基于小波的聲發(fā)射信號(hào)參數(shù)提取方法

1、第卷第期增刊年月儀器儀表學(xué)報(bào)基于小波的聲發(fā)射信號(hào)參數(shù)提取方法金鑫施展（海理工大學(xué)光學(xué)與電子信息工程學(xué)院上海）摘要介紹小波分析方法在聲發(fā)射信號(hào)處理中的應(yīng)用，提出一套基于聲發(fā)射信號(hào)小波分析的小波基選取的規(guī)則方法，并通過實(shí)驗(yàn)和仿真證明此方法的有效性。關(guān)鍵詞聲發(fā)射小波（，），法分為兩大類：基于參數(shù)的分析方法和基于波形的分引言析方法（圖）。聲發(fā)射技術(shù)作為一種新型動(dòng)態(tài)檢測方法，在故障診斷的在線檢測中具有廣闊的應(yīng)用前景。而利用小波分析方法處理聲發(fā)射信號(hào)是近年來發(fā)展起來的一種新的信號(hào)處理方法。聲發(fā)射技術(shù)圖聲發(fā)射檢測原理圖聲發(fā)射是材料在外載荷或內(nèi)力作用下以彈性波的形式釋放應(yīng)變能的現(xiàn)象。根據(jù)聲發(fā)射信號(hào)的特點(diǎn)，可將

2、其分為突發(fā)型和連續(xù)型兩種（圖）。聲發(fā)射信號(hào)分析小波基的選取滿足離散小波變換與時(shí)域具有緊支性要求的常用一小波有四種：小波、小波、小波和小波。小波的時(shí)域局部分析能力最強(qiáng)，但是它的頻譜不是快速衰減的，頻域局部分析能力一差。從時(shí)域波形看，小波不具有近似指數(shù)衰減的性質(zhì)，因此時(shí)域分析能力強(qiáng)的小波并不適合分析具有近似指數(shù)衰減特性的聲發(fā)射信號(hào)。其它三類小波（）突發(fā)型信號(hào)（）連續(xù)型信號(hào)圖聲發(fā)射信號(hào)的類型多年研究已表明材料中有許多機(jī)制可以構(gòu)成聲發(fā)射源。根據(jù)分析對(duì)象不同，可以把聲發(fā)射信號(hào)處理方基在時(shí)域是緊支的，它們的頻譜也都具有快速衰減性，考察它們的時(shí)域波形，均具有一定的振蕩衰減特性，并儀器儀表學(xué)報(bào)第卷且這三類小波

3、都具有一定的消失矩，相比小波更適合分析聲發(fā)射信號(hào)。仿真及結(jié)論為了驗(yàn)證前面的分析結(jié)果，下面根據(jù)聲發(fā)射信號(hào)的物理模型（圖）設(shè)計(jì)一個(gè)仿真的聲發(fā)射信號(hào)。仿真的聲發(fā)射信號(hào)是由個(gè)調(diào)制頻率和到達(dá)時(shí)間均不同的暫態(tài)信號(hào)組成，數(shù)字仿真由以下公式進(jìn)行計(jì)算：（）一（一（一）（）（一（一）（一）（）設(shè)置采樣時(shí)間間隔為，采樣長度為。銎采樣時(shí)問（）頻率（）圖仿真聲發(fā)射信號(hào)及其頻譜圖分別采用小波、小波、小波和小波對(duì)仿真的聲發(fā)射信號(hào)進(jìn)行小波分析，圖為分析結(jié)果的時(shí)頻圖，橫坐標(biāo)為時(shí)間，縱坐標(biāo)為頻率，顏色表示信號(hào)在某個(gè)時(shí)間點(diǎn)某個(gè)頻率分量的能量大小（紅色為最大，藍(lán)色為最?。?。從圖中可看出：小波、小波和小波的分析結(jié)果能準(zhǔn)確地反應(yīng)出能量在主頻附近集中的特征，而小波的分析結(jié)果造成能量向較寬的頻率范圍“泄漏”，其主要原因一是因?yàn)樾〔ǖ念l域局部分析能力差，二是由于小波不具有仿真信號(hào)的近似指數(shù)衰減性質(zhì)，對(duì)信號(hào)的特征分析能力比較差。圖（）中的圓圈標(biāo)注表示信號(hào)的能量向更寬的頻率范圍泄露。（）“小波基（）。系列小波基（）系列小波基（）系列小波基圖四類常用的典型正交小波對(duì)仿真聲發(fā)射信號(hào)的分析結(jié)果仿真結(jié)果表明，小波、小波和小波適合于聲發(fā)射信號(hào)的特征分析，這與前面的理論分析結(jié)果是一致的。參考文獻(xiàn)耿榮生聲發(fā)射技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀無損檢測，（）：胡昌華，張軍波，