基于小波脊的超声兰姆波信号分离

【摘要】：随着材料科学和工业技术的高速发展,板材已广泛地应用于航天航空及信息科学等众多工业领域。相对于传统的超声逐点扫描,兰姆波(Lamb Wave)检测具有传播距离远、-次性检测范围大、快捷、高效等优点。但是由于自身频散、多模式特征及检测机理的复杂性,兰姆波在工业中的作用远远没有发挥出来。本文主要工作如下： 首先简要介绍了兰姆波的基本理论及几种常见的时频分析方法,采集同一源信号传播到不同距离处的信号,将信号的时域宽度与幅值相结合,来验证兰姆波的频散特性,并对单模态的兰姆波信号进行时频分析。 接着,研究了连续小波变换及小波脊理论,并详细介绍了在一定程度上可以进行多脊提取的crazy climber算法。然后,采用小波脊的方法对单模态的兰姆波信号进行分析。通过分析和研究,表明,兰姆波信号的小波脊以及脊线上对应的信息能够很好地反应信号的频散现象,且根据小波脊线上的信息可以对兰姆波信号重构。接着,将单模态的兰姆波信号与不同类型信号混合,采用小波脊方法,将兰姆波信号分离出来。仿真结果表明了小波脊方法的有效性,在与渐近信号分离时要考虑脊的分辨率问题。 最后,采用多种时频分析方法对多模式兰姆波信号进行时频分析,同时也采用小波脊方法对多模态的兰姆波信号进行分离。当信号瞬时频率比值大于2时,我们直接根据信号分量对应的脊线及脊线上的信息,对信号进行分离；而瞬时频率比值小于一定值时,我们采用公共脊将多个分量一起分离出来。从而使待分析信号在后期易于识别及分析处理。