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1、基于小波包分析光声光谱信号的滤波方法研究李志军,等基于小波包分析光声光谱信号的滤波方法研究ResearchontheFilteringMethodBasedonWaveletPacketAnalysisforSignalsofPhotoacousticSpectroscopy112111李志军曹玲燕陈伟根贺枫张建学禚莉1(江苏国电南自海吉科技有限公司,江苏南京210000;2重庆大学电气工程学院高电压与电工新技术教育部重点实验室,重庆400030)摘要:针对变压器油中溶解气体在光声光谱检测信号中,存在噪声干
2、扰、随机误差等因素而不能精确测量光声光谱中弱光谱信号的问题,提出了一种基于小波包分析的滤波方法。研究了小波包分析和滤波的原理、不同小波函数和阈值函数的选取,比较了选择不同小波函数、阈值函数对光声光谱信号滤波的效果;选取合适的小波包基、阈值量化,实现了弱光谱信号的小波包滤波处理。研究结果表明:利用小波包滤波能有效减小随机误差,在去除噪声的同时不改变原信号的相位,也不会产生波形的畸变;在提高光声光谱测量精度的同时,有效提高光声光谱在线监测系统的分析精度和模型稳定性。关键词:光声光谱小波包滤波方法小波函数阈值函数
3、信号预处理小波包重构中图分类号:TH-3;TP274文献标志码:ADOI:10.16086/j.cnki.issn1000-0380.201605006Abstract:Thefilteringmethodbasedonwaveletpacketanalysisisproposedforsolvingtheproblemsofnoiseinterference,randomerrors,andinaccuratelymeasuretheweakspectralsignalsofphotoacousticsp
4、ectroscopy.Theprinciplesofwaveletpacketanalysisandfiltering,theselectionofwaveletfunctionandthresholdfunctionarestudied,andthefilteringeffectsarecomparedamongdifferentchoicesofwaveletfunctionandthresholdfunction.Theappropriatewaveletpacketandthresholdquant
5、izationareselectedtoimplementthewaveletpacketfilteringprocessingforweakspectralsignals.Theresultofresearchshowsthatthewaveletpacketfilteringeffectivelydecreasestherandomerror,theoriginalphaseofthesignalisnotchangedduringde-noising,andthewaveformisnotdistor
6、ted;themeasurementaccuracyofphotoacousticspectroscopyisimproved,thustheanalysisaccuracyandstabilitymodelofonlinemonitoringsystemareenhancedeffectively.Keywords:PhotoacousticspectroscopyWaveletpacketFilteringmethodWaveletfunctionThresholdfunctionSignalprepr
7、ocessingWaveletpacketreconstruction滤波来去除干扰信号,普通的线性滤波容易产生相位0引言的滞后;中值滤波能很好地去除一些突变信号,但简单光声光谱检测方法与传统的气相色谱检测方法相的除去毛刺不能达到去除其他干扰的效果;采用的滤比,具有不需要载气、灵敏度高、稳定性好以及多种气波放大、傅里叶变化对其进行干扰抑制处理效果不是[5-6]体均可检测等突出优点,被越来越多地应用到变压器很明显,其信噪比较低。本文最终选用小波包分油中溶解气体的在线监测过程中,定性定量检测变压析方法,并在比较
8、选择不同小波函数、阈值量化对光声器油中溶解气体。该方法是判断变压器内部潜在运行光谱信号的滤波效果的基础上,确定了最优方案,取得[1-2]故障的主要方法。了显著的滤波效果。目前,由于不稳定的温度、光声干扰性噪声和背景1在线光声光谱检测技术及应用气体噪声,光声光谱检测中信号容易处于较强的噪声干扰下。为保证检测结果的准确可靠,我们在实际硬本文以国电南自海吉科技有限公司开发研制的件平台采取抗干扰措施的基础上,对软件平台也
