基于模态分析和小波变换的声发射源定位新算法研究

针对传统声发射源定位中，声发射信号到达传感器的时间受设定门槛电压影响很大，导致声发射源定位效果较差，提出了一种声发射源定位新方法。根据模态声发射理论，携带声发射源信息的声发射信号在结构中传播过程中，具有频散现象和多模态特性。因此，声发射源定位应基于同一频率下、同一模态导波到达各个传感器的时间和传播速度。通过对声发射信号进行Gabor小波变换的方法，在时频空间内确定某一频率下某一模态导波到达传感器的时间；并通过数值计算得到该频率处模态导波的群速度，从而实现声发射源的准确定位。通过薄板中声发射线源定位试验，证明了该定位算法的有效性。     

基于小波分析的声发射源定位技术

声发射全波形采集技术为基于波形分析的声源定位方法提供了可能。在板状构件中声波的传播模式较为复杂,且不同模式的波到达时间和波速均不相同,从而带来了声源定位误差。将时频幅度分析方法引入声发射源定位技术：从接收到的信号中提取出某一频率的柔性波随时间变化的规律,在理论分析的基础上证明,这个分离信号的最大幅值点所对应的时间就是该频率柔性波群速度的到达时间。根据这个到达时间,以及实际测量出的群速度就可以实现声发射源更精确的定位,试验结果也证明了这种方法的可靠性。     

基于声发射与小波变换的阀门泄漏研究

在实验室建立了一阶水箱循环系统,采用声发射技术与小波变换理论,在相同的实验条件情况下,进行了不同开度下阀门泄漏的声发射检测实验。通过matlab软件对原始电压信号进行去噪处理、频率分析、能量特征分析,能够准确判断管道有无泄漏,得出泄漏大小与声发射信号之间的关系。经对各频段能量特征分析,进一步验证声发射技术在阀门泄漏应用的可靠性。     

基于小波变换的管道泄漏声发射检测信号处理

针对管道泄漏声发射检测信号中含有大量噪声导致定位精度低这一实际,研究了基于小波变换的声发射检测信号降噪技术,利用小波函数阀值降噪法对泄漏系统所采集的信号进行滤波处理,以保证采集到的瞬态信号有效性,并采用互相关分析法对泄漏点定位.10种工况下实验结果表明,采用小波变换对声发射检测信号处理处理后,管道的定位精度在5％之内,满足工程实际需要.     

基于小波包和HHT变换的声发射信号分析方法

针对声发射管道泄漏检测过程中的噪声干扰问题,对基于小波包和经验模态分解(EMD)的声发射信号处理方法进行了研究.采用小波包分解算法和经验模态分解都可以对管道泄漏声发射信号进行分解,但分解结果却存在一定区别.EMD是近年来非平稳信号分析领域的一个突破,对管道泄漏声发射信号进行EMD分解后,选择包含声发射特征的若干固有模式函数(IMF分量)进行重构,可以提取到管道泄漏声发射信号的本质特征,消除噪声信号的干扰.相对小波包分解方法而言,对根据IMF分量重构的声发射信号进行相关分析计算,得到的管道泄漏点的位置更为精确.     

声发射检测信号分析及源定位方法研究

文中设计了一种可弱化噪声干扰和频散效应的定位算法,采用变分模态分解方法将声发射信号分解为若干个不同频带宽度的模态函数,并通过合并含有主要能量成分的模态函数获得声发射源信号的主要成分,最后采用互相关分析方法确定声源位置.实验结果表明,文中所提算法对声发射源定位是有效的、精确的,在一维和二维AE源定位实验中,文中所提方法综...     

基于改进经验小波变换及互谱相位差谱的供水管道泄漏声振动定位方法

针对供水管道泄漏声振动信号的信噪比较低导致用于时延估计泄漏定位误差大的问题,提出基于改进经验小波变换及互谱相位差谱的供水管道泄漏定位方法。首先采用小波包分解得到不同尺度的信号能量谱,根据小波包能量谱局部极小值的分布自适应确定频带分割区间,解决了传统经验小波变换中频谱划分问题;然后基于频带分割区间构建正交小波滤波器组对信号进行经验小波变换分解得到多个分量,根据相关系数选取有效分量,同时利用有效分量的互谱相位差谱呈水平变化的频带对有效分量信号进行带通滤波,滤除干扰噪声;最后对滤波后的信号进行互相关时延估计来确定泄漏位置。仿真及实验结果表明,该方法能够有效的实现供水管道泄漏定位,并与互相关、VMD与互谱分析相结合的泄漏定位方法相比,平均相对定位误差分别减少6.7倍和1.5倍。     

火车轮裂纹声发射源定位技术研究

针对火车轮运行过程中受变载荷作用产生的裂纹具有的特征,对现有的裂纹声发射定位技术进行了优化.在硬件上采用更适用于车轮运行环境的安装方式,并确定了前向通道的各项参数.根据模态声发射理论,即AE信号在传播过程中具有的频散现象和多模态特性,通过对同一模式波到达各传感器的时差信号的精确分析,采用时差法和面域定位相结合的方法进行源位置的计算.由于采用多种技术进行分析,结果将更为精确.     

EWGAE声发射检验标准——分立声发射事件的源定位

本标准适用于对压力容器或其它构件进行声发射(以下简称AE)检验的单位、有关的安全保险机构和AE检查组织。标准给出了探测突发,分立AE信号源的方法。突发、分立事件可能是应力下裂纹扩展造成的,因此可用来发现裂纹。考虑到实际AE检验需要有关单位的具体协议以及AE方法仍处于发展阶段,本标准只提出一些必要的方法,而没有给出更     

无须测量声速的声发射源定位方法研究

为消除声速测量偏差给声发射系统带来的定位误差，本文提出一种多探头定位方法。从理论上导出了该方法的线定位和平面定位计算公式，并用AE21C型四通道声发射仪在碳钢管道和平板上以铅笔芯折断产生信号为模拟源进行了实验验证，结果表明用这种新的方法具有较高的定位精度，且定位时只要利用原系统的门槛跨越技术测量各探头接收到信号的时差即可，不必测量传声媒质的声速。     

箱形结构焊缝声发射源定位技术

研究了声波在典型箱形结构中的传播特点,比较了2种布置方式下的线性定位方法,分析了其在焊缝声源定位时的误差,讨论了基于平面定位法的箱形结构声源定位。试验结果表明,箱形结构的准确定位影响因素很多,需要将平面定位方法与线性定位方法等结合起来去实现焊缝处裂纹的定位。     

基于小波变换的冲击载荷定位研究

在动载荷识别过程中引入小波变换研究了弹性波在固体内传播的散射特性，提出了利用实测响应的小波变换确定冲击载荷位置的方法。系统实测响应的小波变换峰值对应于散射波的到达时刻，入射波比反射波贡献明显而其最大峰值则对应着入射波的到达时刻，从而可以取得载荷激励与多个响应测量之间的时滞，进而通过散射波群速度与时滞间的关系确定动态载荷的作用位置。计算结果表明，该算法有效地将冲击载荷的定位研究化为一非线性优化问题，避免非线性方程求解上的困难。     

基于小波包熵与Gabor小波变换的管道连续型泄漏源定位

针对压力管道泄漏声发射信号的含有高频噪声、多模态以及频散现象,影响对泄漏源定位精度的问题。研究了一种基于Gabor小波变换与小波包熵值降噪相结合的方法对泄漏源进行定位。首先对采集的泄漏信号进行小波包熵值降噪以滤除背景噪声,其次对降噪后的信号进行Gabor小波变换获得其在特定频率下的时间-频率空间分布,确定不同模态信号到达同一个传感器的时间差,并结合压力管道的频散曲线特性确定该频率下不同模态的群速度,最终实现对管道泄漏源的精确定位。     

焊缝结构形式与声发射源定位关系的研究

通过比较图１所示的球形容器和柱形容器声发射源定位结果，球形容器声发射源定位精度低于柱形容器。本文就其原因进行了讨论并得出四点结论。     

多尺度多传感器约束的声发射源定位研究

针对突发型声发射信号直接互相关所求时延不准确,导致源定位结果可靠度较低的问题,提出一种结合互累积量时延估计与多传感器相互约束和信号多尺度分解的声发射源定位方法.利用多传感器相互约束的时延矢量封闭准则,在信号多尺度分析的子频率带内筛选最精准的时延,获取高可靠度的源定位结果,通过声线定位与平面定位试验对该方法进行验证,结果表明:互累积量方法所求时延准确,线定位与面定位结果的最大相对误差分别为1.02%和11.7%.     

基于多输出支持向量回归的声发射源平面定位

为了解决直升机动部件疲劳损伤定位问题,提出了基于多输出支持向量回归算法的声发射源平面定位方法.以声发射信号的多个时域参数作为输入,破损点的平面坐标(x,y)作为输出,用支持向量回归机逼近输入输出之间的非线性映射关系,然后利用支持向量回归机的泛化推广能力,实现声发射源的平面定位.通过碳纤维材料试件断铅定位试验结果表明:该方法有效的实现了声发射源的平面定位,并且在收敛速度和定位精度上优于RBF神经网络.     

基于时间反转的玻璃钢复合板材声发射源定位方法

玻璃钢复合材料在许多工业领域得到了广泛应用,但是对于该复合材料的声发射动态监测还存在很多问题有待解决。针对玻璃钢复合材料的强各向异性特征,提出一种基于时间反转原理的虚拟加载聚焦增强技术,可应用于声发射源定位。首先按照时间反转原理,推导出虚拟加载过程中的信号聚焦增强技术的理论模型;然后在复合材料上布置传感器阵列,并在监测区域内不同位置进行声速测量,获得材料平均声速为2 432.32 m/s;最后将实验采集的模拟声发射源信号按照理论模型进行处理,计算监测区域内每一个像素点的振动幅值,重建波动幅值图,并以最大幅值处确定为声源位置,同时将波动图经过阈值处理后,可从图中直接看出声发射源的位置。实验结果证明,该方法相对现有声发射仪器,定位精度在4%以内,能够满足工程应用要求。     

基于AIC信息准则的Delta T声发射源定位方法

疲劳断裂是金属结构中的主要失效形式,而金属结构中的早期疲劳断裂信号通常难以检测。TOA方法是常用的声发射定位源方法,但是声波传播过程中波速变换和路径的复杂性对其结果影响很大。运用Delta T声发射源定位方法,用断铅实验模拟声发射源,用AIC信息准则对到达时间进行优化,通过使用差值求源点坐标和图像处理的方法,求得声发射源坐标。通过在平板上的实验,比较两种源定位方法在不同结构中的定位结果,分析定位误差,结果表明图像处理方法更为优秀。     

基于模态声发射和小波变换的薄板中导波传播特性的实验研究

基于小波变换和模态声发射理论。通过声发射实验的方法确定了薄板中导波传播的弥散特性。通过分析声发射信号的Gabor小波变换幅度在时频空间分布特点，确定某一频率下某一模态导波到达传感器的时间，从而确定该频率下该模态导波的群速度，进而确定其弥散曲线。实验确定薄板弥散曲线与理论计算曲线较好吻合，证明小波变换是分析弥散波时频特性的有效工具。