论文工业现场强噪声环境下目标声音片段的提取

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1、工业现场强噪声环境下目标声音片段的提取摘要：音频法作为一种低成本无损检测手段应用于工业在线检测时，工业现场的强噪声给H标声音信号的特征提取带来极大困难。给出一种强噪声环境下的目标声音提取方法，该方法设计了白屏蔽式声音采集装置；在分析现场实测音频信号成分基础上，提出通过机电结合方法的声音激励初次预测技术；运用短时傅里叶变换的H标声音时频域二次耕确定位算法，实现了工业现场强噪声环境下H标声音片段的精确提取。实验结果表明：在2m范圉内白屏蔽芦音采集装置可将噪声源声强降低20dB上；声音片段提取的时间精度优于10mso关键词：强噪声；

2、H标声音；自屏蔽；时频域MethodforimpactsoundextractioninindustrialnoisyenvironmentAbstract:Whilesonicdetectionisusedinindustrialon-linedetectionasanon-destructive,low-costmethod,thehigh-levelnoiseinworkingplacemakesthetarget-soundfeatureextractionveiydifficult・Anovelmethodforta

3、rget-soundextractioninnoisyenvironmentispresentedinthepaper,whichdesignsasonicacquisitiondevicewithself-shielding,putsforththefirstpredictiontechniqueofsonicstimulationbasedonthesoundsignalcomponentanalysisinactualmeasurementandthesecondlocationalgorithmthattransfo

4、rmssignalfromtimedomaintotimeandfrequencydomainviafastFouriertransform(FFT)torealizeaccurateextractionoftarget-soundsignalinindustrialnoisyenvironment.Experimentsshowthattheinterferenceofnoisesourcecanbeloweredby20dBormoreandtheaccuracyofextractiontimeisbetterthan1

5、0ms.Keywords:highpowernoise;targetsound;self-shielding;timeandfrequencydomain1引言音频检测是根据工件振动时的音频特征来对其内部质量进行预测，相对X射线、超声等无损检测方法，具有成本低、操作方便等特点⑴。其作为一种定性检测方法被广泛用于工件或其他产品合格与否的判定，如汽车凸轮轴石墨球化率的检测⑵、弹体药室粉剂密度检测⑶、禽蛋外壳裂纹检测与分类等W音频检测法通常包括预处理、区域分割、特征提取及模式识别等4个典型环节。在预处理环节，由于工业现场齐种设备运行

6、时发出的噪声能量强且特征不确定，使得有效声音片段提取存在较大困难卩在区域分割环节,传统音频检测方法目标参数一般为共振频率和衰减率。共振频率只包含应音在频率轴上的能量分布规律；衰减率只包含声音在吋间轴上的能量变化规律。虽然具有较高的频率或吋间分辨力，但无法描述完整声音特征本文在给出一种自屏蔽式声音采集结构及现场实测声音片段特征分析棊础上，针对小型工件撞击声的持续时间短、瞬时能量强及频率高等待点，提出一种通过电子接近开关的初步预测技术；然后对初步预测截取的声音片段进行短时傅里叶变换，在时、频域内对目标声音片段进行二次精确定位。实现

7、了强噪声环境下小型工件特征声音片段的提取，为后续模式识别环节提供精确的原始信息。2自屏蔽式声音采集装置及目标声音特征传统工业现场声音检测装置常采用被检对象与声音拾取单元同时处于隔音空间内的检测模式，存在效率低、隔音装置复杂及成木高等特点。本文提出一种白屏蔽式激振拾音一体装置，由激振板、噪声屏蔽壳、声音采集单元及机械安装单元等4部分组成，其结构如图1所示。234图1白屏蔽式拾音装置Fig.lSelf-shieldingsoundextractiondevice该结构只屏蔽声音拾取单元，仅在工件撞击激振板发声的同时将其上导音孔盖住

8、实现声音拾取空间的全封闭，有效隔离工业现场噪声。工件与激振板撞击产生激励肖源通过导音孔传播至声音拾取单元，工件撞击的目标声音在屏蔽腔内形成共振使信噪比进一步提高。采用上述音频采集装置在生产现场采集的声音片段如图2所示，将片段屮的声音按来源分为3类：1）激振机构的振动声，这类声