[发明专利]一种列车轴承声波截取及拼接方法

说明书

本发明涉及一种列车轴承声波截取及拼接方法，包括：步骤1，基于由多个指向性传声器组成的线形传声器阵列和声学车轮传感器，截取列车单个轴承经过每个传声器的轴承声信号波；步骤2，对截取的轴承声信号波进行自适应小波降噪；步骤3，对同一轴承经过每个传声器的轴承声信号波进行拼接，得到每个轴承完整周期的轴承声信号波。本发明能够为列车轴承诊断提供完整而干净的单个轴承波形数据，提高轴承故障诊断的识别率。

技术领域

本发明属于列车轴承故障诊断技术领域，尤其涉及一种列车轴承声波截取及拼接方法。

背景技术

通过轨边声学诊断系统进行轴承故障诊断，需要输入经过预处理的波形数据到故障诊断程序对轴承故障状态做出综合诊断，能否为列车轴承诊断提供完整而“干净”的单个轴承波形数据，是能否保证在线轴承故障诊断识别率的关键。因此，需要一种列车轴承声波截取及拼接方法，以提供完整而“干净”的单个轴承波形数据。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明的目的是提供一种列车轴承声波截取及拼接方法，以保证经过声学监测站的列车上的每一个轴承旋转一圈的声音数据的完整性和连贯性。

本发明提供了一种列车轴承声波截取及拼接方法，其特征在于，包括：

步骤1，基于由多个指向性传声器组成的线形传声器阵列和声学车轮传感器，截取列车单个轴承经过每个传声器的轴承声信号波；

步骤2，对截取的轴承声信号波进行自适应小波降噪；

步骤3，对同一轴承经过每个传声器的轴承声信号波进行拼接，得到每个轴承完整周期的轴承声信号波。

进一步地，步骤1中，线形传声器阵列对位布置于铁轨的近端和远端两侧，用于采集经过列车两侧的轴承声信号；两个声学车轮传感器分别靠近传声器阵列两端的传声器布置，用于辅助采集轴承声信号。

进一步地，该步骤1包括：

根据声学车轮传感器采集到的轴承声信号波形图得到所有轴承经过声学车轮传感器的时刻；

基于所有轴承经过声学车轮传感器的时刻，对轴承经过每个传声器中心线时的信号波进行分离，截取轴承声信号波。

进一步地，声学车轮传感器采用磁车轮传感器，并基于状态机的车轮检测方法检测车轮信号，以完成轴承声信号的辅助采集。

进一步地，基于状态机的车轮检测方法包括：

对每个车轮信号的检测采用如下状态：空闲、找到极小值、找到过零点、找到极大值及找到车轮信号。

进一步地，该步骤2包括：

根据设定的前提条件对各传声器通道分解后的数据进行互相关计算；

将互相关系数的门限设为0.3，当该层各通道的互相关系数小于0.3时，将该层确定为噪声层；

提取所有噪声层并进行数据重构，得到噪声数据；

将噪声数据输入自适应滤波器进行噪声抑制。

进一步地，前提条件为：各通道的环境噪声不相关或无限接近于不相关，小波分解后噪声数据所在的层各通道不相关或无限接近于不相关。

进一步地，步骤1中，线形传声器阵列每个传声器的声信号采集界限在边缘部分具有重叠。

进一步地，该步骤3包括：

采用时域平滑法对拼接波形进行处理。

与现有技术相比本发明的有益效果是：能够为列车轴承诊断提供完整而干净的单个轴承波形数据，提高轴承故障诊断的识别率。

附图说明