声激励检测信号的特征分析

!""!年第#$卷第%期测试技术学报&’()#$*’)%!""!+总第%!期,-./0123.456752189627/06961556:;1.3.<=

+>?@*’A A A A A A A A A A A A A A A A A A A A A A A A A A A A A A A A A A A A A A A A A A A A A A A A A A A A A A A A A A A A A A A A A )%!,文章编号B#$C #D C %%E +!""!,"%D "!%F D "%声激励检测信号的特征分析

金冉H 杨风暴H 韩焱

+华北工学院电子信息工程系H 山西太原"I ""F #,

摘要B 通过信号分析与处理的方法H 提取出与金属和非金属粘接状态和粘接质量有关的特征量)对粘接

结构施加微力H 通过对声音信号在时域J 频域上的特征分析H 提取出与粘接有关的特征量)在检测到的声音信

号的时域波形上H 粘接的特征不强H 而对声音信号作频谱分析后H 能使粘接特征在频谱图上比较容易地显

现)声音信号特征值的提取为进一步的模式识别工作打下了良好的基础)

关键词B 声音信号K 特征提取K 粘接质量检测

中图分类号B L M !C %N )!K L O %E %)C 文献标识码B P

金属与非金属材料粘接这种联接方式H 在航空J 航天和其它工业领域应用非常广泛H 而几乎所有的飞机和导弹中都包含粘接组件H 粘接质量的好坏直接影响整体机构的运行)构件粘接中容易发生脱粘等问

题H

造成粘接强度降低)金属与非金属之间的粘接较同种材料之间的粘接更为困难H 很容易出现脱粘H 因此H 对此类粘接质量的检测尤为重要Q #R )

对粘接结构的无损检测方法H 目前主要集中在超声J 声等应力波检测上)声激励检测具有不需要耦合J 携带有动态信息等优点H 这是通过对粘接部位施加非破坏性力H 激励粘接部位发出声音H 采集声音对其进行粘接质量的识别)信号分析与处理是各种无损检测研究中的重要方面H 金属与非金属间粘接的检测技术要点是从传声器检测到的应力波的信号中提取与粘接状态或粘接质量有关的特征量H 利用这些特征量建立粘接质量的判别模型)因此H 提取信号特征对于实现检测和识别是至关重要的)

#声音信号的采集

利用传声器通过微力激励H 传声器获取粘接部位受力过程中发出的声音信息H 该信息不仅含有粘合图#粘接结构信号采集系统4S T )#>U V W X (Y ’((Z Y [Z \]^][Z @’_X \‘Z ]U a Z ][b ?Y [?b Z

点的力学信息H 同时也包含整体受力后向

该传感器发出的信息H 这些信息的相关性

携带了粘接整体的结构力学性能的信息)

在此试验中H 用的采样点是#""c )

数据采集系统如图#所示)

我们制作了三种不同粘接强度和不同

面积的试件B 剪切强度为I "dM X 的做了

二种试件H 分别是试件#+

粘接面长为%Y @H 宽为!Y @,

和试件!+粘接面长为!Y @H 宽为!Y @,K 剪切强度为#dM X 的

做了一种试件H 即试件I +

粘接面长为%Y @H 宽为!Y @,)G 收稿日期B!""!D "E D "!基金项目B 国防跨行业预研基金项目资助

作者简介B 金冉+#E C e f,H 男H 研究生)从事专业B 信号与信息处理J 模式识别)万方数据