聲發(fā)射信號(hào)分析技術(shù)
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AE技術(shù)的目的是獲得有關(guān)AE 源的信息，進(jìn)而獲取同材料或結(jié)構(gòu)故障相關(guān)的信息。因此，AE信號(hào)分析處理方法的研究是獲取AE 源信息的關(guān)鍵問(wèn)題之一，也是AE 技術(shù)的主要發(fā)展方向。
特征參數(shù)分析技術(shù)
特征參數(shù)分析法是基于諧振式AE 傳感器輸出信號(hào)的參數(shù)來(lái)獲取有關(guān)AE 源信息的方法。目前在AE 檢測(cè)中仍得到廣泛應(yīng)用。簡(jiǎn)化的波形特征參數(shù)包括振鈴計(jì)數(shù)、能量、幅度、上升時(shí)間和持續(xù)時(shí)間5 個(gè)參數(shù)。對(duì)于連續(xù)型AE 信號(hào)，只有振鈴計(jì)數(shù)和能量參數(shù)可以適用，為了更確切地描述連續(xù)型AE 信號(hào)的特征，又引入了平均信號(hào)電平和有效值電壓兩個(gè)參數(shù)。
參數(shù)分析方法的最大缺點(diǎn)是有關(guān)AE 源本質(zhì)
的信息往往被諧振式傳感器自身的特點(diǎn)所掩蓋或模糊掉，因?yàn)橛蛇@種諧振式傳感器所獲得的AE 信號(hào)基本是一衰減的正弦波，由這樣的波形得到的各種參數(shù)與真正的物理量(位移、速度、加速度等)之間缺少必然的聯(lián)系，AE 信號(hào)的這種外在相似性必然給源機(jī)制的識(shí)別和信號(hào)的處理帶來(lái)困難。其次，AE 信號(hào)是突發(fā)性瞬態(tài)信號(hào)，并具有非穩(wěn)態(tài)隨機(jī)信號(hào)的特征，參數(shù)分析的結(jié)果往往隨所用傳感器諧振頻率和測(cè)試系統(tǒng)(放大倍數(shù)、閾值的不同)而變化，因此，實(shí)驗(yàn)結(jié)果的重復(fù)性還很差。此外，傳統(tǒng)的參數(shù)分析方法認(rèn)為AE 信號(hào)是以某一固定速度傳播的假設(shè)，與實(shí)際情況有很大出人，它必然會(huì)帶來(lái)定位誤差。這些缺點(diǎn)都是參數(shù)分析方法所無(wú)法克服的，在很大程度上制約了AE 技術(shù)的發(fā)展。
盡管與記錄的AE 波形信號(hào)相比，AE 波形特征參數(shù)已經(jīng)損失了大量的信息，但由于其對(duì)AE儀的要求較低，分析方式簡(jiǎn)單、直觀，記錄的信號(hào)量大、分析速度快、實(shí)時(shí)性好，便于檢測(cè)人員掌握和操作，因此它目前仍是工程檢測(cè)中主要使用的方法[2]。
波形分析技術(shù)
AE 波形分析是通過(guò)分析所記錄的AE 時(shí)域波形或頻譜特征來(lái)獲取AE 信號(hào)所蘊(yùn)含信息的一種方法。從理論上講，波形是表達(dá)AE 源特征的最精確的方法，波形分析能提供更全面更詳盡的AE 信號(hào)特征信息，并可導(dǎo)致對(duì)AE 的定量認(rèn)識(shí)。但是，得到真實(shí)的AE 信號(hào)本身是一件相當(dāng)困難的工作，而對(duì)一畸變信號(hào)進(jìn)行頻譜、相關(guān)分析等可能會(huì)導(dǎo)致一些錯(cuò)誤結(jié)論。因此，在AE 技術(shù)發(fā)展初期，用得更多的是參數(shù)分析方法，并經(jīng)歷了從簡(jiǎn)單參數(shù)分析到復(fù)雜參數(shù)分析的漫長(zhǎng)過(guò)程。近十幾年來(lái)，隨著計(jì)算機(jī)軟硬件技術(shù)的飛速發(fā)展，寬帶AE 傳感器和多通道全波形AE 檢測(cè)儀器問(wèn)世，可以獲得更真實(shí)的AE 波形，了解更多的AE源信息。同時(shí)模態(tài)AE 理論和技術(shù)逐漸成熟，小波分析、現(xiàn)代譜分析和神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)分析等現(xiàn)代信號(hào)處理技術(shù)在AE 分析中得到應(yīng)用，AE 波形分析技術(shù)的研究和應(yīng)用取得了較大進(jìn)展。
AE 波形分析技術(shù)的核心是了解所獲得的AE波形的物理本質(zhì)，研究AE 的源機(jī)制、聲波的傳播過(guò)程和傳播介質(zhì)的響應(yīng)，了解不同機(jī)理的源產(chǎn)生波形的異同并進(jìn)而尋找識(shí)別方法。目前基于波形分析的主要方法包括：模態(tài)聲發(fā)射、經(jīng)典譜分析、現(xiàn)代譜分析、小波分析和人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模式識(shí)別等。
評(píng)論