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《基于小波變換的聲發(fā)射模擬信號(hào)特性分析》由會(huì)員上傳分享，免費(fèi)在線(xiàn)閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在行業(yè)資料-天天文庫(kù)。
1、基于小波變換的聲發(fā)射模擬信號(hào)特性分析1）張運(yùn)強(qiáng)，牛衛(wèi)飛，譚蔚(天津大學(xué)化工學(xué)院，天津300072)摘要：小波變換作為一種新的信號(hào)處理方法，可對(duì)任一時(shí)刻、任一頻段的聲發(fā)射信號(hào)進(jìn)行時(shí)頻分析。通過(guò)基于Gaussian方程的Gabor小波及其Fourier變換，研究了Q235B鋼板中三種聲發(fā)射模擬信號(hào)的特點(diǎn)及三種信號(hào)的區(qū)分和識(shí)別。試驗(yàn)表明，基于小波變換的信號(hào)處理方法對(duì)于研究實(shí)際聲發(fā)射信號(hào)的特點(diǎn)、聲發(fā)射源的特征和定位以及傳感器選擇有一定的幫助。關(guān)鍵詞：聲發(fā)射；小波變換；信號(hào)處理中圖分類(lèi)號(hào)：TGll5.28文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：100
2、06656(2008)01-0009-03AnalysisofSimulatedAESignalCharactersBasedonWaveletTransformZHANGYun-Qiang,N1UWei-Fei1),TANWei(SchoolofChemicalEngineering＆Technology,TianjinUniversity,Tianjin300072,China)Abstract:Asakindofnewmethodofsignalanalysisandprocessing,thewavelettrans
3、formcouldbeusedtoanalyzeanytimeandanyfrequencyofAEsignalinthetimeandfrequencydomain.ThewavelettransformisappliedtoAEsignalprocessinganditwillbehelpfultothedevelopmentandpopularizationofAEtechnique.ThecharactersandrecognitionofsimulatedAEsignalsinQ235Bwereresearched
4、byusingGaborwaveletandFouriertransform,whichwerebasedonGaussianfunction.TheexperimentshowedthatitwouldbehelpfultostudythecharactersofAEsignalandsourceandchoosetherightsensor.Keywords:Acousticemission;Wavelettransform;Signalprocessing聲發(fā)射(Acousticemission，簡(jiǎn)稱(chēng)AE)是指材料局部
5、因能量的快速釋放而發(fā)出瞬態(tài)彈性波的一種[1]物理現(xiàn)象。聲發(fā)射檢測(cè)是一種動(dòng)態(tài)無(wú)損檢測(cè)技術(shù)，其信號(hào)來(lái)自缺陷本身。但是，受聲發(fā)射源的自身特性、聲發(fā)射信號(hào)的傳播路徑、環(huán)境噪聲和聲發(fā)射測(cè)量系統(tǒng)等多種影響，聲發(fā)射傳感器輸出的波形十分復(fù)雜，屬于一種非平穩(wěn)隨機(jī)信號(hào)，需要利用各種信號(hào)處理技術(shù)從中提取有效聲發(fā)射源的信息[2]。傳統(tǒng)信號(hào)分析方法對(duì)聲發(fā)射信號(hào)無(wú)法解決時(shí)間和頻率分辨力的矛盾，而小波變換的方法可使這[3-5][6]一問(wèn)題得到解決。由于聲發(fā)射信號(hào)是由頻譜豐富的多組波組成的，可以利用小波變換把聲發(fā)射信號(hào)和噪聲分解到不同的頻率通道，從而在不同
6、的頻帶上分析聲發(fā)射信號(hào)中的不同頻率成分的特征。小波變換具有同時(shí)在時(shí)域和頻域表征信號(hào)局部特征的能力，既能刻畫(huà)某個(gè)局部時(shí)間段信號(hào)的頻譜信息，又可以描述某一頻譜信息對(duì)應(yīng)的時(shí)域信息。非常適于分析含有瞬態(tài)現(xiàn)象的聲發(fā)射信號(hào)，研究聲發(fā)射源的特性。1小波變換基本原理文章所采用的小波變換原理是基于Gaussian方程的Gabor小波及其Fourier變換[7,8]。對(duì)于函數(shù)．廠(t)的連續(xù)小波變換可定義為：式中a——尺度因子，a>0；b——時(shí)移因子。上角標(biāo)*表示共軛。對(duì)于任意母小波函數(shù)?(t)，只要滿(mǎn)足式(2)，就可以作為分析小波。式中?(?
7、)為?(?)的Fourier變換。因?yàn)镚abor小波在目前所有的小波中具有最佳的時(shí)域和頻域分[9]辨率，因此選Gabor小波作為分析小波：式中?-------正常數(shù)；?p——中心頻率。其Fourier變換為：雖然Gabor小波不滿(mǎn)足式(2)，但若令?=p2/1n2=5.336，則Gabor小波也能滿(mǎn)足實(shí)際使用要求。Gabor小波可以看作是中心位于t=0的Gaussian函數(shù)，其Fourier變換的中心位于?=?p處。函數(shù)?(a/t-b)中心位于t=b，其Fourier變換[aexp(-ib?)?(am)]中心位于?=?p/a
8、。WTf(a，b)表示f(t)在t=b和?=?p/a附近的時(shí)頻系數(shù)。若令?p=2p，則f=?/2p=1/a。即1/a等價(jià)于f，而b等價(jià)于時(shí)間t。所以時(shí)域信號(hào)u(x，t)經(jīng)過(guò)Gabor小波變換后，就可以分析聲發(fā)射信號(hào)同時(shí)在時(shí)域b和頻域1/a上的分布，并從時(shí)頻分析中提取某一頻率信號(hào)的大致時(shí)間分
