埋入式压电声源的声信号改进阈值降噪方法.pdf

《埋入式压电声源的声信号改进阈值降噪方法.pdf》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、第26卷第10期传感技术学报V01．26No．102013年10月CHINESEJOURNALOFSENSORSANDACTUATORS0ct．20l3DenoiseMethodofImprovedThresholdforSignalExcitedbyEmbeddedPiezoelectricSoundSourceWANGBing．CHEN(1．SchoolofElectronicInformationEngineering，PanzhihuaTechnologyIn~stitute，PanzhihuaS

2、ichuan617000，China2．SchoolofElectronicInformation，SichuanUniversity，Chendu610065，China)Abstract：Themethodofembeddingpiezoelectricelementinconcretehasbeenresearchedforyears．Thefunctionofthemonitoringtemperature，stressandflawinconcretehasbeenimprovedtobefea

3、sible．However，thelongexistingproblemoflowsignal—to—noiseratioisabarrierforthedevelopmentofthistechnology．AnimprovedthresholddenoisemethodiSproposedbasedontheliftingwavelet．Amodifyfactor仅iSintroducedtoadiustwaveletcoefficient．Anewfunctionofimprovedthreshol

4、disformed．Theexperimentofdenoisingthesoundsignalexcitedbyembeddedpiezoelectricelementiscarriedout．TheresultshowsthattheproposeddenoisemethodincreasedtheSNRbymorethan58．32％anddecreasedtheMSEbv64．28％．Keywords：smartmaterialstructure；piezoelectric；denoiseandl

5、iftingwaveletEEACC：2860doi：10．3969／j．issn．1004—1699．2013．10．018埋人式压电声源的声信号改进阈值降噪方法米王兵，陈雨(1．攀枝花学院电气信息_丁程学院，四川攀枝花617000；2．四川大学电子信息学院，成都610065)摘要：将压电陶瓷埋人混凝土中形成一种具有应力、温度及缺陷检测和监测的混凝土机敏模块的方法具有结构低损伤和长期在线监测功能等多方面的优势。然而，长期以来，压电埋入式结构产生声信号的低信噪比问题一直是阻挠其发展的主要因素之一。本文基于

6、提升小波算法，提出了一种声信号降噪的改进阈值算法。引人参数修正因子用于调整估计小波系数，构造了一种基于提升小波的改进阈值函数。通过对课题组提出的一种压电埋入式混凝土模块中声信号的处理，得到了较常规软、硬闽值算法更优的降噪效果，信号的信噪比(SNR)最多提高了58．32％，均方误差(MSE)最多降低了64．28％。关键词：智能材料结构；压电；降噪；提升小波中图分类号：TM282文献标识码：A文章编号：1004—1699(2013)10—1409—05将压电陶瓷元件埋人混凝土中形成具有自检测制约：(1)埋人状

7、态下，压电敏感单元的声激励能力和监测功能的压电埋人式混凝土敏感模块自上世纪受到限制，导致激发的声信号弱，加之混凝土内部声90年代提出以来¨J，其结构和功能日趋完善和成信号的衰减大，使得接收端接收的声信号信噪比低，熟。在结构上，埋人方式已由单一的压电元件埋人从而很难提取出有效的混凝土健康状态信息；方式发展成构造复合结构后再埋人混凝土的方式：(2)由于混凝土内部及其与压电材料间相容性的复(1)在压电陶瓷外层覆盖橡胶层或水泥砂浆层以起杂特性，造成埋人状态下，压电敏感单元特性发生变到应力缓冲、电绝缘和声阻抗匹配的

8、作用；化¨，使得这种埋人式结构中由压电单元激发的(2)通过在压电陶瓷圆片结构层合金属背衬的方式声信号存在不可预测性，因此也很难从这样的信号提高声能的利用率和指向性¨川。在功能上，也实现中反演出混凝土的健康状态信息。了温度、应力的被动监测方案¨”和混凝土内部缺解决信号的低信噪比和信息提取问题是埋人式陷的主动检测方案¨。压电埋入式结构用于混凝压电结构发展的重要环节。提升小波由Sweldens土结构健康监测的可行性已得到初步证明。但