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使用小波分析和交叉频谱检测板上的声源位置 A.Mostafapour,S.Davoodi,M.Ghareaghaji 大不里士大学机械工程系， 大不里士， 伊朗 接收于4.4.2014 修订后的形式收到于6.29.2014 接收于6.30.2014 网上获取于7.15.2014 摘要：在这项研究中，基于小波变换的理论和穿越时间频谱（CTFS）是用于定位声发射源在平板式结构上的频变波速的。在一个矩形板上安装四个传感器。在平板上的任何位置人造一个声发射源如Hsu-Nielsen铅笔芯断裂的方法对其产生一个影响，则声发射信号可被四个传感器在不同的时间检测到。通过小波包分解，小波包信号频率被选择的范围在0.125-0.25MHz之间。穿越时间频谱是有声发射传感器捕捉到的数据包然后由短时互相关傅里叶变换计算得到的。当穿越时间频谱达到最大值以及每一个这样的最大值提取的相应的频率时延迟时间是可计算得到的。由此产生的频率可用来计算波速组合群的色散曲线。定位的误差显示的算法的精度。 关键词：小波包分解，声发射，穿越时间频谱，组速度 介绍 声发射源技术（AE）多年来一直被认为是结构健康和伤害等诸如液体石油、天然气箱、灭火器、氧气箱等主要的候选者。声源位置总是被看作声发射检测的主要优点之一。当材料由内部或者外部的力作用或者发生了微小的结构性变化时，材料结构就会扭曲或者损坏，它将通过材料释放弹性波。裂纹扩展、摩擦和腐蚀是上面提到的微观结构变化。不同的方法在声发射源定位中已经得到发展。 这一过程的传统方法是使用阈值确定到达时间，这就是一个信号第一次跨越临界值的时间。Ziola et al在这个结果中讨论了大量的错误源定位结果。更准确的方法也被用于考虑在不同的传感器实际到达时间。获得使用不同的到达时间和波速来获得双曲线,每一对传感器代表可能的源的位置。Tobias[3]中产生一个确切解决三个传感器在板上的配置的解决方案。板上声源的位置取决于双曲线相交点。Scholey et al.[4]发表的一个方法是用在盘子里每一对传感器的到达时间的差异生成一幅地图。使用传感器的距离和波速依赖纤维取向来计算时差(）。这种技术称为“最佳匹配点的有哪些信誉好的足球投注网站法”。需要大量的试点是该方法的一个重要的缺点。弹???波基于其力学行为可以通过材料在不同的传播模式命名为拉伸和弯曲。这些模式的分离可以引出弹性波的精确的信息来源。使用一个传感器[1]是一个合适的源定位技术。Ding et al.[5]开发了一种新的波形分析这就是使用小波变换来估计声发射波到达时间。与阈值等方法相比的各种技术,互相关分析和小波包变换和基于小波分解的方法被认为是最稳定和准确的到达时间的确定方法。Davoodi et al[6]提出了一种基于小波变换的算法,当过滤和互相关技术在加压气体管道泄漏定位误差百分比小于5%可以得到泄漏定位。Masoumi et al.[7]使用两种方法来识别损伤平板式结构。第一个是在表面形成均匀负载，然后通过使用模式受损结构的形状,再利用二维小波变换检测损伤。第二个是基于广义柔度矩阵使用模式受损结构的形状,然后应用二维小波变换。Yang et al.[8]提出了一个基于多重信号分类(MUSIC)和小波分析来影响在板上定位源的方法。使用MUSIC方法估计波的到达方向和使用连续小波变换估计时间延迟。在这个实验中他们使用一个常数群速度。Sedlak et al.[9]通过从Kurz’s方法以及STA / LTA方法和标准阈值穿越技术中得到的两部AIC来比较了在薄板上的初次测定结果。Jeong et al[10]使用色散波在板上的各向同性来应用于WT断裂源的位置。 在这项研究中提出了一个可靠的和精确的算法来检测和定位平板式结构声发射源位置。计算时间延迟和声发射源的位置时结合了小波包分解和穿越时间频谱和频变波速频谱。通过小波分解,指定范围的频率被认为是和通过短时傅里叶变换所选频率范围的互相关性穿越时间频谱,时间延迟和相应的频率相关波速。实验对提到的算法进行了验证。 声发射源定位原理 2.1小波变换 小波包方法是小波分解的总括，其为信号处理提供了更加丰富发可能性。在小波分析中，信号被分为近似信号和具体信号。然后其本身分为二级近似信号和具体信号。所以对于N级分解有N+1种的可能分解信号的方法。在小波包分析的具体信号也可以分解为近似信号。这有种不同的编码方式。连续小波变换（WT）函数表示为： （1） 这里以及，他们分别是转移和尺度参数。上标（*）表示一个共轭复数。WT的分析函数可以被定义为： （2） 这里是一个复合函数，被称为母小波，其衡量的是时间和频率。函数包含了在时域中的应用转移操作（b传递）以及母小波在频域（a域）中的测量[8]。我们可以通过重建第一个衰退信号