[发明专利]一种声发射信号初至点检测方法

摘要

本发明涉及一种声发射信号初至点检测方法，包括待分析信号段提取、运用VAR-AIC法确定声发射信号初至点区域、AR模型建模与幅值预测，以及声发射信号初至点的精确计算。通过运用VAR-AIC法计算的AIC函数局部最小值点定位信号初至点区域，结合环境噪声的AR模型预测及幅值比较，使检测过程既对时间序列分割点敏感又对幅值敏感，从而提高声发射信号初至点的检测精度，有效的排除了噪声信号的干扰，克服了阈值法检测声发射信号初至点易受噪声影响的局限性。此方法具有处理简便、适用性强、准确性高的特点。

主权项

1.一种声发射信号初至点检测方法，其特征在于包括以下步骤：1）在被测区域上布设声发射传感器，所述的声发射传感器用于检测被测声源信号，所述的被测声源信号经信号调理后通过数据采集卡采集并传送至计算机，所述的计算机从所述的采集信号中提取N个数据x_i,i＝1,2,…N，作为待分析数据，所述的N个待分析数据为声发射信号到达前后由声发射传感器获取的信号，之后执行步骤2）；2）根据AIC模型定价准则法，利用所述的N个待分析数据x_i,i＝1,2,…N，通过公式AIC(K)＝Klog{var(x[1,K])}+(N-K-1)log{var(x[K+1,N])}计算VAR-AIC函数获得函数值AIC(K),公式中K＝1,2,…N，var(x[1,K])表示第1点至第K点所有信号值的方差，var(x[K+1,N])则表示剩余第K+1点至最后一点所有信号值的方差，并根据各AIC(K)值作出AIC曲线，其中K为横坐标，AIC(K)值为纵坐标，计算AIC(K),K＝1,2,…N值的所有局部最小值，所述的局部最小值所在的区域包含声发射信号的初至点，之后执行步骤3）；3）根据步骤1）中所述的N个待分析数据，提取包含所有步骤2）中计算所得AIC曲线局部最小值的一段长度为M的声发射信号数据x_j,j＝1,2,…,M，M为20～50，作为下一步精确判断声发射信号初至点的信号区域，并对于所提取的M个数据的第一个信号点j=1，计算其在整个待分析信号中对应的点序号i=k，之后执行步骤4）；4）根据所述的N个待分析数据中环境白噪声数据x_i,i＝1,2,…k-1建立环境白噪声的AR模型：式中，M是模型阶数，由AIC准则法确定，其中x_t的输出为环境白噪声的预测幅值，a_m是模型参数，ε_t是高斯噪声，平均值E{ε_t}＝0，方差根据所述的AR模型，向后预测M个点x_j',j＝1,2,…,M，M为20～50，其在所述的N个待分析数据中的对应点为x_i',i＝k,k+1,…,k+M-1，与步骤3）所述的声发射信号初至点区域内实际数据x_i,i＝k,k+1,…,k+M-1相对应，分别计算预测点幅值A_i'＝|x_i'|和实际信号幅值A_i＝|x_i|，i＝k,k+1,…,k+M-1，之后执行步骤5）；5）从第一个点i＝k开始，比较预测值x_i'的幅值A_i'与实际值x_i的幅值A_i大小，当不满足A_i＞2A_i'时，i=i+1，即A_i+1与2A_i+1′相比较，否则，所对应的点，作为声发射信号初至点的精确位置，此时输出此初至点对应的序号i，本方法结束。