基于時頻域的鋼桶泄漏檢測信號處理（5）

范佩西

第五章  總結與展望

5.1 總結

本課題是基于時頻域的鋼桶泄漏檢測信號處理，即利用信號時頻分析方法對鋼桶泄漏的聲發射信號進行分析處理處理，提取鋼桶泄漏聲發射信號的特征。本文在第一、二章分別對鋼桶的應用及其檢測方法和聲發射技術以及聲發射信號的處理方法做簡單的介紹，對泄漏聲發射信號的時頻分析方法進行了探討，研究泄漏聲發射信號的特征。第三章和第四章利用MATLAB軟件的時頻分析功能對鋼桶聲發射泄漏信號進行了基本的分析，設計鋼桶泄漏檢測系統。實現了泄漏信號的特征參數提取，驗證了鋼桶聲發射泄漏信號檢測的可行性。

利用計算機軟件MATLAB的數字信號處理的功能對濾波后的標準鋼桶與泄漏鋼桶和不同泄漏孔徑大小的鋼桶的聲發射信號進行仿真和相關分析處理。首先對鋼桶聲發射信號做頻譜分析，找出聲發射信號和噪聲的特征頻率。然后設計FIR濾波器對聲發射信號進行有效的降噪處理，從而得到降噪后較理想的泄漏聲發射信號，并在此基礎上完成了對泄漏聲發射信號特征提取。

并分別對濾波后的聲發射信號做快速傅里葉變換、功率譜估計、希爾伯特黃變換處理。對比標準鋼桶的聲發射信號和泄漏鋼桶的聲發射信號的FFT波形、功率譜和邊際譜，分析出標準鋼桶聲發射信號和泄漏鋼桶聲發射信號的特征值；再對各不同孔徑大小的泄漏信號進行對比，判斷出信號的FFT波形、功率譜和邊際譜與泄漏孔徑大小的關系。求出且比較不同試驗鋼桶聲發射信號時域信號的幅值、均方值、均值，提取其時域特征。

利用MATLAB圖形用戶界面GUI設計鋼桶聲發射檢測系統，它減輕我們的工作量，加快了我們的分析時間。它能更加方便的實現對鋼桶泄漏聲發射信號的檢測。

5.2 展望

鋼桶是主要的包裝容器，鋼桶的泄漏會給社會帶來經濟損失會對環境造成污染。利用聲發射檢測技術對鋼桶進行驗漏檢測還處于研究與開發的階段。聲發射檢測技術作為一門較新的無損檢測技術經過了多年的應用和發展，雖然在工程和材料檢測中有比較廣泛的應用，但聲發射檢測技術還有很多不足的地方。這主要原于聲發射檢測技術應用是依賴于計算機數字信號的處理技術應用，數字信號處理技術能很好的反應聲發射信號的特征。聲發射檢測技術是隨著數字信號的分析處理技術的發展而發展的。

聲發射信號的處理方法主要是時頻分析，在聲發射信號處理方面還處于研究的階段。深入研究時頻分析理論，將它充分有效的應用于聲發射信號處理分析，必將使聲發射檢測技術跨入一個嶄新的階段。

隨著社會的發展和技術的進步，硬件設備的不斷更新與現代數字信號處理方法的完善，數字信號的時頻分析方法會得到深入的研究和發展，聲發射信號的處理分析技術也必將進一步智能化、系統化，不斷的更新與完善，會推動聲發射檢測技術在鋼桶泄漏檢測以及其他實際工程檢測和材料檢測中得到更為廣泛的應用。

參考文獻

[1] 楊文亮．鋼桶與環境[J]．中國包裝報，2001(04)：1-5.

[2] 楊文亮．中國的鋼桶市場[J]．上海包裝報，2003(05)：1-3.

[3] 楊文亮．金屬容器的滲漏檢測技術的發展[J]．中國包裝報，2008(05)：1-3.

[4] 楊文亮．金屬容器的滲漏檢測技術[J]．企業科技與發展，2008(03)：51-52.

[5] 謝朝陽．聲發射信號處理方法分析[J]．中國科技信息，2009(05)：131-132.

[6] 焦敬品，何存富等．管道聲發射泄漏檢測技術研究進展[J]．無損檢測，2003(10)：519-523.

[7] 譚興強．管道泄漏聲發射檢測系統的研究[D]．重慶大學博碩論文，2006.

[8] 譚善文，秦樹人等．Hilbert—Huang變換的濾波特性及其應用[J]．重慶大學學報（自然科學版），2004(02).

[9] 譚善文．多分辨希爾伯特—黃（Hilbert-Huang）變換方法的研究[D]．重慶大學，2001.

[10] Huang N E,ShenZ．The Empirical Mode Decom position and the Hilbert Spectrum for Nonlinear and Non-stationary Time Series Analysis[M]．Proceedings of theRoyal Society of London，1998(454)：903–995.

[11] Huang N E，Long S R，Shen Z．The Mechanisms for Frequency Downshift in Nonlinear Wave Evolution [J]．Adv. App. I Mech.，1999(32)：59–111.

[12] 帥園園．車輛滾動軸承故障診斷分析技術的研究[D]．大連交通大學，2008.

[13] 鄭勝峰．時頻信號的數字化測量方法研究及硬件設計[D]．西安電子科技大學，2009.

[14] 姜濤．管道泄漏檢測與定位的應用研究[D]．哈爾濱工程大學，2008.

[15] 楊麗娟，張白樺，葉旭楨．快速傅里葉變換FFT及其應用[J]．光電工程，2004，31(增刊)：1-7.

[16] 胡麗瑩，肖蓬．快速傅里葉變換在頻譜分析中的應用[J]．福建師范大學學報(自然科學版)， 2011(04).

[17] 宋愛國，劉文波等．測試信號分析與處理[M]．機械工業出版社，2007.

[18] 黃振峰，伍蔣軍，毛漢領．金屬裂紋聲發射信號FIR濾波設計的濾波器參數設置方法[J]．河北工業大學學報，2007(01)：36.

[19] 于浩．石油管線泄漏的聲發射技術（AE）監測系統研究[D]．西安科技大學，2009.

[20] 李磊．基于MATLAB GUI的數字圖像處理系統設計[D]．成都理工大學碩士學位論文，2012.

[21] 吳新余，周井泉等．信號與系統-時域頻域分析[M]．北京：電子工業出版社，2000.

[22] 張德豐．MATLAB數字信號處理與應用[M]．北京：清華大學出版社，2010.

[23] 葛哲學，陳仲生．MATLAB時頻分析技術及其應用[M]．人們郵電出版社，2006.

【相關鏈接】

基于時頻域的鋼桶泄漏檢測信號處理（1）

基于時頻域的鋼桶泄漏檢測信號處理（2）

基于時頻域的鋼桶泄漏檢測信號處理（3）

基于時頻域的鋼桶泄漏檢測信號處理（4）

基于時頻域的鋼桶泄漏檢測信號處理（5）