RU2610068C2 - Способ частотного преобразования сигналов акустической эмиссии - Google Patents
Способ частотного преобразования сигналов акустической эмиссии Download PDFInfo
- Publication number
- RU2610068C2 RU2610068C2 RU2015117175A RU2015117175A RU2610068C2 RU 2610068 C2 RU2610068 C2 RU 2610068C2 RU 2015117175 A RU2015117175 A RU 2015117175A RU 2015117175 A RU2015117175 A RU 2015117175A RU 2610068 C2 RU2610068 C2 RU 2610068C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- signals
- noise
- frequencies
- interference
- array
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N29/00—Investigating or analysing materials by the use of ultrasonic, sonic or infrasonic waves; Visualisation of the interior of objects by transmitting ultrasonic or sonic waves through the object
- G01N29/14—Investigating or analysing materials by the use of ultrasonic, sonic or infrasonic waves; Visualisation of the interior of objects by transmitting ultrasonic or sonic waves through the object using acoustic emission techniques
Landscapes
- Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Ultrasonic Waves (AREA)
- Measurement Of Velocity Or Position Using Acoustic Or Ultrasonic Waves (AREA)
Abstract
Использование: для неразрушающего контроля методом акустической эмиссии (АЭ) для выявления течей, сухого трения, фазовых превращений, развивающихся трещин и пластического деформирования в технических устройствах различного назначения, а также для контроля параметров технологических процессов. Сущность изобретения заключается в том, что изначально принятую смесь сигналов акустической эмиссии (АЭ), шумов и помех подвергают преобразованию Фурье, в результате чего формируется, в частности, массив частот, который изменяют путем деления примерно на 100 каждого из значений частоты массива частот; используя созданный новый массив частот, проводят обратное преобразование Фурье; полученный в результате обратного преобразования Фурье сигнал в виде функции амплитуда - время воспроизводят с помощью звукового динамика, осуществляя тем самым воспроизведение смеси ультразвуковых (неслышимых человеком) сигналов АЭ, шумов и помех в звуковом диапазоне, слышимом человеком. Технический результат: обеспечение возможности выявления неисправностей технических устройств, контроль параметров технологических процессов за счет выявления сигналов АЭ на фоне шумов и помех. 1 ил.
Description
Изобретение относится к неразрушающему контролю методом акустической эмиссии (АЭ) для выявления фазовых превращений, развивающихся трещин и пластического деформирования, течи, процессов соударения и трения в технических устройствах различного назначения и при контроле параметров технологических процессов.
Техническим результатом изобретения является возможность воспроизведения динамиком в звуковом диапазоне смеси сигналов АЭ, шумов и помех, изначально принятых в ультразвуковом диапазоне частот, неслышимых человеком.
Известен способ (патент RU 2344415) контроля качества нагруженных узлов трения, для чего проводится фильтрация сигналов АЭ, спектральный анализ, выделение амплитуд наиболее информационных частот спектров, перемножение вектора диагностических признаков на вектор коэффициентов и формирование интегральной регрессионной функции качества, значение которой сравнивают с эталонными значениями диагнозов.
Недостатком является достаточно сложная постобработка, включающая спектральный анализ, определение априори неизвестных наиболее информативных частот, расчет вектора диагностических признаков и оценка коэффициентов с последующим построением интегральной регрессионной функции качества, а также требуется значительный объем экспериментальных данных для построения базы эталонных значений диагнозов.
Известен способ двухчастотного анализа сигналов АЭ, используемый для контроля пластического деформирования и процесса разрушения (А.В. Егоров, С.И. Матвеев. Двухчастотный анализ сигналов АЭ при пластической деформации и разрушении алюминиевых сплавов. - Известия алтайского государственного университета, вып. №1/2009, 4 с.). Основные информативные характеристики сигналов АЭ определяются на основе метода детектирования, что является недостатком способа, т.к. теряется информация о спектральном составе сигналов.
Известен способ установления связи между временными развертками спектров сигналов АЭ и механизмами деформирования с использованием амплитудного распределения сигналов АЭ (Лепендин А.А. Метод акустической эмиссии при исследовании пластической деформации и разрушении пористых металлических материалов: диссертация кандидата физико-математических наук - Барнаул, 2007. - 114 с.). Амплитудному распределению присущ недостаток - сложность выделения единичного импульса в случае частичного временного перекрытия нескольких импульсов.
Известен способ обнаружения полезных сигналов АЭ на фоне шумов, использующий адаптивный алгоритм прямой идентификации для восстановления формы сигнала АЭ на основе реализации схемы многокаскадного адаптивного накопителя-обнаружителя, предназначенного для обнаружения полезного сигнала во временных рядах при отношении сигнал/шум много меньше единицы помех (Аксельрод Е.Г., Давыдова Д.Г., Кузьмин А.Н. Без помех. Помехоустойчивый метод обнаружения полезного сигнала в системах акустико-эмиссионного мониторинга опасных производственных объектов. - Журнал "Технадзор", №4 (77) апрель 2013 г.).
Недостатки: 1) значительная зависимость эффективности адаптивного алгоритма от предпроцессорной обработки смеси сигналов АЭ и шумов, реализуемая, например, с использованием перехода от временных рядов амплитуд к временным рядам мгновенной мощности с последующей цифровой селективной фильтрацией данных в том же частотном диапазоне, где спектральные отличия сигнальных и шумовых составляющих смеси сигналов являются наиболее выраженными, следовательно, это условие предопределяет наличие предварительного наличия информации о свойствах сигналов АЭ и шумов, что в свою очередь зависит от степени различия корреляционных и спектральных свойств сигнала АЭ и шумов, 2) необходимость использования в двух раздельных ПАЭ, один из которых должен быть удален от потенциальных источников АЭ, 3) при использовании одного ПАЭ алгоритм слепой адаптации позволяет выявлять только те сигналы АЭ, которые поступают с определенной периодичностью (например, при функциональном диагностировании выбоин на кольцах шарикоподшипников), что является очень редким случаем в практике использования метода и средства АЭ.
Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является устройство для исследования изделий методом акустической эмиссии (авторское свидетельство СССР N-1084673), выделяющее мгновенные частоты заполнения сигналов АЭ и определяющее связь частотной нестационарности с амплитудой огибающей сигналов АЭ. Сигналы АЭ подвергаются амплитудному и частотному детектированию, формируется пороговое напряжение, с помощью которого селектируются сигналы, действующие на выходе амплитудного детектора. Вычисляются параметры сигналов АЭ, в том числе суммарная энергия за время наблюдения, среднее значение частоты импульсов АЭ, девиация частоты в пределах импульсов. Недостатком устройства является использование частотного детектирования, приводящего к потере информации о спектральном составе сигналов АЭ.
На рис. 1 представлена схема осуществления предлагаемого способа, где (1) - сигнал АЭ, (2) - преобразование Фурье, (3) - изменение массива частот, (4) - обратное преобразование Фурье, (5) - звуковой динамик.
Сущность предлагаемого способа: 1) обычно изначально принятые сигналы АЭ являются смесью собственно сигналов АЭ и различного рода шумов и помех; 2) изначальный сигнал АЭ подвергается Фурье-преобразованию, в результате которого осуществляется декомпозиция сигнала АЭ на частоты и амплитуды, то есть выполняется обратимый переход от временного пространства в частотное пространство; результатом декомпозиции являются три одинаковых по размеру массива данных (массив амплитуд, частот и фаз); обычно диапазон частот изначальных сигналов АЭ, используемый для практических целей, составляет от 104 Гц до 106 Гц, что лежит примерно на два порядка выше частот, воспринимаемых человеческим ухом; 3) в массиве данных частот изначального сигнала АЭ значения частоты изменяют (уменьшают примерно на 2 порядка) таким образом, чтобы частотный диапазон сгенерированного сигнала АЭ оказался в диапазоне звуковых частот, слышимых человеком; 4) затем с использованием измененного массива частот и неизмененных массивов амплитуд и фаз производится обратное Фурье-преобразование с целью создания сгенерированного сигнала АЭ, представляющего собой функцию амплитуда - время; 5) сгенерированный сигнал АЭ передается на воспроизводящий динамик для прослушивания в звуковом (слышимом человеком) диапазоне частот смеси сигналов АЭ, шумов и помех, изначально зарегистрированных в ультразвуковом диапазоне частот.
Claims (1)
- Способ частотного преобразования сигналов акустической эмиссии (АЭ), включающий прием и цифровую регистрацию формы сигналов АЭ, отличающийся тем, что смесь сигналов АЭ, шумов и помех, изначально зарегистрированных в ультразвуковом диапазоне частот, подвергают преобразованию Фурье, уменьшают каждое из значений массива частот на 2 порядка, используя новый массив частот, производят обратное Фурье-преобразование, на основе результатов которого генерируют звуковой сигнал и воспроизводят его с помощью звукового динамика для возможности прослушивания в звуковом диапазоне.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2015117175A RU2610068C2 (ru) | 2015-05-05 | 2015-05-05 | Способ частотного преобразования сигналов акустической эмиссии |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2015117175A RU2610068C2 (ru) | 2015-05-05 | 2015-05-05 | Способ частотного преобразования сигналов акустической эмиссии |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2015117175A RU2015117175A (ru) | 2016-11-27 |
RU2610068C2 true RU2610068C2 (ru) | 2017-02-07 |
Family
ID=57758994
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2015117175A RU2610068C2 (ru) | 2015-05-05 | 2015-05-05 | Способ частотного преобразования сигналов акустической эмиссии |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2610068C2 (ru) |
Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU1084673A1 (ru) * | 1982-04-09 | 1984-04-07 | Предприятие П/Я Р-6542 | Акустико-эмиссионное устройство дл диагностики технического состо ни объекта |
SU1224714A1 (ru) * | 1983-07-11 | 1986-04-15 | Ордена Ленина И Ордена Трудового Красного Знамени Институт Электросварки Им.Е.О.Патона | Многоканальное устройство дл определени координат развивающихс дефектов |
SU1295334A1 (ru) * | 1985-11-20 | 1987-03-07 | Предприятие П/Я Р-6542 | Устройство дл измерени энергии сигналов акустической эмиссии |
JPH09113491A (ja) * | 1995-10-23 | 1997-05-02 | Hitachi Ltd | Ae診断装置 |
RU2307348C1 (ru) * | 2006-02-10 | 2007-09-27 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Уральский государственный университет путей сообщения" (УрГУПС) | Устройство для определения содержания газов в жидких металлах |
CN102445661A (zh) * | 2011-10-14 | 2012-05-09 | 北京航空航天大学 | 基于声发射及振动特征的可重构双通道航空发电机原位故障诊断仪 |
-
2015
- 2015-05-05 RU RU2015117175A patent/RU2610068C2/ru not_active IP Right Cessation
Patent Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU1084673A1 (ru) * | 1982-04-09 | 1984-04-07 | Предприятие П/Я Р-6542 | Акустико-эмиссионное устройство дл диагностики технического состо ни объекта |
SU1224714A1 (ru) * | 1983-07-11 | 1986-04-15 | Ордена Ленина И Ордена Трудового Красного Знамени Институт Электросварки Им.Е.О.Патона | Многоканальное устройство дл определени координат развивающихс дефектов |
SU1295334A1 (ru) * | 1985-11-20 | 1987-03-07 | Предприятие П/Я Р-6542 | Устройство дл измерени энергии сигналов акустической эмиссии |
JPH09113491A (ja) * | 1995-10-23 | 1997-05-02 | Hitachi Ltd | Ae診断装置 |
RU2307348C1 (ru) * | 2006-02-10 | 2007-09-27 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Уральский государственный университет путей сообщения" (УрГУПС) | Устройство для определения содержания газов в жидких металлах |
CN102445661A (zh) * | 2011-10-14 | 2012-05-09 | 北京航空航天大学 | 基于声发射及振动特征的可重构双通道航空发电机原位故障诊断仪 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU2015117175A (ru) | 2016-11-27 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
EP3232686B1 (en) | Neural network-based loudspeaker modeling with a deconvolution filter | |
JP2017021385A5 (ru) | ||
Hausfeld et al. | Cortical tracking of multiple streams outside the focus of attention in naturalistic auditory scenes | |
EP2355097A2 (en) | Signal separation system and method for selecting threshold to separate sound source | |
JP2017530579A (ja) | 両耳統合相互相関自己相関メカニズム | |
KR20140074918A (ko) | 직접-산란 분해 | |
JP2015138053A5 (ru) | ||
MX2021006078A (es) | Metodo para monitorear una instalacion ganadera y/o animales de ganado en una instalacion ganadera usando tecnicas de procesamiento de sonido mejoradas. | |
RU2610068C2 (ru) | Способ частотного преобразования сигналов акустической эмиссии | |
Antweiler et al. | Perfect sequence lms for rapid acquisition of continuous-azimuth head related impulse responses | |
Rennies et al. | Loudness of complex time-varying sounds? A challenge for current loudness models | |
US11875813B2 (en) | Systems and methods for brain-informed speech separation | |
Baggenstoss et al. | Comparing shift-autocorrelation with cepstrum for detection of burst pulses in impulsive noise | |
Lee et al. | Equal reverberance contours for synthetic room impulse responses listened to directly: Evaluation of reverberance in terms of loudness decay parameters | |
Necciari et al. | Auditory time-frequency masking for spectrally and temporally maximally-compact stimuli | |
Jones | The development of perceptual averaging: Efficiency metrics in children and adults using a multiple-observation sound-localization task | |
CN107340054B (zh) | 一种测试声学产品杂音的方法和装置 | |
Torras-Rosell et al. | Measuring long impulse responses with pseudorandom sequences and sweep signals | |
JP6370725B2 (ja) | 漏水判定のための波形データ収集装置、漏水判定装置、漏水判定システム、およびプログラム | |
Wu et al. | Blind single-channel lamb wave mode separation using independent component analysis on time-frequency signal representation | |
Leglaive et al. | Autoregressive moving average modeling of late reverberation in the frequency domain | |
JP5715514B2 (ja) | オーディオ信号ミキシング装置およびそのプログラム、ならびに、オーディオ信号復元装置およびそのプログラム | |
US10658996B2 (en) | Rendering wideband ultrasonic signals audible | |
Lee | Evaluation of a signal segregation by FDBM | |
Bartkowiak et al. | Hybrid sinusoidal modeling of music with near transparent audio quality |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20170506 |