CN102667508A - 检测由检测器接收到的信号中的对应于事件的波前的方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种检测由检测器接收到的时间信号中反映寻找的事件的发生的波前的位置的方法，其中：对由检测器接收到的信号进行数字化以获得工作信号；利用带通滤波器对该工作信号进行N4次滤波，以获得具有不同通带的N4个滤波后的工作信号；根据峰检测方法处理该N4个滤波后的工作信号以对于每个信号检测根据到达时间的第一波前的位置；N4个点被布置在参考系中，每个点具有表示到达时间之一的纵坐标和表示关联的带的宽度的横坐标；搜寻延伸通过该N4个点中的最多数目的点的指数渐近线，波前的位置是具有最大横坐标并且处于或者几乎处于该渐近线上的点的纵坐标。

Description

检测由检测器接收到的信号中的对应于事件的波前的方法

技术领域

本发明涉及一种即使由检测器接收到的时变信号在被噪声污染的环境中传播并且该检测器还接收叠加在该信号上的噪声的情况下检测该信号中反映寻找的事件的发生的波前的位置的方法。该信号可以是声学信号、诸如射频信号的电磁信号或者诸如从设备中的电机械装置产生的振动的电机械信号。借助于示例，寻找的事件可以是电气设备中的部分放电、空间中的语音源的激活、管线中的压力瞬变等等。

本发明能够特别地用于诸如功率变换器或者电机器的电气设备中的部分放电的源的检测和定位的方法。电气设备中的部分放电与声学(通常为超声)信号的发射相关联。信号的“波前”因此反映部分放电的发生并且因此反映故障的发生。术语波前指位于给定振幅的虚拟点与高于给定振幅的就在该给定振幅的虚拟点之后的峰值之间的波的部分。将要监视的时变信号在波前的发生之前为单调的。然而，如果该信号被掩埋在背景噪声中，则该背景噪声使得波前的上游的局域化的峰增大，这能够被误认为由检测器接收到的信号的波前。

上述对于电气设备的应用不限制本发明，这是因为例如在声纳、空间中语音源的定位或者管线监控的领域中能够存在很多相关的其它应用。

背景技术

例如，专利申请FR2883979和美国专利5388445公开了检测时变信号中的峰(即波前)的方法：为信号开窗口，确定适合于每个窗口中计算的信号的指示符和阈值并且将指示符与阈值进行比较，如果指示符超过阈值则检测到波前。在美国专利5388445中，指示符是斜率。在专利申请FR2883979中，指示符是信号的能量的方均根。用于比较的阈值依赖于在进行比较之前的窗口确定的指示符。在很多情况下，这些方法能够检测到信号中的波前的位置，但是没有实现对于确认检测到的波前对应于寻找的事件的验证，所述事件在上述文献中为部分放电或者压力瞬变。检测到的波前能够对应于噪声。

此外，如果由检测器接收到的信号是非常嘈杂的，则阈值会具有高于该信号的最大振幅的振幅，使得不能够实现检测。而且，如果由检测器接收到的信号受到了低频噪声形式的干扰，那么不能够检测到寻找的波前，这是由于该信号将具有受到低频噪声影响的低于信号的最大振幅的振幅。因此，利用对于波前的发生的单次搜索，不能够确保检测到的波前对应于寻找的事件。

发明内容

本发明的目的在于提出一种检测由检测器接收到的时变信号中反映寻找的事件的发生的波前的位置的方法，即使在由检测器接收到的信号中的噪声分布在频率的宽范围上的情况下，该方法也比现有技术的方法可靠得多。

基本想法是使用带通滤波器来对由检测器接收到的信号进行若干次滤波并且改变带通滤波器的通带的大小。应用带通滤波器使得被滤波的信号随着通带的减小而指数地延迟。对每个被滤波的信号进行处理以寻找波前。对所有识别出的波前进行分组以确定它们是否遵循指数渐近线。在该指数渐近线的帮助下找到对应于寻找的事件的波前的位置。

更精确地，本发明提供了一种检测由检测器接收到的时变信号中反映寻找的事件的发生的波前的位置的方法，其中：

·对由检测器接收到的信号进行数字化以产生工作信号；

·利用带通滤波器对该工作信号进行N4次滤波(N4是大于或等于3的整数)，同时改变带通滤波器的通带的宽度N4次，从而获得N4个滤波后的工作信号，N4个通带从最宽到最窄一个包含在另一个之中；

·通过峰检测方法处理N4个滤波后的工作信号中的每一个以在每个信号中检测根据发生时间的第一波前的位置；

·对工作信号进行滤波所使用的通带的宽度与每个发生时间相关联；

·定义N4个点，每个点具有是发生时间之一的纵坐标和是关联的带的宽度的横坐标；

·该N4个点被布置在笛卡尔坐标系中；以及

·搜寻拟合该N4个点中最多数目的点的指数渐近线，反映寻找的事件的发生的波前的位置是具有最大横坐标并且处于或者几乎处于该指数渐近线上的点的纵坐标。

为了确定带通滤波器的极限通带，可以使用工作信号中的N1个采样(N1是整数)来计算离散傅立叶变换并且将其用于定义最窄通带的界限和最宽通带的界限。

更加精确地，为了定义最窄通带和最宽通带的上和下界限，可以在离散傅立叶变换中选择具有最大振幅的N2个采样(N2是小于N1的整数)，最窄通带可以被指派有是该N2个采样的最低频率的下界限和是该N2个采样的最高频率的上界限，可以在离散傅立叶变换中选择具有最大振幅的N3个采样(N3是比N2大得多但是小于N1的整数)，并且最宽通带可以被指派有是该N3个采样的最低频率的下界限和是该N3个采样的最高频率的上界限。对两个条件进行验证，即最宽通带和最窄通带具有至少一个不同的下界限或上界限，以及最窄通带包含在最宽通带内；如果不是这样，则移位最窄通带和/或最宽通带的界限中的至少一个以满足这两个条件。

为了消除噪声，优选地在定义最窄通带的界限和最宽通带的界限之前对离散傅立叶变换进行平滑。

除了极限通带之外，通过将最宽通带的下界限和最窄通带的下界限之间的第一间隔(如果有的话)细分为N+1个部分(N是大于或等于1的整数)和/或将最宽通带的上界限和最窄通带的上界限之间的第二间隔(如果有的话)细分为N+1个部分来定义一个包含在另一个之内的一个或多个中间通带，其中第一间隔的两个相邻部分之间的界面形成中间通带的下界限并且第二间隔的两个相邻部分之间的界面形成中间通带的上界限。

为了有利于搜寻指数渐近线，当将N4个点布置在笛卡尔坐标系中时，该N4个点的纵坐标可以平移通过一定距离，从而在该平移之后，具有最低纵坐标的点具有几乎为零的纵坐标。

然后通过将该平移距离与对应于寻找的事件的波前的位置相加来对其进行校正。

如果可以使用大量的点，则为了有利于搜寻指数渐近线，能够在指数渐近线搜寻步骤之前选择具有连续增大的横坐标的三个点的组来验证这三个点的纵坐标是减小的，从而如果这三个点中的任何点没有满足该纵坐标减小的条件则将其丢弃；并且利用包括来自前一组的三个点中的至少一个点的下一组三个点逐步地重复该验证。

为了能够尽可能实际地构造指数渐近线，明智的是，一旦被丢弃的点的数目达到N4的一半就立即停止进行比较。

本发明的方法特别适合于检测器是声学检测器、寻找的事件是由放置在包含声导流体的外壳中的电气设备中的部分放电源引起的部分放电的情况。

附图说明

在参考附图阅读了借助于纯示出性且非限制性的示例给出的实施方式的描述之后能够更好地理解本发明，在附图中：

图1示出了能够应用本发明的方法的时变信号；

图2A、2B分别示出了能够应用本发明的时变信号的离散傅立叶变换和平滑后的离散傅立叶变换；

图3示出了在极限通带及其下和上界限的情况下的图2B的平滑后的离散傅立叶变换；

图4示出了带通滤波器的极限通带和中间通带的交织；

图5A、5B、5C示出了指数渐近线；

图6A示出了原地测量的非常嘈杂的工作信号，图6B示出了在工厂中测量的嘈杂的工作信号，图6C示出了图6B的信号的放大，图6D和6E示出了在实验室中测量的具有低噪声的工作信号，箭头指示通过仅具有一个滤波操作的传统方法检测到的波前的位置；

图7A示出了根据图6的原地测量的非常嘈杂的工作信号，图7B1至7B9示出了使用彼此交织的不同通带滤波的原地测量的同一非常嘈杂的工作信号，图7C示出了图6B的在工厂中测量的嘈杂的工作信号，图7D和7E示出了图6D和6E的在实验室中测量的具有低噪声的工作信号，箭头指示单次滤波操作之后在图7A和图7B1至7B9中检测到的波前的位置，并且指示通过本发明的方法在图7C、7D、7E中检测到的波前的位置；以及

图8示出了应用了本发明的方法的功率变换器。

各个附图中的相同、类似或等价的部分具有相同的附图标记以有利于从一个附图转向另一个附图。

为了使得这些附图更容易阅读，在附图中示出的各个部分不必按相同比例绘制。

具体实施方式

图1中示出了将由检测器分析和获取的例如声学类型的时变信号。要求检测该信号中对应于寻找的事件的发生(例如，电气设备中的部分放电的发生)的波前的位置。

如果该设备是例如如图8中所示的功率变换器1，则其通常容纳在包含诸如油或者六氟化硫的传导流体的外壳2中。检测器5布置在该外壳2的外部，并且与其一个壁接触。检测器5能够是超声检测器5或者超高频(UHF)检测器。常常在每个壁上使用多个检测器5。检测器5连接到用于获取和处理所接收到的信号的装置6。获取和处理装置6包括模拟-数字转换器装置、数字化信号存储装置、用于执行谱分析的计算装置以及滤波器装置。获取和处理装置6可以包括显示装置6.1。连接到变换器的高压套管3和低压套管4穿过外壳2。由源S产生的部分放电的发生是寻找的事件。

图1中的椭圆形标记反映寻找的事件(在这里讨论的示例中为部分放电)的波前。然而，由检测器获取的信号是嘈杂的；箭头指示发生部分放电之前的低频噪声峰，并且当通过例如如上述两个专利中描述的方法那样的现有技术的方法寻找部分放电时，该低频噪声峰可能被错误地视为部分放电。

在下面描述本发明的用于检测反映寻找的事件的发生的波前的位置的方法。该方法开始于对由检测器传递的信号进行处理的步骤。通过连接到检测器的模拟-数字转换器对该信号进行数字化。工作信号被使用超过一次并且因此被存储。该数字信号在下面被称为工作信号。

本发明的基本想法是使用通带宽度变化的带通滤波器对工作信号进行若干次滤波，用于这些滤波步骤的通带彼此交织。下面解释如何确定带通滤波器的通带。

第一步骤是使用谱分析器来例如使用快速傅立叶变换(FFT)计算工作信号的离散傅立叶变换。快速傅立叶变换是用于将作为时间的函数的数字信号变换为作为频率的函数的数字信号的计算算法。图2A示出了获得的对应于离散傅立叶变换的信号。该离散傅立叶变换包括N1个采样。N1是整数。本领域中想要从该信号检测部分放电的发生的技术人员了解的是，在低频出现的第一峰可能是噪声。

为了避免这样的噪声，优选的是对获得的对应于离散傅立叶变换的信号进行平滑。能够通过将离散傅立叶变换的N1个采样中的每一个变换到之前的M个采样以及之后的M个采样的平均来实现该平滑。M是非零整数并且根据对应于离散傅立叶变换的信号的采样频率并且因此根据N1的值而具有大约10到30之间的值。该平滑步骤是可选的。该说明书的剩余部分将针对平滑后的信号进行描述，但是也能够同等地使用未平滑的信号。

图2B示出了对应于平滑之后的离散傅立叶变换的信号。注意的是，对应于噪声的第一峰已经被大大地减小。在这两个图2A和2B中还注意到的是，由于低于1kHz的非常低的频率以及高于500kHz的非常高的频率在该检测电气设备中产生的部分放电的应用中不是显著的，因此已经消除了这两种频率。

下一步骤是设置带通滤波器的极限通带βmin、βmax的界限，即带通滤波器的最窄通带βmin和最宽通带βmax的界限。使用对应于离散傅立叶变换(在适当的情况下为平滑后的变换)的信号来设置这些界限。

现在参考图3。为了确定最窄通带βmin的界限，从图3中所示的平滑后的离散傅立叶变换的N1个采样选择具有最大振幅的N2个采样并且确定其对应的频率。N2是小于N1的整数。其能够是N1的分数。例如，如果N1具有值5000，则N2能够具有该值的例如1/20，即具有值250。在这些N2个采样中，选择最高频率和最低频率，最低频率形成最窄通带βmin的下界限B2并且最高频率形成最窄通带βmin的上界限B3。

为了确定最宽通带βmax的界限，选择图3中具有最大振幅的N3个采样并且确定其对应的频率。N3是小于对应于离散傅立叶变换的信号中的采样的总数N1的整数并且N3比N2大得多。在所描述的示例中，N3能够为N2的十倍，即，N3＝2500。在这些N3个采样中，选择最高频率和最低频率，最低频率形成最宽通带βmax的下界限B1并且最高频率形成最宽通带βmax的上界限B4。图4示出了极限通带的范围。验证两个通带βmin、βmax是不同的，即验证下界限B1和B2不一致并且同时验证上界限B3和B4不一致。不过，两个极限通带βmin、βmax能够具有公共的下界限或者公共的上界限。最窄通带βmin包含在最宽通带βmax内。两个极限通带βmin、βmax能够是分离的或者公共地具有一个界限而不是两个界限。界限B1、B2、B3、B4必须满足下述条件：B1小于或等于B2并且B3严格地小于B4或者B1严格地小于B2并且B3小于或等于B4。因此必须满足两个条件，即，最宽通带βmax和最窄通带βmin至少具有一个不同的下界限B1、B2或一个不同的上界限B3、B4并且最窄通带βmin包含在最宽通带βmax中；如果不是这样，则移位最窄通带或者最宽通带的界限中的一个以满足这两个条件。

因此，工作信号被滤波N4次，其中N4是大于或等于3的整数。获得N4个滤波后的工作信号。利用首先具有值βmin并且其次具有值βmax的通带的带通滤波器对工作信号进行两次滤波。然后获得两个滤波后的信号。

然而，为了获得N4个滤波后的工作信号(其中N4大于或等于3)，进一步定义一个或多个中间通带βint(1)、βint(2)、…βint(N)，其中如果存在多于一个的中间通带的话，则该多个中间通带βint(1)、βint(2)、…βint(N)从最窄的βint(1)到最宽的βint(N)一个包含在另一个之内。如果仅存在一个中间通带，则该中间通带βint(1)包含在最宽极限通带βmax中并且包含最窄极限通带βmin。

为了定义中间通带βint(1)、βint(2)、…βint(N)的极限界限，下述处理是足够的：将两个极限通带βmin、βmax的下界限B1、B2之间的间隔I1细分为N+1个部分和/或将两个极限通带βmin、βmax的上界限B3、B4之间的间隔I2细分为N+1个部分。N是大于或等于2的整数。该细分当然仅在间隔I1或者间隔I2存在的情况下进行。如果极限通带βmin、βmax具有公共界限，则对应的间隔为零。

在第一间隔I1的两个相邻部分之间存在界面，该界面形成中间通带的下界限，并且在第二间隔I2的两个相邻部分之间存在界面，该界面形成中间通带的上界限。上述界面在图4中由叉示出。

同一间隔I1或I2的部分能够彼此相等或不等。如果间隔I1和I2不相等并且第一间隔I1的部分相等且第二间隔I2的部分相等，则这意味着最窄的极限通带βmin将在其下界限B2处以步进p1扩大并且在其上界限处以步进p2扩大，从而扫过中间通带。

最终，因此存在N4个通带，其中N4＝N+2，即两个极限通带βmin、βmax以及N个中间通带βint(1)、βint(2)、…βint(N)。

数目N4优选地尽可能地大，以获得更多用于滤波的通带。不过，必须考虑下述事实：N4越大，计算时间越长。为了选择N4，还需要考虑可用的计算器的能力。例如，在图4中所示的情况下，数目N4能够等于20。

工作信号因此被从βmin经由βint(1)、βint(2)、…βint(N)变化到βmax的通带的带通滤波器滤波N4次。滤波能够同等地按照从最窄通带到最宽通带或者反之从最宽通带到最窄通带的顺序来实施，目的都是利用N4个通带来进行滤波。

因此获得了N4个滤波后的信号，根据该N4个滤波后的信号能够获得对应于寻找的事件的波前的位置。

将寻找时变信号中的峰的传统的波前位置搜寻方法应用于这些N4个滤波后的信号中的每一个。该方法通常使用依赖于滤波后的工作信号的阈值和指示符。例如，可以使用专利申请FR2883979中公开的方法。该方法是基于下述步骤：使用滑动窗对滤波后的信号进行开窗；计算包括滑动窗中的最优数目的采样的信号的能量；计算能量的方均根；以及在给定窗口中使用是方均根的函数的阈值对该方均根进行阈值转换。因此，当方均根第一次超过阈值时，已经检测到波前的位置。由于用于定位的信号是时变信号，因此该位置是与时间相关的位置，即与发生时间相关的位置。能够使用其它搜寻时变信号中的峰的方法，例如能够使用在美国专利5388445中描述的方法。更一般来说，这些方法对信号进行开窗；确定适合于在每个窗口中计算的信号的指示符和阈值；以及将指示符与阈值进行比较，如果指示符超过阈值则检测到波前。

一旦在N4个滤波后的工作信号中的每一个中识别出波前的位置，则验证这些波前是否对应于寻找的事件并且由此尽可能准确地获得波前的位置。

每个波前位置被使得对应于使用的带通滤波器的通带的宽度。因此获得N4个点并且将其放置在笛卡尔坐标系中，该笛卡尔坐标系的纵坐标轴是波前的位置(即，发生的时间)并且横坐标轴是通带的宽度。如果该N4个点对应于同一波前，则他们位于或基本上位于指数渐近线上(参见图5A、5B、5C)。

对数字信号进行滤波的效果在于相对于滤波之前的数字信号延迟滤波后的数字信号。如果使用带通滤波器进行滤波，则由滤波引起的延迟随着滤波器的通带的宽度指数地变化。

因此，目的在于找到经过最多可能数目的点的指数渐近线。寻找的该指数渐近线是对于最窄通带趋于无穷而对于最宽通带趋于零的递减曲线。在图5A中，纵坐标值在从580至720毫秒的范围上变化。如果确定的大多数点具有远离零并且因此远离纵坐标轴的横坐标，则会难以确定指数渐近线。为了便于搜寻渐近线，优选的是将值的范围在点的纵坐标轴上朝向横坐标轴平移被称为平移距离的给定距离。图5B示出了该变化，其中平移距离具有值600毫秒。之前处于600毫秒处的纵坐标现在对应于零秒。为了选择平移距离，使最小的纵坐标在平移之后具有几乎为零但不是零的值就足够了。

注意，在图5B中，两个点没有拟合到其上布置有其它点的指数渐近线。这意味着，这些点与噪声相关并且不与随着使用的带通滤波器的通带的宽度的变化指数地移位的滤波后的信号相关。这两个点因此必须被丢弃，在图5C中已经完成了该丢弃。

通过该表示，对应于寻找的事件的波前的位置是位于或基本上位于指数渐近线上的具有最大横坐标并且因此对应于最宽通带的点的纵坐标。滤波在该点引起最小延迟。看到的是，由滤波引起的延迟是可忽略的。当然，在现有技术中，该延迟并不存在。然而，在本发明的方法中，确定的是，识别出的波前对应于寻找的事件，而在现有技术中，识别出的波前可能对应于噪声并且没有认识到这一点。

如果点已经进行平移，则检测到的位置事实上是未进行处理的位置。在图5C中，未进行处理的位置对应于2毫秒。其纵坐标接近零的最后两个点远离指数渐近线并且被丢弃。如果为了寻找指数渐近线而已经进行了平移，则找到的纵坐标(即，未进行处理的位置)显然必须进行校正并且需要将平移距离与其相加以便于获得寻找的位置。该寻找的位置然后处于602毫秒的时间。

为了便于搜寻指数渐近线，假设已经使用了大量通带用于滤波并且数目N4很大(例如，几百)，在搜寻指数渐近线之前，能够相对于其在横坐标轴上的之前和之后的最近的邻居的纵坐标验证每个点的纵坐标。范围1至N4的等级被分配给每个点，等级1的点具有最小的横坐标并且等级N4的点具有最大的横坐标。这验证了在具有连续的横坐标的顺序为P-1、P、P+1的三个点的组中，该组的三个点具有减小的纵坐标，即处于2和N4之间的等级P的中间点的纵坐标低于横坐标轴上之前的等级P-1的点的纵坐标并且高于横坐标轴上之后的等级P+1的点的纵坐标。如果不是这样，则这意味着该组三个点中的一个点中断了纵坐标的递减趋势并且必须被丢弃。该处理逐点地继续，即等级P、P+1、P+2的三个点或者等级P-2、P-1、P的三个点。更一般地，使用与之前的一组三个点具有公共的两个点的另外的一组三个点，或者如果在验证之后丢弃了一个点则能够使用与之前的一组三个点仅具有公共的一个点的另外一组三个点。这些连续的验证继续直到最后的点，丢弃一组三个点中不满足纵坐标随着横坐标的增大而减小的条件的任何点。

然而，最终必须剩余足以计算指数渐近线的整数N5个点，该数目N5大于或等于N4的一半。如果在验证了两个一组选取的点的纵坐标之后没有剩余足够的点，则这意味着没有使用足够的通带来进行滤波并且必须增加更多通带。

本发明的方法因此验证在滤波后的工作信号中检测到的波前没有对应于噪声而是对应于寻找的事件。利用不同的通带进行滤波消除了一些噪声并且寻找指数渐近线消除了更多噪声。

如果进行比较两个相邻点的纵坐标的步骤则简化指数渐近线的计算并且这进一步减少了噪声对于渐近线的计算的影响。

本发明的确定方法花费了比现有技术的方法更长的时间，这是因为必须重复N4次滤波并且必须确定指数渐近线。然而，获得结果比现有技术可靠得多。

下面描述了从由诸如变换器的电气设备中的声学检测器实施的测量获得的三个数字化的工作信号。在图6A中，在操作位置处进行测量，在图6B中，在工厂进行测量，并且在图6D中在实验室中进行测量。这些信号包含逐步减少的噪声。连续线箭头标记其中仅通过一个带通滤波器对工作信号进行一次滤波的标准波前检测方法检测到的波前的位置。

在图6A中由连续线示出的检测到的波前不对应于寻找的事件(部分放电)。该寻找的事件在由点划线标记的时间发生。标准方法因此不能够检测到部分放电的发生。对于图6B也是如此。这两个环境对于自动波前搜寻来说太嘈杂而使其是不可靠的。该搜寻检测到由噪声引起的较早的波前。图6C的曲线是在检测到的波前附近的图6B的曲线的放大。图6D示出了实验室中的法拉第笼内测量的工作信号，该法拉第笼提供了屏蔽该笼的外部的噪声的环境。现有技术的方法识别对应于寻找的事件的波前的位置或者无法识别这样的波前的位置，这取决于信号的特性。在图6D中，检测到的位置是可靠的，并且在图6E中，检测到的位置是不可靠的。在图6E中，信号非常明显地处于开始处并且在传统的波前检测方法中使用的指示符过于灵敏。最小的脉冲都将会看起来像是对应于寻找的事件的波前。使用较不灵敏的指示符将证实在如图6D中所示的较嘈杂的信号或者具有较不尖锐的波前的信号的情况下是有问题的。

在图7A中，示出了在循环多次滤波的情况下应用本发明的方法的图6A的工作信号。检测到的波前对应于寻找的事件并且不对应于噪声。其位置由竖直箭头标记。如图7B1至7B9中所示，已经进行了9次滤波。使用的带通滤波器的通带从图7B1到图7B9逐渐地减小。在图7B1、7B2、7B7中，检测到的位置不是令人满意的。显然的是，在一开始，信号没有进行多少滤波(图7B1、7B2)但是看到的是，在给定的较窄的滤波器的情况下，结果不总是满意的(图7B7)。

图7C示出了利用图6B的在工厂中测量的工作信号开始的9次循环滤波操作的情况下使用本发明的方法获得的波前的位置。

检测更加可靠。注意的是，检测到的位置相对于图6B中在点划线中指示的位置来说略微地延迟。该延迟是由滤波引起的并且是可忽略的。

图7D和7E使用来自图6D和6E的信号。对于这两个信号，循环滤波方案给出了非常满意的结果。

在传统方法将会给出满意的结果(例如，图6D)的情况下，本发明的方法导致了没有或实际上没有延迟的检测，这是因为在各滤波操作期间检测到的所有点都位于指数渐近线上。

显而易见的，在不偏离本发明的范围的情况下能够对所描述的示例进行各种改变和修改。特别地，能够使用其它峰搜寻方法。给出的数M、N、N1、N2、N3、N4的值都不构成对于本发明的限制，并且能够显而易见地与所考虑的信号采样相关地改变。

Claims (10)

1.一种检测由检测器接收到的时变信号中反映寻找的事件的发生的波前的位置的方法，其中：

·对由所述检测器接收到的信号进行数字化以产生工作信号；

·利用带通滤波器对所述工作信号进行N4次滤波(N4是大于或等于3的整数)，同时改变所述带通滤波器的通带的宽度N4次，从而获得N4个滤波后的工作信号，N4个通带从最宽到最窄一个包含在另一个之中；

·通过峰检测方法处理所述N4个滤波后的工作信号中的每一个以在每个信号中检测根据发生时间的第一波前的位置；

·对所述工作信号进行滤波所使用的通带的宽度与每个发生时间相关联；

·定义N4个点，每个点具有是发生时间之一的纵坐标和是关联的带的宽度的横坐标；

·所述N4个点被布置在笛卡尔坐标系中；以及

·搜寻拟合所述N4个点中最多数目的点的指数渐近线，反映所述寻找的事件的发生的波前的位置是具有最大横坐标并且处于或者几乎处于所述指数渐近线上的点的纵坐标。

2.如权利要求1所述的方法，其中，使用所述工作信号中的N1个采样(N1是整数)来计算离散傅立叶变换并且将该离散傅立叶变换用于定义最窄通带(βmin)的界限(B2，B3)和最宽通带(βmax)的界限(B1，B4)。

3.如权利要求2所述的方法，其中：

·为了定义所述最窄通带(βmin)的界限(B2，B3)：

·在所述离散傅立叶变换中选择具有最大振幅的N2个采样(N2是小于N1的整数)；

·所述最窄通带(βmin)被指派有是所述N2个采样的最低频率的下界限(B2)和是所述N2个采样的最高频率的上界限(B3)；并且

·为了定义所述最宽通带(βmax)的界限：

·在所述离散傅立叶变换中选择具有最大振幅的N3个采样(N3是比N2大得多但是小于N1的整数)；

·所述最宽通带(βmax)被指派有是所述N3个采样的最低频率的下界限(B1)和是所述N3个采样的最高频率的上界限(B4)；并且

·对两个条件进行验证，即所述最宽通带(βmax)和所述最窄通带(βmin)至少具有一个不同的下界限(B1，B2)或一个不同的上界限(B3，B4)，以及所述最窄通带(βmin)包含在所述最宽通带(βmax)内；如果不是这样，则移位所述最窄通带(βmin)和/或所述最宽通带(βmax)的界限(B1，B2，B3，B4)中的至少一个以满足所述两个条件。

4.如权利要求2或权利要求3所述的方法，其中，在定义所述最窄通带(βmin)的边界(B2，B3)和所述最宽通带(βmax)的边界(B1，B4)之前对所述离散傅立叶变换进行平滑。

5.如权利要求2至4中的任何一项所述的方法，其中，通过下述方式来定义一个包含在另一个之内的一个或多个中间通带(βint(1)，βint(2))：如果在所述最宽通带(βmax)的下界限(B1)和所述最窄通带(βmin)的下界限(B2)之间存在第一间隔(I1)，则将所述最宽通带(βmax)的下界限(B1)和所述最窄通带(βmin)的下界限(B2)之间的所述第一间隔(I1)细分为N+1个部分(N是大于或等于1的整数)和/或如果在所述最宽通带(βmax)的上界限(B4)和所述最窄通带(βmin)的上界限(B3)之间存在第二间隔(I2)，则将所述最宽通带(βmax)的上界限(B4)和所述最窄通带(βmin)的上界限(B3)之间的所述第二间隔(I2)细分为N+1个部分，其中所述第一间隔(I1)的两个相邻部分之间的界面形成中间通带(βint(1))的下界限并且所述第二间隔(I2)的两个相邻部分之间的界面形成中间通带(βint(2))的上界限。

6.如权利要求1至5中的任何一项所述的方法，其中，当将所述N4个点布置在笛卡尔坐标系中时，所述N4个点的纵坐标平移通过一定距离从而在所述平移之后，具有最低纵坐标的点具有几乎为零的纵坐标。

7.如权利要求6所述的方法，其中，通过将平移的距离与对应于所述寻找的事件的波前的位置相加来对对应于所述寻找的事件的波前的位置进行校正。

8.如前述权利要求中的任何一项所述的方法，其中，在渐近线搜寻步骤之前，选择具有连续增大的横坐标的三个点的组来验证这三个点的纵坐标是减小的，从而如果这三个点中的任何点没有满足该纵坐标减小的条件则将其丢弃；并且利用包括来自该组三个点中的至少一个点的下一组三个点逐步地重复该验证。

9.如权利要求8所述的方法，其中，一旦被丢弃的点的数目达到N4的一半就立即停止进行比较。

10.如权利要求1至9中的任何一项所述的方法，其中，所述检测器(5)是声学检测器，所述寻找的事件是由放置在包含声导流体的外壳(2)中的电气设备(1)中的部分放电源(S)引起的部分放电。

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