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1、小波分析在海底管道超声检测中的应用文章编号:1008-0570(2009)09-1-0217-02软件天地TheApplicationofWaveletAnalysisinUltrasonicTestingofSubmarinePipeline(1.胜利石油管理局钻井工艺研究院;2.青岛科技大学)孙东昌1辛月顺2刘建平1胡锐2孙永泰1连超2SUNDong-changXINYue-shunLIUJian-pingHURuiSUNYong-taiLIANChao———————————————————————————————————————————————
2、摘要:小波变换借助于时-频局部分析特性,已成为现代信号处理中的一种重要方法。本文根据超声检测的特点,提出了基于小波变换的超声波回波信号的去噪方法。试验结果证明,该方法能较好的抑制噪声,同时使信噪比明显提高。关键词:小波变换;回波信号;管道缺陷;去噪文献标识码:A中图分类号:TP802+.6Abstract:Invirtueofthetime-frequencyanalyzingcharacteristic,wave-lettransformhasbeenusedasanimportantmethodofmod-ernsignalprocessingA
3、ccordingtothecharacteristicsofultrasonicdetection,weputforwardthede-noisingmethodsofultrasonice-chosignalbasedonwavelettransform.Keywords:wavelettransform;ultrasonicechosignal;pipelinedefect;de-noising1引言海底石油管道在国民经济中占有极为重要的地位,油气管道输送的基本要求是安全、高效。由于腐蚀导致的油气泄漏事能源浪费,而且严重污染环故时有发生,不仅造成
4、了经济损失、境,危及人身安全。因此对管线进行检测及评估,以确保管线网络安全运输是非常重要的。超声波检测技术是利用超声波匀速传播且可在金属表面发生部分反射的特性进行管道探伤检测的。超声波检测法具有穿透能力强,———————————————————————————————————————————————可检厚度大,检出缺陷灵敏度高,检测速度快,对被检件、检测人员和工作环境无害以及操作方便等优点。超声信号处理方法很多,如空域复合法、频率复合法、解卷积、自适应滤波、倒谱分析法和裂谱分析法等,对提高超声检测的信噪比具有实际意义,但这些方法中绝大部分仅用了信号的
5、时域信息或频域信息,影响检测的可靠性。小波变换作为时频分析方法的一种具有许多优良特性,尤其适合于时变信号的处理,能很好地解决时间和频率分辨率的矛盾,适合于对非平稳、时变信号进行时频局部分析。若在t处连续,则可重构为(3)(4)从信号处理角度看,小波函数是一个高通滤波器。它具有窗口形状可变的窗函数,对于高频信号,时窗变窄,频窗变宽,有利于信号细节的描述;对于低频信号,时窗变宽,频窗变窄,有利于信号整体行为的描述。小波变换能够把信号分解到一系列在对数意义上具有相同带宽的频率通道。因此,它能表示各种不同频率分量的信号,特别是具有突变性质的信号。在实际处理中
6、,为了便于计算机的实现,需要将连续小波变换进行离散处理。令式(2)中的并且对本身进行离散,则有离散小波换(5)将小波变换与信号处理联系起来,令,提出了多分辨率分析,并且———————————————————————————————————————————————给出了信号分解到不同分辨率的Mallat算法设尺度函数为使集构成闭子空间尺度函数)的标准正交基,此处对应的小波函数为构成在中的正交,补空间的标准正交基,而整个构成的标准正交基,这样在多分辨率分析下的小波变换即为求函数在空间投影系数的过程。令有小波分解递推公式(6)对该小波分解有重构公式(7)式
7、中———小波低通滤波器的冲击响应邮局订阅号：82-946360元/年-217-技术创新2小波变换原理一个能量有限信号的连续小波变换定义为:(1)其中(2)被称为连续小波或分析小波,它是由基小波ψ(t)通过伸缩和平移所生成的函数族,a为尺度因子,b为平移因子。设,当满足容许性条件———————————————————————————————————————————————孙东昌:硕士教授级高工基金项目:国家863计划;基金申请人:孙东昌;项目名称:油气输送管线检测装置标验与率定关键技术研究(2006AA09Z324)PLC技术应用200例》软件天地——
8、—小波高通滤波器的冲击响应《微计算机信息》(测控自动化)2009年第25卷第9-1期3小波去噪原理一个受噪声
