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基于小波分析的声发射源定位技术

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声发射源线性定位误差研究

近几年,声发射检测以其不可 替代的优点得到较为广泛的应用, 各种声发射检测仪应运而生,声发 射源定位的准确程度已成为影响声 发射检测技术发展的关键因素,到 目前为止,还没有充足的理论计算 与实际源坐标的实验对比数据,在 这里对时差线性定位的精确性进行 浅显的探讨。 1、一维源定位(又称线性定 位)原理 线性定位是指在一维空间中,确 定声发射源位置坐标的直线定位法。 传感器1#和2#,设坐标分别为 (-c,0)和(c,0),某一声源声发 射信号到达传感器时的时差为△t, 材料中的声速为v,则声发射源到两 个传感器的距离之差为: 2a=v?△t(1-1) 那么声源的位置满足以两个传 感器为焦点,以2a为顶点距离的双 曲线方程。 (1-2) 图1 声源位置确定示意图 1.1声发射源在两个传感器之间 (即x轴上),此时,y=0(-c≤x≤ c),解方程得 x=±a 当声发射信号先到1#传感器,则 x=-a,反之,x=a。只要测出△t→ 2a=v?△t,有声源 的位置可定。 1.2如果知道声源在某一条直线 上,可通过求解方程组: 可得 或者 当信号先到达1#传感器时,将x 代入到直线方程就可以求出y的值, 声源位置可以确定。 2.实验模拟 本文实验中采用断铅模拟声发 射信号源,所用的铅笔型号为0.5/ HB;耦合剂为机油。 2.1一维X轴定位模拟 2.1.1数据采集 ①实验前将要做断铅实验的位置 确定,坐标为(17,0), ②两个探头的坐标是(-100, 0),(100,0) 声发射源线性定位误差研究 王健王运玲 辽宁石油化工大学机械工程学院 113001

用断铅试验在试件上得到的实验数据如表3。 2.1.2通过数学计算得到的结果由表中数据可得△t =1.02×10-5 S :v =3200m/s ,由公式 得a =16.32mm 由得双 曲线方程为 数学计算声源的位置是(16.32,0)。依照此种方法,在此点模拟声发射10次,最后得声源位置坐标的平均值是(16.50,0)。 2.2一维坐标轴定位模拟2.2.1数据采集 表1 各通道参数表 ①实验前将要做断铅实验的位置确定,坐标为(-80,55),声源所在直线方程y =-0.7x ②两个探头的坐标是(-130,0),(130,0) 2.2.2通过数学计算得到的结果△t =4.8×10-5S ,v =3200m/s , =76.8mm , c =130mm 得双曲线方程式 (1) 直线方程y =-0.7x (2)(1),(2)方程联立得x =-89.8mm ,y=62.86mm ,依照此种方法,在此点模拟声发射10次,最后 得声源位置坐标的平均值是(89.2,62.45)。 3. 误差分析 分析结果见表4。 4、结论与思考 由误差对比及误差原因分析可知: (1)此数据说明声发射源的时差理论计算定位与实际位置有一定的出入。第一种线性定位理论与实际位置坐标吻合较好,相对误差为2.4%。第二种线性定位误差较大,坐标x 、y 的相对误差分别为11.5%、13.6%。 (2)误差的产生与传感器、通道的灵敏度、断铅模拟声发射的频率差有关,材料的不均匀、各向异性(理论计算视为各项同性)也可导致出现误差。 (3)对于线性定位,SDAES 数字声发射检测仪产生可容许误差。 (4)对其他定位方式所产生的定位误差有待进一步研究。 表2 各通道参数表 表3 一维X 轴时差定位值比较 表4 一维时差定位值比较

基于MATLAB的声源定位系统

基于MATLAB的声源定位系统摘要 确定一个声源在空间中的位置是一项有广阔应用前景的有趣研究,将来可以广泛的应用于社会生产、生活的各个方面。 声源定位是通过测量物体发出的声音对物体定位,与使用声纳、雷达、无线通讯的定位方法不同,前者信源是普通的声音,是宽带信号,而后者信源是窄带信号。根据声音信号特点,人们提出了不同的声源定位算法,但由于信号质量、噪声和混响的存在,使得现有声源定位算法的定位精度较低。此外,已有的声源定位方法的运算量较大,难以实时处理。 关键词:传声器阵列;声源定位;Matlab

目录 第一章绪论 (1) 第二章声源定位系统的结构 (2) 第三章基于到达时间差的声源定位原理 (3) 第四章串口通信 (5) 第五章实验电路图设计 (8)

第六章总结 (16) 第七章参考文献 (17) 第一章绪论 1.1基于传声器阵列的定位方法简述 在无噪声、无混响的情况下,距离声源很近的高性能、高方向性的单传声器可以获得高质量的声源信号。但是,这要求声源和传声器之间的位置相对固定,如果声源位置改变,就必须人为地移动传声器。若声源在传声器的选择方向之外,则会引入大量的噪声,导致拾取信号的质量下降。而且,当传声器距离声源很远,或者存在一定程度的混响及干扰的情况下,也会使拾取信号的质量严重下降。为了解决单传声器系统的这些局限性,人们提出了用传声器阵列进行声音处理的方法。

传声器阵列是指由一定的几何结构排列而成的若干个传声器组成的阵列。相对于单个传声器而言具有更多优势,它能以电子瞄准的方式从所需要的声源方向提供高质量的声音信号,同时抑制其他的声音和环境噪声,具有很强的空间选择性,无须移动传声器就可对声源信号自动监测、定位和跟踪,如果算法设计精简得当,则系统可实现高速的实时跟踪定位。 传声器阵列的声音信号处理与传统的阵列信号处理主要有以下几种不同: (1)传统的阵列信号处理技术处理的信号一般为平稳或准平稳信号,相关函数可以通过时间相关来准确获得,而传声器阵列要处理的信号通常为短时平稳的声音信号,用时间平均来求得准确的相关函数比较困难。 (2)传统的阵列信号处理一般采用远场模型,而传声器阵列信号处理要根据不同的情况选择远场模型还是使用近场模型。近场模型和远场模型最主要的区别在于是否考虑传声器阵列各阵元因接收信号幅度衰减的不同所带来的影响,对于远场模型,信源到各阵元的距离差与整个传播距离相比非常小,可忽略不计,对于近场模型,信源到各阵元的距离差与整个传播距离相比较大,必须考虑各阵元接收信号的幅度差。 (3)在传统的阵列信号处理中,噪声一般为高斯噪声(包括白、色噪声),与信源无关,在传声器阵列信号处理中噪声既有高斯噪声,也有非高斯噪声,这些噪声可能和信源无关,也可能相关。 由于上述阵列信号处理间的区别,给传声器阵列信号处理带来了极大的挑战。声波在传播过程中要发生幅度衰减,其幅度衰减因子与传播距离成正比,信源到传声器阵列各阵元的距离是不同的,因此声波波前到达各阵元时,幅度也是不同的。 另外,当声音信号在传播时,由于反射、衍射等原因,使到达传声器的声音信号的路径除了直达路径外还存在着多条其它路径,从而产生接收信号的幅度衰减、音质变差等不

声源定位测试系统的制作方法

本技术公开了声源定位测试系统,包括电脑控制软件平台、控制器、功率放大器、扬声器、声音采集器,电脑控制软件平台和控制器通过USB数据线相连;所述控制器和功率放大器通过控制器对放大器数据线相连;所述功率放大器和扬声器通过放大器对扬声器数据线相连;所述声音采集器和控制器通过信号采集器对控制器数据线相连;它通过声源定位测试系统在整个输出过程中对声音的大小、方向,以及声音的种类和发出声音的声道和通道数量进行控制,来便于对具有声源定位技术的产品进行不同阶段和方式的技术测试,从而使声源定位技术测试更便捷、更准确。 技术要求 1.声源定位测试系统,包括电脑控制软件平台(1)、控制器(2)、功率放大器(3)、扬声器(4)、声音采集器(5),其特征在于:所述电脑控制软件平台(1)和控制器(2)通过USB数据线(6)相连;所述控制器(2)和功率放大器(3)通过控制器对放大器数据线(8)相连;所述功率放大器(3)和扬声器(4)通过放大器对扬声器数据线(9)相连;所述声音采集器(5)和控制器(2)通过信号采集器对控制器数据线(7)相连;

当系统在声音输出状态时,先由电脑控制软件平台(1)发出的单个或多个声音控制指令转换成数字信号组通过USB数据线(6)传递至控制器(2);再由控制器(2)对数字信号组进行分析处理和分流排序,并将分流排序的数字信号组采用单独、合并、部分叠加等不同的方式转换成新的排序的单个或多个模拟信号,且通过控制器对放大器数据线(8)分别传递给功率放大器(3);后由功率放大器(3)将新的排序的单个或多个模拟信号进行放大且通过放大器对扬声器数据线(9)分别对应传递给扬声器(4),最后由扬声器(4)将模拟信号分别转换成声信号并对外输出; 当系统在声音输入状态时,先由声音采集器(5)将所采集到的声音信号通过控制器数据线(7)传递给控制器(2),然后由控制器(2)对声音采集器(5)所输入的模拟信号转化为数字信号,控制器(2)对数字信号进行分析处理并将处理过后的数字信号通过USB数据线(6)传递至电脑控制软件平台(1),由电脑控制软件平台(1)将数字信号转换成图文数据显示。 2.根据权利要求1所述的声源定位测试系统,其特征在于:所述扬声器(4)为一台或多台。 3.根据权利要求1所述的声源定位测试系统,其特征在于:所述控制器对放大器数据线(8)为一根或多根。 4.根据权利要求1所述的声源定位测试系统,其特征在于:所述放大器对扬声器数据线(9)为一根或多根。 技术说明书 声源定位测试系统 技术领域 本技术涉及声学领域,具体涉及一种在一定的空间环境下,通过在不同的方位提供不同方式的声源来形成声源定位测试场所的体系。 背景技术

声发射技术发展概述

声发射技术发展概述 声发射技术发展概述 ? ?声发射和微震动都是自然界中随时发生的自然现象,尽管无法考证人们何时首次听到声发射,但逐如折断树技、岩石破碎和折断骨头等的断裂过程无疑是人们最早听到的声发射信号。可以十分肯定地推断“锡呜”是人们首次观察到的金属中的声发射现象,因为纯锡在塑性形变期间机械栾晶产生可听得到的声发射,而铜和锡的冶炼可追朔到公元前3700年。 现代的声发射技术的开始以Kaiser五十年代初在德国所作的研究工作为标志。他观察到铜、锌、铝、铅、锡、黄铜、铸铁和钢等金属和合金在形变过程中都有声发射现象。他最有意义的发现是材料形变声发射的不可逆效应即:“材料被重新加载期间,在应力值达到上次加载最大应力之前不产生声发射信号”。现在人们称材料的这种不可逆现象为“Kaiser效应”。Kaiser同时提出了连续型和突发型声发射信号的概念。 五十年代末,美国人Schofield和Tatro经大量研究发现金属塑性形变的声发射主要由大量位错的运动所引起[5], 而且还得到一个重要的结论, 即声发射主要是体积效应而不是表面效应。Tatro进行了导致声发射现象的物理机制方面的研究工作, 首次提出声发射可以作为研究工程材料行为疑难问题的工具, 并预言声发射在无损检测方面具有独特的潜在优势。 六十年代初,Green等人首先开始了声发射技术在无损检测领域方面的应用, Dunegan首次将声发射技术应用于压力容器方面的研究。在整个六十年代, 美国和日本开始广泛地进行声发射的研究工作, 人们除开展声发射现象的基础研究外, 还将这一技术应用于材料工程和无损检测领域。美国于1967

声发射源的定位方法

2. 3声发射源定位方法 1.一维(线)定位 一维(线)定位就是在一维空间中确定声发射源的位置坐标,亦称直线定位法。线定位是声源定位中最简单的方法。一维定位至少采用两个传感器和单时差,是最为简单的时差定位方式,其原理见图2.3。 图2.3 —维定位法 Fig.2.3 AE 1-D localization 若声发射波源从Q 到达传感器21S S 和的时间差为t ?,波速为ν,则可得下式: t 21??=-νQS QS (2.9) 离两个传感器的距离差相等的轨迹为如图所示的一条双曲线。声发射源就位于此双曲线的某一点上。线定位仅提供波源的双曲线坐标,故还不属点定位,主要用于细长试样、长管道、线焊缝等一维元的检测。 2.二维(平面)定

图2.4 二维(平面)定位法 Fig.2.4 AE 2-D localization 二维定位至少需要三个传感器和两组时差,但为得到单一解一般需要四个传感器三组时差。传感器阵列可任意选择,但为运算简便,常釆用简单阵列形式,如三角形、方形、菱形等。近年来,任意三角形阵列及连续多阵列方式也得到应用。就原理而言,波源的位置均为两组或三组双曲线的交点所确定。由四个传感器构成的菱形阵列平面定位原理见图2.4。 若由传感器31S S 和间的时差X t ?所得双曲线为1,由传感器42S S 和间的时Y t ?所得双曲线为2,波源Q 离传感器31S S 和,42S S 和的距离分别为Y X L L 和,波速为ν,两组传感器间距分别为a 和b ,那么,波源就位于两条双曲线的交点()Y X Q , 上,其坐标可由下面方程求出: ???????????=??? ??-??? ??-?? ? ??=??? ??-??? ??-??? ??122b 2122a 222222222 22Y Y X X L X L Y L Y L X (2.10) 平面定位除了上述菱形定位方式外,常见的还有三角形定位、四边形定位、传感器任意布局定位等。传感器任意布局定位方式是用户在布置声发射传感器时不再受三角形、四边形的限制,而根据对象的实际需要随意布置传感器,而将传感器坐标位置输入计算机来定位。 3.三维(3D)空间定位

声发射源辅助定位算法的研究及应用-北京声华

声发射源辅助定位算法的研究及应用 李赫,刘时风,董屹彪 北京声华兴业科技有限公司,北京 100012 摘 要:在实际的检测应用中,由于声发射技术具有可以对缺陷进行定位这一特点,经常配合超声、磁粉等检测技术共 同完成检测。常见的时差定位方法由于其算法复杂,同时又受许多易变量的影响,经常出现假点、错点的情况,实际应 用中常常受到限制。当声发射只需用来配合完成定位任务时,针对上述缺陷,通过引入标准声发射信号发生源辅助定位, 并提出了更加简单可靠的定位算法,从而实现储罐液面、罐底等环境下的精确定位。 关键词:声发射;定位;算法;储罐 Research and Application of Acoustic Emission Source Assisted Location Algorithm Li He, Liu Shifeng, Dong Yibiao Beijing Soundwel Technology Co.,Ltd. Beijing 100012, China Abstract: In the actual inspection applications, since acoustic emission technique can locate defects during detection, it is often be used in conjunction with ultrasound, magnetic and other detection technology. The common time difference locating method have complex algorithms and is always affected by multiple variables, which leads false-points interference. When the acoustic emission is used only to determine the location, we can introduce standard acoustic emission signal source to assist locating. We have achieved precise location by our simple and reliable location algorithm successfully. Keywords: Acoustic Emission, Location, Algorithm, Tank 0 引言 声发射检测作为无损检测的一种主要用于确定声发射源的部位;评定声发射源的活性和强度;分 析声发射源的性质;确定声发射发生的时间或载荷。对声发射源的定位是通过多通道声发射检测仪来 实现,根据采集信号种类不同分为突发信号定位与连续信号定位,连续声发射信号源定位主要用于带 压力的气液介质泄漏源的定位。突发信号中又分为时差定位与区域定位,区域定位是一种处理速度快, 简单而又粗略的定位方式。时差定位是经过对各个声发射通道信号到达时间差、波速和探头间距等参 数的测量及一定算法的运算来确定声源的位置或坐标,包括平面定位、柱面定位与球面定位等。时差 定位是一种精确而又复杂的定位方式,广泛用于试样和构件的检测。但它易丢失大量的低幅度信号, 其定位精度又受波速、衰减、波形和构件形状等许多易变量的影响,因而在实际应用中也受到种种限 制[1]。 当声发射只需用来配合完成定位任务时,针对上述各种声发射定位方法所受到的限制,通过引入 标准声发射信号发生源辅助定位,标准声发射信号发生器可提供声发射信号的发出时间,各通道传感 器只需接收到信号的到达时间,通过计算即可唯一确定声发射源的位置,避免了时差定位中出现的假 点、错点等情况。 1 声发射源辅助定位算法的研究 178

机器人的声源定位——基于NAO机器人

Abstract One of the main purposes of having a humanoid robot is to have it interact with people. This is undoubtedly a tough task that implies a fair amount of features. Being able to understand what is being said and to answer accordingly is certainly critical but in many situations, these tasks will require that the robot is first in the appropriate position to make the most out of its sensors and to let the considered person know that the robot is actually listening/talking to him by orienting the head in the relevant direction. The “Sound Localization” feature addresses this issue by identifying the direction of any “loud enough” sound heard by NAO.Related work Sound source localization has long been investigated and a large number of approaches have been proposed. These methods are based on the same basic principles but perform differently and require varying CPU loads. To produce robust and useful outputs while meeting the CPU and memory requirements of our robot, the NAO’s sound source localization feature is based on an approach known as “Time Difference of Arrival”. Principles The sound wave emitted by a source close to NAO is received at slightly different times on each of its four microphones. For example, if someone talks to the robot on his left side, the corresponding signal will first hit the left microphones, few milli-seconds later the front and the rear ones and finally the signal will be sensed on the right microphone (FIGURE 1). These differences, known as ITD standing for “interaural time differences”, can then be mathematically related to the current location of the emitting source. By solving this equation every time a noise is heard the robot is eventually able to retrieve the direction of the emitting source (azimutal and elevation angles) from ITDs measured on the 4 microphones. FIGURE 1Schematic view of the dependency between the position of the sound source (a human in this example) and the different distances that the sound wave need to travel to reach the four NAO’s micro-phones. These different distances induce times differences of arrival that are measured and used to compute the current position of the source. KEY FEATURE SOUND SOURCE LOCALIZATION

声音定位系统

2014年重庆理工大学电子设计竞赛 声音定位系统(C题)

摘要:本系统使用STM32产生频率为500Hz的正弦波信号,该信号用LM386进行功率放大及驱动后输入到蜂鸣器作为声源。接收部分使用拾音器进行接收,首先对接收的信号经过同相放大,使变化的电流信号转换为变化的电压信号。然后经过由OP07组成的有源带通滤波器,该滤波器的中心频率为 500Hz,带宽为100Hz,增益为1倍,去除周围环境的声波,滤波后的信号正好是蜂鸣器发出的声音信号。再对滤波后的两路信号经过相移检测电路,可以把滤波后的正弦波转换为方波,以便单片机STM32对相位差信号进行捕获。声源定位是通过对四个拾音器接收到相位差信号进行处理,经过一套比较完善的算法可得声源的坐标,即可进行声源定位。 关键词:500Hz 声音定位 STM32 一、系统方案

1.声音信号产生的选择 方案一:采用NE555产生频率为500Hz的方波用来作为声音信号。它的作用是用内部的定时器来构成时基电路。外部通过简单的电路可获得所得的信号。该电路搭建比较简单,原理易于理解,电路中元器件参数也比较好计算。 方案二:用单片机STM32来产生频率为500Hz的正弦波用来作为声音信号。该正弦波信号的产生实质上是将正弦波转换的到的数组存入单片机,经DA转换输出正弦波。 方案比较:方案一中,用NE555产生信源不是很稳定,波形不太规范且信号的频率不固定,这样的信号对本系统不太合适。方案二中,用软件来产生信号,该信号很稳定,是比较标准的频率为500Hz的正弦波信号,而且,产生波形比较灵活,从而为发挥部分做好准备。因此选择方案二。 2.声源的选择 方案一:采用低音扬声器作为声源。扬声器是一种把电信号转变为声信号的换能器件。将单片机产生的频率为500Hz的信号接在扬声器的接收端,扬声器能发出强度比较大的声音信号。 方案二:采用无源蜂鸣器作为声源。无源蜂鸣器在提供一定频率的正弦波震荡源时,能够发出声音。试验中用无源蜂鸣器发声时,声音比较清晰,但声音强度比扬声器稍弱。 方案比较:这里选择方案二。 3.滤波方案的选择 方案一:用RC无源滤波器。通过计算可以较方便的通过匹配电阻电容得出所需要的通频带。该滤波电路抗干扰性较强,有较好的低频特性,并且选用标准的阻容元件易得。 方案二:用有源滤波器。有源滤波器是利用可关断电力电子器件,产生与负荷电流中谐波分量大小相等、相位相反地电流来抵消谐波的滤波装置。

声发射技术

西安工业大学 岩土工程测试技术读书报告 (读书报告、研究报告) 考核科目:岩土工程测试技术 学生所在院(系) :研究生院建筑工程学院题目:岩土工程测试技术 姓名:李珅熠 学号:1507210358

一、声发射技术 研究表明,承受荷载的固体往往有热发射现象、表面电子发射现象和声发射现象。从能量的转换角度来看,当固体受到荷载以后,就如同一个能量转换器,将应变能转换成热能、电能、声能发射出去。这些能量是固体因受外力而引发的固有现象,因此,这些能量的特征和量值的大小就自然代表着固体材料内的某些属性。 当结构或者材料受外力荷载或内力作用产生变形、断裂、材料内部缺陷,或潜在缺陷在外部条件作用下改变状态时,以弹性波的形式释放出应变能的现象称为声发射。 声发射是一种常见的物理现象,各种材料声发射信号的频率范围很宽,从几Hz的次声频、20 Hz~20K Hz的声频到数MHz的超声频;声发射信号幅度的变化范围也很大,从10m的微观位错运动到1m量级的地震波。如果声发射释放的应变能足够大,就可产生人耳听得见的声音。大多数材料变形和断裂时有声发射发生,但许多材料的声发射信号强度很弱,人耳不能直接听见,需要藉助灵敏的电子仪器才能检测出来。用仪器探测、记录、分析声发射信号和利用声发射信号推断声发射源的技术称为声发射技术,人们将声发射仪器形象地称为材料的听诊器。 二、声发射技术基本原理 材料的声发射源主要有:材料塑形变形和位错运动;裂

纹的形成与扩展。声发射的发生要具备以下两个条件:第一,材料要受外载作用;第二,材料内部结构或缺陷要发生变化。 对于材料的微观形变和开裂以及裂纹的发生和发展,就可以利用声发射来提供它们的动态信息。声发射源往往是材料灾难性破坏的发源地,由于声发射现象一般在材料破坏之前就会出现,因此,只要及时捕捉这些声发射信息,根据其特征及其发射强度,不仅可以推知声发射源目前的状态,还可以知道它形成的历史,并预报其发展的趋势。声发射信号是分析声发射性质和状态的基本依据,通常用压电传感器在试件表面接受并记录这些信号,输入仪器进行各种分析和处理。处理和分析声发射信号的特性参数有计数与计数率、能量和能量率,以及频谱和波形、多信号时差等。 声发射检测常用仪器由信号接收(传感器)、信号处理(包括前置放大器、主放大器、滤波器及各种处理方法相适应的仪器)和信号显示(各种参数显示装置)三部分组成。声发射信号是极其微弱的信号,不同类型的声发射源所发射的信号频率和幅度相差很大,而且声发射信号是上升时间短、重复速率很高的脉冲。实验表明,各种材料声发射的频率范围很宽,从次声频、声频到超声频,频率可达50MHz,而且声发射测试时常常有各种机械的、液体的和电气的噪声,其频率特性和其他特性与声发射信号十分相似。因此,一般要求声发射检测仪器应具有以下特性:第一,具有高响

基于STM32的声源定位装置

目录 1 前言 (1) 2 总体方案设计 (3) 2.1 方案比较 (3) 2.1.1 声源信号产生方案 (3) 2.1.2 声源的选择 (3) 2.1.3 坐标解算方案 (4) 2.2 方案选择 (4) 3 单元模块设计 (6) 3.1 各单元模块功能介绍及电路设计 (6) 3.1.1 555构成的多谐振荡器电路 (6) 3.1.2 电源电路设计 (7) 3.1.3 自动增益控制电路设计 (7) 3.1.4 有源二低通滤波电路 (8) 3.1.5 有源二阶高通滤波电路 (9) 3.1.6 STM32F103最小系统电路 (10) 3.1.7 液晶显示电路 (11) 3.1.8 电平转换电路 (12) 3.2 电路参数的计算及元器件的选择 (13) 3.2.1 电源电路参数的计算 (13) 3.2.2 555定时器外围元件参数的计算 (14) 3.2.3 音源坐标位置的计算 (15) 3.2.3 元器件的选择 (17) 3.3特殊器件的介绍 (19) 3.3.1 STM32F103单片机介绍 (19) 3.3.2 ILI9320液晶简介 (21) 3.3.3 VCA810简介 (24) 4软件设计 (26) 4.1软件设计开发环境介绍 (26) 4.1.1编程软件开发环境介绍 (26) 4.1.2绘图软件开发环境介绍 (27) 4.2软件设计流程图 (28) 4.2.1主程序流程图 (28) 4.2.1液晶初始化流程图 (29)

4.2.2 ADC初始化流程图 (30) 5系统调试 (32) 6系统功能、指标参数 (33) 6.1系统实现的功能 (33) 6.2系统指标参数测试 (33) 6.2.1带通滤波器的频率响应 (33) 6.2.2 555定时器构成的多谐振荡器测试 (35) 6.2.3 STM32 ADC电压采集测试 (35) 6.2.4 VCA810电路测试 (36) 6.3系统功能及指标参数分析 (38) 7结论 (39) 8总结与体会 (40) 9 谢辞 (42) 10参考文献 (43) 附录 (44) 附录一:部分原理图 (44) 附录二:部分PCB图 (45) 附录三:核心代码 (46) 附录四:实物图 (51) 附录五:外文资料翻译 (52)

声发射源定位的测试方法

辽宁大学学报 自然科学版 第25卷 第1期 1998年JOU RN A L O F L IA ON IN G UN IV ER S IT Y N atu ral S ciences E d ition V o l.25 N o.1 1998 声发射源定位的测试方法 时书丽 (辽宁大学电子科学与工程系,沈阳110036) 摘 要 本文作者介绍了声发射源定位的测试方法,推导了时差测量公式,设计 了时差测量电路,总结了多通道声发射测试仪的时差测量的方法. 关键词 声发射;声发射源;源定位;时差测量. 0 引言 声发射,顾名思义就是物体发出声音的意思,它是一种常见的物理现象.例如,用力弯曲一根细竹棍儿,开始时听不到声音,随着施力的增加,就会听到噼噼啪啪的声音,这个回声就是声发射.如果再继续增加弯曲力,就会使竹棍儿在某处断裂,这个断裂处就是声发射源.这是我们亲眼所见、亲耳听到的现象.如果给一个大型构件施加压力,使其内部某处产生裂纹,而且发出声波.但是,人的眼睛看不到裂纹处,人的耳朵听不到裂纹声,这就要借助高灵敏度的声发射测试仪器去检测. 声发射检测法依据的基本原理,就是给检测对象施加压力或其它外部条件(如温度等),使检测对象中的缺陷或潜在缺陷自动发声,根据接收到来自缺陷的应力波推测缺陷的位置和大小.声发射技术的发展十分重视声发射源的研究,发展声发射源定位的技术和评价被测物体缺陷的有害度.源定位就是利用声发射信号的特点找出缺陷所在的位置,这是声发射检测的重要内容.为此,我们研制了双通道、四通道声发射信息分析测试系统,本文就其中源定位功能做以介绍. 1 声发射源的测定 确定声源的位置就要使用多通道声发射仪,每个传感器对应一个通道,传感器的任务就是把声波信号转换成电信号.利用两个以上的通道,将传感器按一定方式配置构成阵列,利用声源发出的声波到达几个传感器的时间差确定声发射源的位置. 下面利用两个传感器组成线阵列,测定两传感器连线范围内的物体缺陷所在的位置,如图1中的(a)所示.在一个棒状物体两端B、C两点上各放置一个传感器T1、T2,它们的 本文1997年8月28日收到

声发射原理及参数

声发射技术原理和声发射信号特征参数分析方法 提要:由于声发射信号来自缺陷本身,因此研究缺陷所产生的声发射信号的特点,以分析缺陷所处的位置和在其不同应力状态的损伤程度。利用设备在出现故障或破坏时,所发出的声发射信号与正常状态下的差异可以确定设备的运行状态。本文利用广义线性定位法[5]确定故障的位置,然后利用声发射的特征参数对故障的严重程度进行检测。对从藕合表面的传感器测得的声发射信号的输出波形经过一定的处理后进行分析。将声发射技术运用于转轴等机械部件的裂纹故障诊断中,可以及时准确地预测并诊断出设备在运行时的故障,尤其对于早期的故障。 基于声发射技术的转轴故障检测 李凤英沈玉娣熊军 摘要介绍了声发射技术的原理和声发射信号的特征参数分析方法,运用广义线性定位法初步确定故障的位置,并采用声发射特征参数对现场的试验结果进行了分析。通过与正常信号对比,研究故障信号的特征信息,说明运用这一技术可以对机械部件进行故障检测。 一、原理与方法 高速运行的转轴,由于其受到的力为交变载荷,而且工作环境恶劣,经常发生损坏,比如断裂事故,因此有必要进行现场检测。随着检测技术的发展,无损检测(NUT)越来越受到人们的重视。无损检测的方法很多,诸如超声、射线、电磁涡流、磁粉、渗透、红外以及声发射等技术。材料或结构受到外力或内力作用产生变形或者断裂时,以弹性波的形式释放应变能的现象称为声发射现象[1]。材料裂纹在萌发与扩展时释放出的声发射信号不但频度高,而且集中。由于声发射信号来自缺陷本身,因此研究缺陷所产生的声发射信号的特点,以分析缺陷所处的位置和在其不同应力状态的损伤程度。 利用设备在出现故障或破坏时,所发出的声发射信号与正常状态下的差异可以确定设备的运行状态。根据声发射信号的特点,可以把声发射信号分为突发型和连续型两种。连续型信号由一系列低幅值和连续信号组成,这种信号对应变速率敏感,主要与材料的位错和交叉滑移等塑性变形有关;突发型信号具有高幅值、不连贯、持续时间为微秒级等特点,主要与材料中的堆跺层错的形成和机械孪晶以及裂纹的形成和断裂有关。但是这两种分类也不是绝对的,因为在很多时候,这两种信号是同时发生的。中国资产管理网 利用声发射信号检测时可以分为两个步骤。首先是对故障的位置进行确定,其次对故障的性质进行分析。本文利用广义线性定位法[5]确定故障的位置,然后利用声发射的特征参数对故障的严重程度进行检测。对从藕合表面的传感器测得的声发射信号的输出波形经过一定的处理后进行分析。 目前分析所使用的特征参数一般有振铃计数与计数率、事件计数与计数率、振幅与振幅分布、能量和能量率、有效值和频谱分布等[3]。根据声发射信号的主要类型和研究的需要,可以确定选择合适的声发射特征参数。

声源定位系统毕业设计论文

声源定位系统毕业设计论文 0 前言 声音是我们所获取的外界信息中非常重要的一种。不同物体往往发出自己特有的声音,而根据物体发出的声音,人们可以判断出物体相对于自己的方位。有些应用场合,人们需要用机器来完成声音定位这个功能,并且往往要求定位精度比较高。2003年的美伊战争期间,人民网、CCTV网站的军事频道、国防在线等网站均报道了装配于美军的狙击手探测技术,这项技术其中一部分就包含了声源定位技术。 声源定位作为一种传统的侦察手段,近年来通过采用新技术,提高了性能,满足了现代化的需要,其主要特点是: 1)不受通视条件限制。可见光、激光和无线电侦察器材需要通视目标,在侦察器材和目标之间不能有遮蔽物,而声测系统可以侦察遮蔽物(如山,树林等)后面的声源。 2)隐蔽性强。声测系统不受电磁波干扰也不会被无线电侧向及定位,工作隐蔽性较强。 3)不受能见度限制。其他侦察器材受环境气候影响较大,在恶劣气候条件下工作时性能下降,甚至无法工作。声测系统可以在夜间、阴天、雾天、和下雪天工作,具有全天候工作的特点。 以下对美军装备的报道来自于《“巴格达之战”考验英军巷战武器装备》一文,该文刊登于2003年4月8日国防在线美伊战争专题。“狙击手声测定位系统通过接收并测量膛口激波和弹丸飞行产生的冲击波来确定狙击手的位置,通常仅能探测超音速弹丸。这种系统有单兵佩挂型、固定设置型和机动平台运载型。美国BBN系统和技术公司的声测系统,通过测量弹丸飞行中的声激波特性来探测弹丸并进行分类。该系统为固定设置型,采用2个置于保护区两侧的传声器阵列或6个分布在保护区内的单向传声器。传声器通过电缆或射频链路与指挥节点相连。为了准确定位,需事先确定传声器的距离,精度要在1米以内。该系统可探测到90%的射击,定位精度为方位 1.2°、水平3°。此外,美国的“哨兵”和“安全”有效控制城区环境安全系统均是采用声测定位技术的反狙击手系统。 美军这一套声源定位系统通过定位弹丸产生的特殊激波和冲击波,探测出狙击手的位置,在战场上有效保护战士生命。而在民用方面,声源定位系统也有广阔的应用前景。试设想一下未来的可视电话,如果在电话上装上声源定位系统,实时探测出人说话

声源定位系统毕业设计(论文)

0 前言 声音是我们所获取的外界信息中非常重要的一种。不同物体往往发出自己特有的声音,而根据物体发出的声音,人们可以判断出物体相对于自己的方位。有些应用场合,人们需要用机器来完成声音定位这个功能,并且往往要求定位精度比较高。2003年的美伊战争期间,人民网、CCTV网站的军事频道、国防在线等网站均报道了装配于美军的狙击手探测技术,这项技术其中一部分就包含了声源定位技术。 声源定位作为一种传统的侦察手段,近年来通过采用新技术,提高了性能,满足了现代化的需要,其主要特点是: 1)不受通视条件限制。可见光、激光和无线电侦察器材需要通视目标,在侦察器材和目标之间不能有遮蔽物,而声测系统可以侦察遮蔽物(如山,树林等)后面的声源。 2)隐蔽性强。声测系统不受电磁波干扰也不会被无线电侧向及定位,工作隐蔽性较强。 3)不受能见度限制。其他侦察器材受环境气候影响较大,在恶劣气候条件下工作时性能下降,甚至无法工作。声测系统可以在夜间、阴天、雾天、和下雪天工作,具有全天候工作的特点。 以下对美军装备的报道来自于《“巴格达之战”考验英军巷战武器装备》一文,该文刊登于2003年4月8日国防在线美伊战争专题。“狙击手声测定位系统通过接收并测量膛口激波和弹丸飞行产生的冲击波来确定狙击手的位置,通常仅能探测超音速弹丸。这种系统有单兵佩挂型、固定设置型和机动平台运载型。美国BBN系统和技术公司的声测系统,通过测量弹丸飞行中的声激波特性来探测弹丸并进行分类。该系统为固定设置型,采用2个置于保护区两侧的传声器阵列或6个分布在保护区内的单向传声器。传声器通过电缆或射频链路与指挥节点相连。为了准确定位,需事先确定传声器的距离,精度要在1米以内。该系统可探测到90%的射击,定位精度为方位1.2°、水平3°。此外,美国的“哨兵”和“安全”有效控制城区环境安全系统均是采用声测定位技术的反狙击手系统。

声源定位

声源定位(李子文) #include #include using namespace std; #define c 2982 #define R int main() { double x0,x1,x2,y0,y1,y2,t0,t1,t2,a,b,d,lizard1,lizard2,dt1,dt2,r; x0=0,x1=0,x2=; y0=0,y1=,y2=; int i = 8; while(i--) { cout <<"请输入第"<<8-i<<"组时间数据"<< endl; cin >> t0 >> t1 >> t2; t0 = t0 / 1000000; t1 = t1 / 1000000; t2 = t2 / 1000000; dt1 = t0 - t2; dt2 = t1 - t2; a=x2*(pow(x1,2)+pow(y1,2)-pow(c*dt1,2)) - x1*(pow(x2,2)+pow(y2,2)-pow(c*dt2,2)); b=y2*(pow(x1,2)+pow(y1,2)-pow(c*dt1,2))- y1*(pow(x2,2)+pow(y2,2)-pow(c*dt2,2)); d=c*dt1*(pow(x2,2)+pow(y2,2)-pow(c*dt2,2))-c*dt2*(pow(x1,2)+pow(y1,2)-pow(c*dt1,2));

lizard2 = atan(b/a); if(acos(d/sqrt(pow(a,2)+pow(b,2)))+lizard2 < R/2) lizard1 = acos(d/sqrt(pow(a,2)+pow(b,2)))+lizard2; else lizard1 = lizard2 - acos(d/sqrt(pow(a,2)+pow(b,2))); r = (pow(x1,2)+pow(y1,2)-pow(c*dt1,2))/(2*(x1*cos(lizard1)+y1*sin(lizard1)+c*dt1)); cout << "声源坐标为:("<

声源定位源程序

#include #include #define c 0.002982 #define PI 3.14159 double main() { double tz[10],to[10],tt[10]; double x0=0,x1=0,x2=0.3,y0=0,y1=0.45,y2=0.45; double A,B,D,t1,t2,a1,a2,r,x,y; inti; for (i=0;i<10;i++) { printf("please enter the time of group %d\n",i+1); scanf ("%lf %lf %lf",&tz[i],&to[i],&tt[i]); t1=to[i]-tz[i]; t2=tt[i]-tz[i]; A=x2*(pow(x1,2)+pow(y1,2)-pow(c*t1,2))-x1*(pow(x2,2)+po w(y2,2)-pow(c*t2,2)); B=y2*(pow(x1,2)+pow(y1,2)-pow(c*t1,2))-y1*(pow(x2,2)+po w(y2,2)-pow(c*t2,2));

D=c*t1*(pow(x2,2)+pow(y2,2)-pow(c*t2,2))-c*t2*(pow(x1,2 )+pow(y1,2)-pow(c*t1,2)); a2=atan(B/A); if((acos(D/sqrt(pow(A,2)+pow(B,2)))+a2)

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