机械故障诊断中的声发射信号处理方法研究
黄 翔，候 力，谭永健，孙治国，周清华
（四川大学 制造学院，成都 610065）
摘 要：由于声发射换能器的输出信号经过硬件滤波后还含有大量的噪声信号，而且其频谱可能和噪声信号的频谱重叠，因此提取能反映实际物理状态的信号是声发射检测工程应用的关键技术之一。设计了自适应噪声对消器，以消除环境噪声的干扰，再通过数字带通滤波以进一步抑制不需要的信号。在声发射信号的处理中使用了时频分析工具—小波包，将信号在不同尺度上分解，以便确定信号在奇异点处的时频特征信息。
关键词：声学；声发射；自适应滤波；带通滤波；小波包
中图分类号：TH165+.3 文献标识码：A
The Processing Method of Acoustic Emission Signals
in Diagnoses of Mechanical Failure
HUANG Xiang,HOU Li, TAN Yong-jian, SUN Zhi-guo, ZHOU Qing-hua .
( School of Manufacturing Sci. and Eng. , Sichuan Univ. ,Chengdu 610065, China)
Abstract: Owing to great noise signals mixed with AE signals and the overlap of their spectrums after being filtered, one of the key technology in the use of acoustic emission technique is to extract signals which can show real physical state noise compensator is designed to eliminate the
interference of the background noise and therefore improve signal-to- noise ratio of the designed system.A digital filter is also needed to further suppress unwanted signals. In processing the AE signal, the analysis tool of time and frequency-wavelet package is adopted, in order to confirm the characteristics of time and frequency in strange points of the signal.
Key words: acoustics; acoustic emission; adaptive filter; bandpass filter; wavelet package
在现今机械系统整件的故障诊断中，声发射检测技术已经得到广泛应用。声发射监控技术不需发射探测信号，而只是“被动”监听由于零件结构变化而发射出来的声波信号，通过分析所接收的信号，对声发射源的位置、物理状态做出判断，因此利用声发射检测可以获得缺陷的动态信息，进而评价缺陷的严重性和危险性，既可以根据缺陷的严重程度进行实时报警，还可以连续长期监视构件在使用过程中的安全性。
但是声发射信号的重要特点是，背景噪声复杂，信号本身很弱。因此提取能反映实际物理状态的信号，是声发射检测技术能在工程中应用的关键技术之一。本文着重对发射信号的处理方法的研究，在信号处理过程中，综合了参数声发射的技术和模态声发射理论的特点，进行信号波形的识别和特征参数的提取，过程包括噪声对消、数字带通滤波、小波分析和特征提取。如图1所示。
