声发射信号特征分析中的小波变换应用方法

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1、中国工业检验检测网http://www.industryinspection.com综述声发射信号特征分析中的小波变换应用方法庆光蔚１，２，岳林１，冯月贵２，王会方２（１．南京航空航天大学，南京２１００１６；２．南京市特种设备安全监督检验研究院，南京２１０００２）摘要：对声发射信号进行分析与处理是目前获取声发射源信息的唯一有效途径，也是声发射技术发展的难点和瓶颈。针对声发射信号的特点，对小波变换用于声发射信号的特征分析问题进行了研究，总结出了适用于声发射信号的小波变换信号特征提取方法，并对未来小波变换在声发射领域的应用与研究方向进行了探讨。关键词：声发射；小波变换；特征提取；信号处理中

2、图分类号：ＴＧ１１５．２８文献标志码：Ａ文章编号：１０００－６６５６（２０１２）１１－００４８－０４ＡｎａｌｙｓｉｓｏｆＡｃｏｕｓｔｉｃＥｍｉｓｓｉｏｎＳｉｇｎａｌＦｅａｔｕｒｅｓＢａｓｅｄｏｎＷａｖｅｌｅｔＴｒａｎｓｆｏｒｍ１，２，ＹＵＥＬｉｎ１，ＦＥＮＧＹｕｅ－Ｇｕｉ２，ＷＡＮＧＨｕｉ－Ｆａｎｇ２ＱＩＮＧＧｕａｎｇ－Ｗｅｉ（１．ＮａｎｊｉｎｇＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＡｅｒｏｎａｕｔｉｃｓａｎｄＡｓｔｒｏｎａｕｔｉｃｓ，Ｎａｎｊｉｎｇ２１００１６，Ｃｈｉｎａ；２．ＮａｎｊｉｎｇＳｐｅｃｉａｌＥｑｕｉｐｍｅｎｔＩｎｓｐｅｃｔｉｏｎＩｎｓｔｉｔｕｔｅ，Ｎａｎｊｉｎｇ２１０００２，Ｃｈｉｎ

3、ａ）Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ａｃｏｕｓｔｉｃｅｍｉｓｓｉｏｎｓｉｇｎａｌｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇｉｓｔｈｅｏｎｌｙｅｆｆｅｃｔｉｖｅｍｅｔｈｏｄｔｏａｃｑｕｉｒｅｔｈｅａｃｏｕｓｔｉｃｅｍｉｓｓｉｏｎｓｏｕｒｃｅｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎｂｙｎｏｗａｎｄｉｓａｌｓｏｔｈｅｂｏｔｔｌｅｎｅｃｋｔｈａｔａｆｆｅｃｔｓｉｔｓｐｏｓｉｔｉｖｅｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ．Ａｃｃｏｒｄｉｎｇｔｏｔｈｅｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｏｆａｃｏｕｓｔｉｃｅｍｉｓｓｉｏｎｓｉｇｎａｌ，ａｗａｖｅｌｅｔ－ｂａｓｅｄｍｅｔｈｏｄｏｆｓｉｇｎａｌｆｅａｔｕｒｅａｎａｌｙｓｉｓｗａｓｐｒｅｓｅｎｔｅｄ．Ｔｈｅｄｅｖｅｌｏｐｉｎｇｔ

4、ｅｎｄｅｎｃｙｏｆｔｈｅａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｏｆｗａｖｅｌｅｔｔｒａｎｓｆｏｒｍｉｎａｃｏｕｓｔｉｃｅｍｉｓｓｉｏｎｗａｓｄｉｓｃｕｓｓｅｄｆｉｎａｌｌｙ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：Ａｃｏｕｓｔｉｃｅｍｉｓｓｉｏｎ（ＡＥ）；Ｗａｖｅｌｅｔｔｒａｎｓｆｏｒｍ；Ｆｅａｔｕｒｅｅｘｔｒａｃｔｉｏｎ；Ｓｉｇｎａｌｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ声发射检测技术以其独特的优点（高灵敏度、实的重要问题。时在线、非破坏、操作简便、信息量丰富、在役检测由于受声发射源自身多样性、声发射信号传播等），已经在监视刀具破损和磨损、评价压力容器结路径不稳定性、环境干扰噪声等多重复杂因素的影构完整性、大型起重设备的应力状态测试以及旋

5、转响，声发射传感器输出的电信号属于一种非平稳随机械和飞机结构监视系统研究、泄漏检测等方面取机信号。且材料结构变化释放能量具有突发性，即得了一定成果［１］。由于材料组织结构变化的动态信声发射信号同时也是一种瞬态信号。因此需要利用息，如开裂、裂纹扩展等，能够通过声发射信号的特合适的信号处理技术才能从中有效提取出声发射源征和强弱予以反映，因此声发射技术是评价结构完的信息。声发射信号处理方法主要有波形分析法、特征参数分析法等。特征参数分析法所记录的信号整性、分析结构破坏全过程和预报构件使用过程中信息量大，检测仪器的实时分析性强，是目前声发射的形变、疲劳、失稳等危险信息动态检测的有效手［２－４］

6、检测中使用的主要方式，但是其无法解决时间段。而如何准确捕捉到声发射信号，并从中提取反和频率分辨力的矛盾。而作为波形分析法之一的小映声发射源性质的特征，从而精确识别材料结构变波变换的良好的时频局部化特性，可以使此问题得化信息并准确定位，是声发射技术应用中需要解决［５－６］以有效的解决，十分适合分析具有突发瞬态性和非平稳特点的声发射信号，具有深入研究的价值。收稿日期：２０１２－０９－１４基金项目：国家质检总局科技计划资助项目（２００９ＱＫ１４９）１声发射信号本质特点作者简介：庆光蔚（１９８５－），女，博士生，主要研究方向为电梯、起重机械检验检测技术。声发射信号的本质是材料或结构内部受外力作

7、４８２０１２年第３４卷第１１期中国工业检验检测网http://www.industryinspection.com庆光蔚等：声发射信号特征分析中的小波变换应用方法［１０］用发生形变、断裂时突然释放能量而产生的一种弹处理中的应用。Ｃｈｅｎ将小波应用到焊接上。［１１］性应力波，因此本质上声发射信号是一种机械波，具Ｊｅｏｎｇ用小波研究了在复合材料中板波传播特有波的基本特性：波动性和衰减性。［１２］性。Ｙａｎｇ研究了隔热层拉伸时声发射信号的ｄｂ声发射信