预测器-减法器-恢复器构成的滤波器去除刺激伪迹的研究

为了去除混在瞬态诱发耳声发射（TEOAE）信号中的刺激伪迹,同时保留瞬态诱发耳声发射信号的有效信息,本文首次提出将预测器-减法器-恢复器构成的滤波器,用于去除受试者耳中的刺激伪迹,来准确提取TEOAE信号。此方法与导出的非线性响应方法相比,不但能准确有效地去除刺激伪迹,而且能保留TEOAE信号的有效成分。是一种非常有前景的应用于临床的方法。     

自适应信号增强在瞬态诱发耳声发射信号检测中的应用

耳声发射是近年来耳科学领域的研究热点。它已成为临床听力筛选和诊断耳蜗病变最为有效的手段之一。耳声发射信号的信噪比和相关率是临床诊断的重要依据。文中将自适应信号增强技术引入到对瞬态诱发耳声发射信号的检测中,并提出了一个基于最小均方算法的实用的自适应信号增强器结构。通过对106例受试耳所进行的瞬态诱发耳声发射信号检测,结果表明,自适应信号增强技术与传统的相干平均技术相比有更好的增强信号和抑制噪声的性能。利用自适应信号增强可以提高瞬态诱发耳声发射信号的信噪比增速、减少检测所需叠加次数、检测用时可缩短近一半。     

2004年作者索引

Bai白桂珍:(见张凯等:1 mm压电柱式超声微电机的研制)·······················……No.3(255)Bao鲍卫兵:(见陈福连等:Rijke一zT型脉动燃烧器的频率特性研究)·················……No.6(521)Bi毕传兴陈剑陈心昭:半自由声场的全息重建和预测技术研究················……No.4(379)Cao曹宇:(见叶万兴等:双向滤波法去除瞬态诱发耳声发射检测中的刺激伪迹)······……No.1(89)Cai蔡晓冬蔡小舒:Chen陈永强陈希信陈华伟:陈华伟陈宇:陈锦光:陈雪勤:陈美霞陈小宁:陈进:陈华伟陈曦…     

压电陶瓷发射换能器的瞬态抑制

提出了一种针对压电陶瓷发射换能器的瞬态响应的抑制方法。该方法通过对发射信号的控制,即发射的信号是在原有的信号上叠加若干消影脉冲,抑制换能器的输出瞬态响应的影响,从而实现窄带换能器发宽带信号的目的。分别用正弦脉冲和调相脉冲进行了实验,实验取得了和理论较为一致的结果,均很好地抑制了瞬态响应对发射波形的影响。     

近场子空间聚焦的碰摩故障声发射定位方法

针对宽带多源声发射信号的相干、多模态和能量衰减快问题,提出一种近场多重相干信号子空间聚焦的定位算法用于碰摩故障声发射源的定位检测。首先,为滤除干扰模态波、减小频散效应,采用基于模态声发射传播特性分析的小波分解滤波方法,从碰摩初期的声发射信号中获取零阶模态波及波速用于定位计算;其次,为实现信号解相干,提出基于双边相关变换(TCT)的近场聚焦矩阵估计方法;最后,针对声发射信号的能量衰减快问题,利用近场基于特征分解的多重信号分类(N-MUSIC)的空间谱估计方法来实现声源的精确定位。理论分析和实验结果表明:该方法定位精度高、计算复杂度低、稳定性强,能有效识别多个相干碰摩声源。相比传统相干子空间算法(CSM),该方法减少了信号初值和聚焦频点的计算量,对双声源的分辨概率较现有修正近场多重信号分类算法提高了17%,是一种有效的碰摩故障源检测方法。      

不同浓度的尾砂胶结充填体破坏过程 声发射特性试验研究*

制备了3种不同质量浓度的充填体试件,进行了单轴压缩声发射试验,分析了不同浓度的充填体力学特性,重点研究了试件破坏过程中的声发射振铃计数、声发射累计撞击数与声发射累计能量的比值(r值)、主频及其相对高频信号激增响应系数特征。研究表明：随着浓度的增加,充填体的峰值强度与弹性模量呈增大趋势,充填体中出现的声发射累计振铃计数越多;r值先升高再持续减小到一个较低值,随着外载荷的增加,进入缓慢升高阶段,峰值前均保持在该阶段。充填体破裂前兆信息在声发射信号主频分布中呈现主频段增多现象,表现为由加载初期的1~2个主频段,在临界主破裂时增多到3~5个主频段;且随着浓度的增加,声发射信号主频频段分布越宽,声发射相对高频信号(160~180 kHz)的激增响应系数呈递减趋势。以上特征可为不同浓度的尾砂胶结充填体稳定性监测、预测提供依据。     

超声检测用压电换能器瞬态特性可控可调

超声检测用压电换能器瞬态特性主要包括瞬态空间响应和瞬态时间响应。本文通过调整控制换能器和激励源,实现瞬态空间响应和瞬态时间响应的某些特性的可控可调。其中包括在空间响应方面消除边缘波以获得平行声束和消除平面波以获得聚焦绳声束;在时间响应方面,调整换能器的背衬阻抗以获得可调首次波幅比和调整换能器结构和激励电信号以获得任意检测信号等。     

超高速撞击声发射信号在载人航天器加筋结构的传播特性实验研究

为研究超高速撞击声发射信号经过载人航天器加筋结构后的传播规律,分别在平板结构和加筋结构上模拟高速撞击实验,利用传感器阵列采集高速撞击产生的声发射信号。结合小波和傅里叶分析方法从板波模态、频域以及时域三方面分析加筋结构对声发射信号传播特性的影响,并研究成坑和穿孔损伤模式下声发射信号的传播规律。结果表明:加筋板中的信号高频部分比平板中高频部分能量少,筋体对信号高频部分有滤波效果。加筋结构受高速撞击产生穿孔损伤时,S0模态声波的能量增多。研究成果可为载人航天器结构的高速撞击感知与定位技术提供有利参考。      

应崇福院士90生辰学术报告会论文超声检测用压电换能器瞬态特性可控可调

超声检测用压电换能器瞬态特性主要包括瞬态空间响应和瞬态时间响应.本文通过调整控制换能器和激励源,实现瞬态空间响应和瞬态时间响应的某些特性的可控可调.其中包括在空间响应方面消除边缘波以获得平行声束和消除平面波以获得聚焦绳声束;在时间响应方面,调整换能器的背衬阻抗以获得可调首次波幅比和调整换能器结构和激励电信号以获得任意检测信号等.     

一种多算法融合的实时滤波在光纤陀螺中的应用

根据光纤陀螺输出信号的特点和应用环境的要求,在Mallat小波变换的基础上,研究了一种多算法融合的实时滤波算法.该算法在光纤陀螺刚启动,数据量偏少时,通过IIR滤波器进行滤波|采样数据量足够多时,通过施加滑动数据窗来实现小波实时去噪,采用周期对称延拓的方法去除小波去噪的边界问题,可有效去除光纤陀螺输出信号中高频部分的噪音,提高滤波效果,抑制陀螺的随机漂移.通过实验验证了该方法对陀螺输出信号进行滤波的可行性和有效性.     

一种多算法融合的实时滤波在光纤陀螺中的应用

根据光纤陀螺输出信号的特点和应用环境的要求,在Mallat小波变换的基础上,研究了一种多算法融合的实时滤波算法.该算法在光纤陀螺刚启动,数据量偏少时,通过IIR滤波器进行滤波;采样数据量足够多时,通过施加滑动数据窗来实现小波实时去噪,采用周期对称延拓的方法去除小波去噪的边界问题,可有效去除光纤陀螺输出信号中高频部分的噪音,提高滤波效果,抑制陀螺的随机漂移.通过实验验证了该方法对陀螺输出信号进行滤波的可行性和有效性.     

滚动轴承声信号特征提取和诊断试验研究

为解决振动检测方法不能有效识别低速旋转机械滚动轴承故障问题,利用声发射检测方法,建立了滚动轴承低速声发射信号采集试验装置,对模拟人工缺陷滚动轴承声发射信号进行了采集,进而对滚动轴承声发射信号进行总体平均经验模式分解,结合能量矩及相关系数法综合判断分解后各模态分量的真伪,据此提取出特征信号并做出其局部Hilbert边际谱,最后对滚动轴承各种故障模式进行诊断。试验结果表明该诊断方法能准确识别滚动轴承声发射信号故障频率,依据特征频率及幅值大小可对低速滚动轴承故障进行有效诊断。     

基于LabVIEW空间瞬态光信号处理技术

分析了待探测的瞬态光信号、背景光信号和高频干扰信号频率的特性,利用LabVIEW软件平台设计虚拟仪器,进行信号处理和分析.设计了数字滤波器,对采集到的信号进行数字滤波,对滤波后的目标信号进行谱估计,得到功率谱密度.试验结果表明,该方法设计简单,运行可靠,滤波效果显著.     

真人头部骨导效应实验和分析

利用耳声发射原理,借鉴三间隔范式分离方法,提出对骨导振子施加扫频音,以快速准确获取全频段刺激频率耳声发射(SFOAE)信号的方法,以此研究真人头部的骨导效应,将测得的耳声信号和骨导振子激励信号之间的相对关系定义为耳声相关骨传导响应函数(OAR-BCRF)。10名听力正常的受试者的OAR-BCRF实验结果表明,不同刺激强度下测量的OAR-BCRF的包络形状差异不大,仅幅度随着刺激强度的增加而整体增大;乳突和下颌骨髁突两个不同刺激位置下的OAR-BCRF包络整体趋势相似,但在不同频段存在差异,下颌骨髁突处的经颅传输要低于乳突。受试者的平均OAR-BCRF数据显示,在2~6 kHz之间,同侧OAR-BCRF的幅度最大相差13 dB,而对侧OAR-BCRF最大相差19 dB。实验也发现同侧与对侧的OAR-BCRF包络相似且双侧骨传导的隔离度不高。本文的OAR-BCRF研究有效地探讨了真人头部的骨导传输的生理特性,可为经颅衰减和骨传导空间声定位等相关研究提供基础。      

声发射衰减特性管道泄漏定位方法

声发射技术具有灵敏度高、实时性强、覆盖范围大等优点.泄漏产生的声发射波沿管壁传播会发生衰减,通过研究衰减系数与金属晶粒散射和热流损失的关系,建立准确的声发射能量衰减模型.在此基础上,针对声发射频带宽的特点对传统衰减定位模型进行改进,提出宽频带声发射源定位模型,该方法先通过实验确定泄漏信号频带,再将滤波后的信号经过小波包...     

一种声矢量阵子空间拟合算法及其矩阵预滤波器设计

为了减少矩阵预滤波器通带响应畸变程度,提出了一种基于阻带约束通带最大k个误差范数和(k为约束点的数目)最小化准则的矩阵预滤波器设计方法,通过使通带内最大的k个响应误差范数和最小化,减少了通带响应畸变程度。同时针对声矢量阵方位估计算法计算量过大的问题,提出了一种基于矩阵预滤波的声矢量阵子空间拟合算法,通过对声矢量阵声压、振速信号子空间进行联合处理,将预滤波矩阵和拟合子空间矩阵均减少为M×M维(M为阵元数),从而减少矩阵预滤波器设计和方位搜索所需时间。仿真结果和分析表明该算法性能和预滤波MUSIC算法相当,但在计算量上有较大优势,矩阵预滤波方法能抑制阻带干扰,提高后续算法的分辨和估计性能。      

基于光纤耦合器的声发射传感器

为检测变压器内局部放电产生的声发射信号,介绍了一种基于特殊光纤熔融拉锥耦合器型声发射传感器。它是利用声波引起的扰动改变耦合器两臂光功率输出的特点来检测声发射信号。实验结果表明：此种传感器在10kHz～250kHz范围内对声发射信号有良好响应,在155kHz灵敏度为5.6×10^-6V/Pa,噪声为1.8Pa声压,有望在复合材料与结构、电力无损检测方面得到应用。     

腐蚀声发射信号降噪方法

为了从复杂背景噪声中有效地检测出腐蚀声发射信号,采用短时分形维数和离散分数余弦变换相结合的降噪方法,利用声发射检测系统,对6% FeCl₃·6H₂O溶液中Q235钢板的全面腐蚀和局部腐蚀声发射信号进行了降噪处理。实验结果表明,腐蚀声发射信号分别加入白噪声、有色噪声和粉红噪声,在输入信噪比为0~15dB的条件下,此方法降噪效果与标准离散余弦、离散分数余弦变换方法相比,输出信噪比最高可提升8 dB。所述降噪方法对检测腐蚀声发射信号以及对金属剩余寿命的评价具有一定意义。      

基于EMD的拉曼光谱去噪方法研究

经验模态分解(EMD)方法是一个以信号极值特征尺度为度量的时空滤波过程,它充分保留了信号本身的非线性和非平稳特征,在信号的滤波和去噪中具有较大的优势。文章在介绍EMD分解方法的基础上,结合EMD的多尺度滤波特性,提出了一种新的拉曼光谱去噪方法——EMD阈值去噪法。该方法首先对含噪的拉曼光谱信号做EMD分解,得到各阶本征模态函数(IMF),然后对高频的IMF分量用阈值法进行处理,把经过阈值处理后的高频IMF分量与低频IMF分量叠加得到重构的信号,即去噪信号。通过处理对二甲苯的拉曼光谱信号,分析了在不同噪声水平上不同去噪方法的处理效果。实验结果表明EMD阈值去噪法有效地去除了噪声,较好地保留了光谱的细节信息,与小波阈值去噪方法相比较具有自适应的优势,在拉曼光谱去噪中有很好的应用前景。     

基于连续统快速傅里叶变换的红外光谱处理技术

为实现红外光谱对遥感地物准确的识别,消除高频噪声是光谱特征分析和提取的重要环节。利用光谱连续统处理方法,结合信号时域分析领域快速傅里叶变换提出了一种新的红外光谱滤波方法。该方法首先对红外光谱进行光谱连续统去除,利用快速傅里叶变换将去连续统后光谱转换到频域,设计低通滤波器滤除高频噪声,然后通过快速傅里叶反变换将频域信号转换到时域,最后对信号进行光谱连续统恢复,得到滤除噪声后的红外光谱信号。对比实验表明,连续统快速傅里叶滤波方法比常规的时域滤波方法有更好、更快的滤波效果,解决了传统快速傅里叶红外光谱滤波的吉布斯现象。该方法操作简便、运行速度快捷、滤波效果好,满足了红外光谱地物识别对光谱高质量的要求。