支撑计划项目等，科研经费累计 模型的性质进行了数学分析，包括时间的可变性、奇偶性
达 6 000 余万元。研究所在无损检测和结构健康监测新技 和凹凸性。这些性质用于指导信号表征中的参数设置。
术、新型传感器测试技术、高端检测设备及仪器开发等方 NHWC 模型可以表征导波信号的各种特性，包括对称或
面取得了丰硕的成果，针对企业需求，提供了多种定制化 不对称的汉宁包络以及相位非线性。最后，采用自适应遗
的解决方案，其中“防撞护栏钢立柱埋置深度无损检测技 传算法来验证 NHWC 模型在试验测量的超声信号参数表
术研究与设备研制”项目获得浙江省科学技术奖二等奖。 征中的有效性。非线性 Chirp 的 IF（瞬时频率）曲线和
研究所已培养博士研究生 40 余人，硕士研究生 200 余人， 波形如图 1 所示。
出版专（译）著 5 部，在国内外学术期刊及会议上发表论
文 700 余篇，其中 SCI 和 EI 检索 500 余篇，多篇获得国
际会议最佳论文奖，申请专利 100 余项，授权发明专利
70 余项。

2020 年，北京工业大学无损检测与评价研究所针对
国家重大工程中的关键构件健康问题开展了一系列的监检
测技术研究。在基础理论、方法研究、仪器开发、工程应
用等方面均取得了一定进展，发表学术论文 40 余篇，申
请和获批专利及软件著作权 10 余项；获批国家、省部级
自然科学基金项目 3 项；横向课题若干项。 （a）非线性 Chirp 的 IF
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2021年 第43卷 第2 期
无损检测