放电声发射波检测中数据预处理的小波分析实现
王成江1，聂德鑫2
（三峡大学电气信息学院，湖北 宜昌443002；武汉高压研究所，湖北 武汉 430074）
摘要：研究了放电声发射波检测中用小波变换进行数据预处理的实现问题。内容包括小波分析预处理的步骤，选择小波，选择小波分解层数，提取有用频段的小波系数，小波消噪过程，小波消噪中的阈值选取，对提取的小波系数进行小波消噪等。两组实测信号的小波分析数据预处理结果证明了数据预处理的有效性。
关键词：局部放电； 声发射检测； 小波变换； 数据预处理
中图分类号：TM835, 文献标识码：A 文章编号：1003-4897(2003)11-0007-04
1 引言
对于放电声发射在线监测装置来说，如何排除干扰的影响是实现准确测量放电声发射信号的主要问题。在装置的实际应用中，所采集的信号往往包含许多尖峰或突变部分，并且噪声也不是平稳的白噪声，对这种信号进行分析，首先需要作信号的预处理，提取有用信号。小波变换以其优秀的时频局部特性被广泛用来从干扰环境中提取有用信号。在局部放电信号提取中小波变换的效果显著［1-3］，本文重点研究在局部放电声发射波检测中用小波变换进行数据预处理的实现问题。
2 小波变换与数据预处理
小波分析对非平稳信号消噪有着傅立叶分析不可比拟的优点，运用小波分析进行一维信号消噪处理是小波分析的一个重要应用之一。由于小波分析能同时在时、频域内对信号进行分析，它能有效地区分信号中的突变部分和噪声，可以很好地保存有用信号中的尖峰和突变部分，从而实现信号的消噪。另外，我们能够用小波分析将合成信号中的单纯正弦信号的频率提取出来。因为在小波分解下，不同的尺度具有不同的时间和频率分辨率，因而小波分解能将信号的不同频率成份分开。
在局部放电信号提取中，用小波分析进行数据预处理的步骤如下：
（1）选定小波函数和小波分解层数；
（2）用小波分解函数对数据进行一维离散小波（1包）分解；
（3）提取有用频段的小波系数；
（4）对提取的小波系数进行小波消噪处理；
（5）对消噪后的信号进行小波重构。
