使用聲學信號的時頻特征對瓷器裂紋進行識別研究

電子通信論文編號:TX270  論文字數:12016,頁數:36

目  錄
摘  要 I
Abstract II
1  緒  論 1
1.1  課題研究背景 1
1.1.1  國外研究現狀 1
1.1.2  國內研究現狀 2
1.2  課題研究目的及意義 3
1.3  課題主要研究內容 3
2  基于聲發射學裂紋檢測原理及檢測系統 5
2.1  裂紋檢測原理 5
2.1.1  聲學基礎知識 5
2.1.2  無損檢測 7
2.2  檢測系統實驗設備組成 8
2.2.1  檢測系統組成 8
2.2.2  聲音信號的采集 8
2.2.3  影響聲音信號特性的因素 9
2.2.4  實驗參數的確定 9
 2.3  MATALB軟件平臺介紹 10
 2.3.1  MATLAB的簡介 10
 2.3.2  MATLAB特點 11
3  系統總體設計 12
3.1  系統總體流程圖 12
3.2  檢測信號噪聲來源分析 13
3.3  檢測信號的噪聲的處理方法 13
3.3.1  有限沖激響應濾波器（FIR） 13
3.3.2  無限沖激響應（IIR） 15
3.3.3  數字高通濾波器的設計 16
3.4  檢測信號的端點檢測 17
4  信號特征參數提取與實驗結果分析 19
4.1  瓷器時域特征參數提取與裂紋檢測 19
4.1.1  概率密度直方圖法 19
4.1.2  程序結果 20
4.1.3  結果分析 23
4.2  瓷器頻域特征參數提取與裂紋檢測 23
4.2.1  傅里葉變換頻域分析法 23
4.2.2  程序結果 24
4.2.3  結果分析 26
4.3  實際應用 26
5  結  論 28
致  謝 29
參考文獻 30
附  錄 31
附錄  部分程序代碼 31

摘  要
 瓷器缺陷主要表現為裂紋，裂紋是一種常見的結構損傷形式，目前裂紋檢測方法主要有射線診斷、光學診斷、漏磁檢測以及聲學檢測等，其中聲學檢測具有操作簡單、快捷、經濟和安全等優點，更適合本課題研究對象的裂紋檢測。
 本文利用聲學信號的時頻特征對瓷器裂紋進行識別研究。研究內容如下：(1) 基于聲學的瓷器紋檢測信號試驗裝置設計。在對聲學裂紋檢測原理分析的基礎上，設計瓷器裂紋檢測試驗裝置。該裝置主要解決聲音信號數據采集問題。初步研究信號特性參數，確定最佳實驗方案。(2) 采集信號的數據預處理。應用MATLAB設計高通濾波器以盡可能消除提取信號內所含的噪聲。(3) 瓷器信號特征參數的提取。分別從時域、頻域對瓷器激勵聲音信號進行分析，提取完好瓷器和裂紋瓷器的時、頻特征參數，綜合各參數特性優點對裂紋進行識別。另外對信號進行時頻分析 (4) 系統應用軟件設計。從模塊化的角度，對系統軟件進行設計。設計的模塊主要包括數據采集保存、文件讀取、信號預處理與特征提取、裂紋識別等。
關鍵詞：聲發射學；裂紋；信號處理；傅里葉變換；概率密度        

ABSTRACT
 Nicks is one of the most common forms in porcelain defect, and it is a kin of structure damage. Ray diagnosis ,optical diagonsis, leak-porcelain diagonsis and acoustic diagonsis etc are the main methords of porcelain detection today. And acoustic diagonsis has the advantage of easy-operate, fast, economic and safe and it is the consort of flaw detction in this paper.
 This paper is a sutudy on detction of nicks inside of porcelain with acoustic signal in frequency domain. The contants as following (1)a experimetation  design (set) on signal detection of porcelain basic at acoustic. This set is to selcet acoustic signal and To study the special parameters therefor be a good experiment desigen(2)pre-prccess dete of scelected signal. To expect from the signal with noise with statistic be presented in order to pick-up omformation.(3) pick-up porcelain special signal parameters. To analyse acoustic signal from time-domain, frequency-domain and pick-up time-dimain parameter and frequency-domain parameter both from perfect and nick porcelains, tell nicks from the parameters.(4) systerm software desigen. From module aspect to design for the system software.Designed moudles inculding seclected dates recorded, documents rade. Pre-process signal, pick-up characters, and nicks identify.
 
Key words: AE;nicks;signal process;Fourier transformation;probability density