倒频谱分析在碰撞声发射源信号恢复中的研究

发布时间：2021-09-02 11:07

　　为深入理解声发射法颗粒粒径在线测量的机理,有必要对颗粒碰撞过程中产生的声发射源信号进行恢复。利用倒频谱分析,将时域内的卷积信号转变为倒频谱域内的线性叠加信号,并通过加窗滤波消除传播路径等系统因素的影响,实现源信号的恢复。采用0.6 mm、0.8 mm和1.0 mm的玻璃珠在3种不同速度下撞击波导杆,并对碰撞声发射信号进行源信号恢复。实验结果表明,恢复源信号可以视为理论源信号的近似估计。同时,在不同颗粒粒径与颗粒速度下,颗粒粒径增大,恢复源信号的幅值与持续时间均增加,颗粒速度增大,恢复源信号的幅值也增加,但持续时间会减小,这与颗粒碰撞理论的分析结果相一致。 

【文章来源】：仪表技术与传感器. 2020,(06)北大核心CSCD

【文章页数】：4 页

【部分图文】：

颗粒碰撞系统示意图

高斯窗函数具有连续的导数和良好的局部化特性[10],是比较理想的倒频谱滤波窗函数。颗粒碰撞源信号恢复的流程如图2所示。首先对声发射传感器采集到的声发射信号进行预处理,去除直流分量;然后对信号进行倒频谱分析,并通过高斯窗函数进行滤波,消除倒频谱中处于高时部分的倒谱分量,分离得到声发射源信号的倒频分量;最后对分离后的信号进行倒频谱的逆变换,从而实现颗粒碰撞源信号的恢复。2 实验研究

本研究采用的颗粒碰撞实验装置如图3所示,用来获得颗粒与波导杆碰撞产生的声发射信号。颗粒在压缩空气的驱动下,穿过由两个环形静电电极组成的静电测速装置后与波导杆发生碰撞,产生的信号由声发射信号分析仪进行采集。颗粒速度可以通过调节空气压缩机的出口压力进行控制,并由静电测速装置利用互相关算法计算得到[11]。发射管总长为110 mm ,内径为2 mm,管壁上的开孔直径为1.5 mm,便于将颗粒放入发射管中。波导杆为不锈钢材料,总长为187 mm。声发射传感器采用Nano30传感器,其工作频率为125～750 kHz,谐振频率为300 kHz。声发射信号分析仪采用DS-4A型声发射仪,信号采样频率为10 MHz,采样阈值为20 mV。为探究所提方法对不同粒径与速度的颗粒碰撞产生的声发射源信号恢复的有效性,实验采用不同粒径的玻璃珠,分别在不同速度下与波导杆发生碰撞,并采集相应的碰撞声发射信号。

【参考文献】：
期刊论文
[1]基于声发射的气固两相流质量流率及粒径的测量[J]. 王志春,袁小健,王月明,李海广.  仪表技术与传感器. 2017(07)
[2]钻柱振动倒谱分析及其钻头源信号提取方法研究[J]. 吴何珍,葛洪魁,杨顶辉,陆斌,韩来聚,魏茂安.  地球物理学报. 2010(08)
[3]频谱分析法在齿轮箱故障诊断中的应用[J]. 李晓虎,贾民平,许飞云.  振动、测试与诊断. 2003(03)
[4]声发射信号处理和分析技术[J]. 耿荣生,沈功田,刘时风.  无损检测. 2002(01)
[5]瞬态信号波形重构及其应用[J]. 梁凤岗,徐敏.  哈尔滨工程大学学报. 1997(05)



本文编号：3378898