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.     

基于光纤光栅和支持向量机的声发射定位系统

利用光纤光栅传感器和边缘滤波原理构建传感系统,结合小波分解与重构和支持向量机算法,对铝合金板声发射定位进行了研究。根据划分区域进行声发射实验,探索声发射源所在区域与信号特征之间的关系。在对声发射信号进行小波分解的基础上,使用近似系数和细节系数进行重构,并对重构后的各信号计算其振荡能量作为信号特征,进行声发射区域识别。以重构信号的振荡能量作为输入、声发射区域位置类别作为输出构建支持向量机多分类模型,实现了声发射区域定位识别。实验结果表明,在400mm×400mm×2mm的铝合金板上对36个测试样本进行了多次声发射区域定位识别,在180次模拟实验中实现了176次声发射区域准确定位,正确率达到97.78%,声发射区域识别精度为30mm×30mm。该研究结果为机械结构的声发射区域定位检测提供了有效方法。     

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,文中所提方法综合定位误差在5%以内。     

声发射在桥式起重机主梁疲劳裂纹检测中的应用

起重机主梁结构复杂,体积庞大,不利于传统无损检测技术的开展。声发射检测技术可在动态条件下,对一定距离内的活性裂纹缺陷进行检测。文中利用声发射检测技术对轻量化桥式起重机主梁进行疲劳试验,尝试通过时差法对声发射源信号进行粗略定位,并将裂纹扩展情况与声发射计数及幅值进行分析,对今后的研究工作具有指导意义。     

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。     

气体管道泄漏声发射单一非频散模态定位

针对气体管道泄漏声发射信号的多模态、频散特性导致互相关泄漏定位误差大的问题,提出采用单一非频散模态提取的气体管道泄漏声发射定位方法。对检测信号的互谱加窗,并根据模态波数确定窗参数,可获得泄漏声发射信号的单一非频散模态导波的互谱。对单一非频散模态导波的互谱进行傅里叶反变换,得到泄漏声发射中单一非频散模态信号的互相关函数以及时延估计,就可以采用单一非频散模态声速,更准确计算出泄漏位置。对气体管道泄漏进行定位实验,相比用未经分解的泄漏声发射信号进行定位,由于声发射单一非频散模态信号的相关性增强,且选用的声速更准确,定位相对误差平均降低7%以上。这表明,通过提取泄漏信号互谱的单一非频散模态成分进行时延估计,可以提高泄漏检测的有效性和减小定位误差。     

断铅笔芯声发射实验信号研究

针对断铅声发射实验信号应用广泛而又没有深入分析的现状,为了更深层次地揭示断铅声发射实验信号的特点,探究了不同分析方法下断铅声发射信号的差异。分别采用了经验模态分解和5层小波变换方法,将断铅声发射实验信号进行了分解重构,并对分解重构信号的时域和频域特征进行了剖析;经验模态分解采用相关系数法,得到了6个固有模态函数,对声发射信号进行了深入分析。研究结果表明:经验模态分解与小波变换能够将断铅信号的低频噪音信号分离出来,可准确提取铅芯断裂声发射特征信息;同时结合断铅声发射信号的短时傅里叶变换分析也发现了噪声分布在相近的频率范围内,进一步说明了经验模态分解与小波变换分离断铅信号中低频噪音信号的准确性。     

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.     

用声发射技术与小波包分解确定转子系统的碰摩位置

提出了一种确定多盘转子系统碰摩位置的方法。这种方法基于声发射传感器的采样数据，并用小波包分解对数据作进一步处理，然后用互相关的方法得到结果。声发射方法经常用来发现缺陷并确定缺陷的位置，但是由于转子系统的碰摩是一种非常复杂的情况，所以很难利用通常的方法来确定碰摩位置。首先用小波包将信号分解到不同的频段上，然后再对分解后的信号分别用互相关方法，并进行比较相关系数来确定碰摩点位置。文中给出了仿真信号与试验数据的处理结果。     

基于DSP的高精度复合材料声发射定位系统

针对传统声发射检测系统存在的复合材料定位精度低的问题,改进了声发射源定位方法,采用高速DSP实现了一种适合复合材料时差定位的新型声发射检测系统.该系统以嵌入式数字信号处理器为核心器件,在定位软件中将基于小波分析的相关时延估计与复合材料声速修正相结合,提高定位系统的综合性能,实验结果表明:所设计的声发射定位系统具有精度高、适用范围广等优点,适合包括复合材料在内的多种声发射源损伤的精确定位.     

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。     

基于时间反转理论的航空管板铸件声源定位算法研究

针对航空管板铸件的动态检测需求提出一种损伤声源定位方法,采用声发射检测技术对构件易损伤的部位进行时间反转定位方法研究。首先利用有限元软件建立复杂构件有限元模型;然后在模型上模拟一个声发射损伤信号,通过预置的声发射传感器接收声发射源信号;最后根据时间反转聚焦原理对接收信号进行聚焦增强处理,并进行区域成像,确定损伤声发射源的准确位置。仿真实验结果表明该方法定位结果较使用前结果更精确。     

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.     

基于小波分析和GA-SVM的金刚石 砂轮磨损的声发射监测研究

针对工程陶瓷磨削中金刚石砂轮磨损状态判别准确度不高的问题,在部分稳定氧化锆陶瓷金刚石砂轮精密磨削的声发射智能监测实验中,在深入研究部分稳定氧化锆陶瓷磨削机理的基础上,对磨削声发射信号进行了5层离散小波分解。研究结果表明:金刚石砂轮磨损后,磨削声发射信号小波分解系数的有效值和方差,以及声发射信号小波能谱系数在低频率段都有所增大;利用部分稳定氧化锆磨削声发射信号的小波能谱系数或小波分解系数的有效值和方差值的组合,作为判别金刚石砂轮磨损状态的特征值,采用基于遗传算法支持向量机对金刚石砂轮的磨损状态判别准确度达100%,判别准确度明显优于BP神经网络方法。     

基于小波阈值-经验模态分解法的裂纹声发射信号降噪研究

声发射作为一种无损检测技术已被应用到多个领域的产品质量检测中。对小波阈值法和经验模态分解法进行分析和比较,并结合两种方法对声发射信号降噪的优点,形成小波阈值-经验模态分解法。对应用这一新降噪方法前后的信号进行对比,确认降噪效果显著,信号保真度良好。     

气体管道泄漏模态声发射时频定位方法

针对声发射信号频散特性导致基于时延估计的气体管道泄漏定位误差大的问题,提出一种基于模态声发射时频分析的泄漏定位方法。该方法采用平滑伪Wigner-Ville时频分布对两泄漏信号的互相关函数进行时频分析,利用互相关函数的时频谱可同时提取泄漏信号的时间延迟和与之对应的频率;然后根据泄漏声发射信号的主导模态的频散曲线即可确定该频率对应的声速,利用实时确定的声速和时间延迟并根据两传感器之间的距离即可确定泄漏点的位置。实验结果表明,采用时频分析的气体管道泄漏定位误差与互相关相比减少了6倍。所提出的模态声发射时频定位方法能有效抑制泄漏信号的频散,提高泄漏信号的相关性,从而更适合用于声发射管道泄漏定位。     

滚动轴承故障声发射信号的小波包络谱分析

利用声发射信号的高频特性采集滚动轴承故障信息,采用小波分析技术把信号分解在不同频带,对信号进行重构,从而消除背景噪声,再采用小波包络谱分析方法识别故障信息.试验结果证明,基于声发射信号的小波包络谱分析可以有效地检测滚动轴承故障.     

机械密封端面接触状态的声发射监测方法

针对机械密封运行过程中反映密封端面接触状态的工作参数(端面开启时间、膜厚等)测量困难的问题,提出基于声发射信号的机械密封端面接触状态监测方法。根据密封端面产生的声发射信号具有时变非线性且突发性强的特点,采用经验模态分解(EMD)法对原始信号进行分离提取。EMD法能够将信号分解为不同时间尺度和不同频带的一系列固有模态函数,然后根据能量分布特征对伪分量进行剔除,得到"近源"声发射信号,抽取其信号特征运用Laplace小波相关系数法实现对密封端面接触状态的准确识别。通过机械密封测试试验证明,声发射监测技术能准确地识别机械密封装置动静环之间的接触状态和摩擦形式,能够在工业现场推广使用。     

频带能量特征法在声发射刀具磨损监测系统中的应用

基于对声发射(AE)信号特点的分析和小波包分解理论对不平稳信号特征提取的优势,提出一种利用AE信号的能量变化来监测刀具磨损状态的方法。该方法利用db8小波基对AE信号进行5层小波包分解,将分解后各频带上的能量值作为特征参数,并组成特征向量。分别提取在新刀和刀具磨损状态下的特征向量,根据其变化即可判别刀具磨损的程度。试验结果验证了该方法在刀具磨损判析中的可用性。