小波变换在声发射检测中的应用new

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1、维普资讯http://www.cqvip.com苇：l卷第1O期无损俭测＼(1．2。No．1f2n09年10月1)．r()ct．：0n’信号处理专题综述《一小波变换在声发射检测中的应用张平，施克仁，耿荣生，沈功田L清华大学机械系．北京l00084)摘要：在综合描述声发射信号特点和小波殳换基本原理的基础上，结合实例介绍同时在时域和频域具有局部分析能力的信号处理方法⋯小波变换在声发射信号的特征提取、时频分析和噪声去除等方面的应用。关键词：声发射检验；小波变换；信号处理中图分类号：TG115．28文献标识码、文章编号：1000—6656(2002)1nO4360c1APPLICAT

2、IoNOlFWAVEIETTRANSIRMroACOUSTICEMISSIoNTESTINGZHANGPing。SHIKe-ren，GENGRon~-sheng，SHENGong-tian：)(Dept．ofMechanicalEngineerin~，TsinvhuaUniversity，Beijing100084，China)Abstract：Basedonthedetailedpresentationofthefeaturesofacousticemissionsignalandthet~eoryofwavelettransform，theapplicationsofth

3、ewavelettransform，thathas1heabilityoflocalizedanalysisinbothtimeandfrequencydomainsatthesametime，tofeatureextracli：m，timeandfrequencyanalysisanddenoisingaredescribed．Keywords：Acousticemissiontesting；Wavelet1ransform；Signalprocessing随着计算机技术和传感器技术的发展，声发射理方法，与前面提及的时域分析和频域分析不同的检测已经由早年简单的参数分析发展到

4、如今的波形是．小波变换具有同时在时域和频域表征信号局部特分析。波形分析是通过分析所记录的信号时域波形征的能力，既能够刻划某个局部时问段信号的频谱信来获取声发射信号所蕴含信息的一种方法，参数分息，又可以描述某一频谱信息对应的时域信息。这对析是根据波形提取几个相关的统计数据，仅是波形于分析含有瞬态现象的声发射信号是最合适的。方法的简述表示，因此波形分析能提供更全面更详l声发射信号的特点尽的声发射信号特征信息1q]。而在波形分析中，信号处理方法是提取波形信息的重要手段，好的处通常声发射信号指的是物体在受到形变或外力理方法才能获取准确的信号信息。作用时，因迅速释放弹性能而产生的瞬间应

5、力波，因信号的处理方法可分为时域分析和频域分析。此大多数声发射信号在时域中具有瞬态性。时域分析是描述信号在时间域的完全信息，常用的最新研究认为】，声发射信号是由多模式波组统计特征参数有波形时域特征描述参数，如最大幅成，而每种模式又是由宽带频率成分的波组成。因值及相关函数等。频谱分析是建立在傅里叶变换基此频谱多模态性是声发射信号的另一个特点。础上，通过数学变换描述信号在频域上特征的方法。声发射测试环境因应用对象而不同，很多情况频谱分析又分为基于快速傅里叶变换(FVF)的频谱伴随有各种干扰噪声信号，如机械摩擦及异物撞击分析和谱估计。等。从噪声中提取或识别感兴趣信号是声发射应用小波

6、变换是近20年来发展起来的一种信号处的核心技术，也是目前大多数不能有效进行声发射测试场合的技术瓶颈。因此，提高和改进声发射信收稿日期：2002—01—14号分析能力一直都是研究热点。声发射信号小波分j)北京航空工程技术研究中心．北京100076析就是目前研究和应用热点之一：)国家质量技术监督局锅榆中心，北京100027·436·维普资讯http://www.cqvip.com张平等：小波变换在声发射检测中的应用2．2．2小波变换对信号的时频分析2小波变换的原理式(1)表明小波序列函数可以看作一系列窗函2．1小波变换的定义数．在时间点对厂(f)进行局部分析。设小波基函对于任意平

7、方可积的函数Ij[I()，其傅里叶变换数Ij[I()的中心为，时窗宽为2At，则式(1)是在如为(一c-)．若Ij』I(u，)满足下的时间窗内对厂()进行时域局部分析fJ-du，[“，+6一aAt，at十6+aAt](2)JRII类似的令小波基函数(f)的频谱函数()的则称(f)为小波基函数，将小波基函数进行伸缩和中心频率为训，频带宽2Azc,，则根据傅里叶变换的平移岳得到一个小波序列性质，与式(2)时间窗对应的频窗为㈩=a÷Ij』I()∈Ra≠0[u，／a—Aw／a，训／口+／口](3)对于较小的尺度