使用声学信号的时频特征对瓷器裂纹进行识别研究.doc
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使用声学信号的时频特征对瓷器裂纹进行识别研究,内容完善，建议下载阅览。①页数 36②字数 12016③ 摘要 瓷器缺陷主要表现为裂纹，裂纹是一种常见的结构损伤形式，目前裂纹检测方法主要有射线诊断、光学诊断、漏磁检测以及声学检测等，其中声学检测具有操作简单、快捷、经济和安全等优点，更适合本课题研究对象的裂纹检测。本文利用声...
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使用声学信号的时频特征对瓷器裂纹进行识别研究
内容完善，建议下载阅览。
①页数 36
②字数 12016
③ 摘要
瓷器缺陷主要表现为裂纹，裂纹是一种常见的结构损伤形式，目前裂纹检测方法主要有射线诊断、光学诊断、漏磁检测以及声学检测等，其中声学检测具有操作简单、快捷、经济和安全等优点，更适合本课题研究对象的裂纹检测。
本文利用声学信号的时频特征对瓷器裂纹进行识别研究。研究内容如下：(1) 基于声学的瓷器纹检测信号试验装置设计。在对声学裂纹检测原理分析的基础上，设计瓷器裂纹检测试验装置。该装置主要解决声音信号数据采集问题。初步研究信号特性参数，确定最佳实验方案。(2) 采集信号的数据预处理。应用MATLAB设计高通滤波器以尽可能消除提取信号内所含的噪声。(3) 瓷器信号特征参数的提取。分别从时域、频域对瓷器激励声音信号进行分析，提取完好瓷器和裂纹瓷器的时、频特征参数，综合各参数特性优点对裂纹进行识别。另外对信号进行时频分析 (4) 系统应用软件设计。从模块化的角度，对系统软件进行设计。设计的模块主要包括数据采集保存、文件读取、信号预处理与特征提取、裂纹识别等。
④目录
摘 要 I
ABSTRACT II
1 绪 论 1
1.1 课题研究背景 1
1.1.1 国外研究现状 1
1.1.2 国内研究现状 2
1.2 课题研究目的及意义 3
1.3 课题主要研究内容 3
2 基于声发射学裂纹检测原理及检测系统 5
2.1 裂纹检测原理 5
2.1.1 声学基础知识 5
2.1.2 无损检测 7
2.2 检测系统实验设备组成 8
2.2.1 检测系统组成 8
2.2.2 声音信号的采集 8
2.2.3 影响声音信号特性的因素 9
2.2.4 实验参数的确定 9
2.3 MATALB软件平台介绍 10
2.3.1 MATLAB的简介 10
2.3.2 MATLAB特点 11
3 系统总体设计 12
3.1 系统总体流程图 12
3.2 检测信号噪声来源分析 13
3.3 检测信号的噪声的处理方法 13
3.3.1 有限冲激响应滤波器（FIR） 13
3.3.2 无限冲激响应（IIR） 15
3.3.3 数字高通滤波器的设计 16
3.4 检测信号的端点检测 17
4 信号特征参数提取与实验结果分析 19
4.1 瓷器时域特征参数提取与裂纹检测 19
4.1.1 概率密度直方图法 19
4.1.2 程序结果 20
4.1.3 结果分析 23
4.2 瓷器频域特征参数提取与裂纹检测 23
4.2.1 傅里叶变换频域分析法 23
4.2.2 程序结果 24
4.2.3 结果分析 26
4.3 实际应用 26
5 结 论 28
致 谢 29
参考文献 30
附 录 31
附录 部分程序代码 31
⑤关键字 声发射学；裂纹；信号处理
⑥参考文献
[1].Dimarogonas A D. Vibration of Cracked Structures: A State of the Art Review [J], Engineering .Fracture Mechanics, 1996, 5(5): 831-857.
[2].Harrenstein A, Brusewitz G. Sound level measurements of flowing wheat [J], Trans of the ASAE, 1986, 29(4): 1114-1117
[3].Laura Luz, S.D. Filip To. Acoustical Frequency Spectrum Method to Predict Moisture Content in Soybean [D], ASAE Paper, 2001, NO.011074.
[4].T.C. Pearson. Detection of pistachio nuts with closed shells using impact acoustics[J], Applied Engineering in Agriculture, 2001, 17(2): 249-253.
[5] 刘晓波、黄其柏等．转子叶片裂纹扩展故障诊断实验研究[J]，华中科技大学学报，2005，09:50-53.
[6] 方建军．粮食水分在线测量的声学方法[J]，北方工业大学学报，2000，12(1)：57-60.
[7] 韩纪庆,冯涛,郑贵滨．.音频信息处理技术.．清华大学出版社,2007
[8] 李家伟,陈积懋．无损检测手册．机械工业出版社，2004
[9] 梅志红,杨万铨．.Matlab程序设计基础及其应用．清华大学出版社,2005
[10] 张娜萍，瞿英．有限冲击响应(FIR)滤波器原理与设计[J]，江苏电器，2004，4: 7-9
[11] 张力．MATLAB在语音信号处理辅助教学中的应用．电气电子教学学报，第27卷第2期，2005年4月
[12] 陈显治．语音信号处理技术[J].世界电信，1995.05:26-28.
[13] 郑展恒，曾庆宁．噪声环境下端点检测方法的研究[J]，大众科技，2008，04:33-35
[14] 吴正国，夏立，尹为民编著．现代信号处理技术：高阶谱、时频分析与小波变换[M]，西安电子科技大学出版社，2003/01
内容完善，建议下载阅览。
①页数 36
②字数 12016
③ 摘要
瓷器缺陷主要表现为裂纹，裂纹是一种常见的结构损伤形式，目前裂纹检测方法主要有射线诊断、光学诊断、漏磁检测以及声学检测等，其中声学检测具有操作简单、快捷、经济和安全等优点，更适合本课题研究对象的裂纹检测。
本文利用声学信号的时频特征对瓷器裂纹进行识别研究。研究内容如下：(1) 基于声学的瓷器纹检测信号试验装置设计。在对声学裂纹检测原理分析的基础上，设计瓷器裂纹检测试验装置。该装置主要解决声音信号数据采集问题。初步研究信号特性参数，确定最佳实验方案。(2) 采集信号的数据预处理。应用MATLAB设计高通滤波器以尽可能消除提取信号内所含的噪声。(3) 瓷器信号特征参数的提取。分别从时域、频域对瓷器激励声音信号进行分析，提取完好瓷器和裂纹瓷器的时、频特征参数，综合各参数特性优点对裂纹进行识别。另外对信号进行时频分析 (4) 系统应用软件设计。从模块化的角度，对系统软件进行设计。设计的模块主要包括数据采集保存、文件读取、信号预处理与特征提取、裂纹识别等。
④目录
摘 要 I
ABSTRACT II
1 绪 论 1
1.1 课题研究背景 1
1.1.1 国外研究现状 1
1.1.2 国内研究现状 2
1.2 课题研究目的及意义 3
1.3 课题主要研究内容 3
2 基于声发射学裂纹检测原理及检测系统 5
2.1 裂纹检测原理 5
2.1.1 声学基础知识 5
2.1.2 无损检测 7
2.2 检测系统实验设备组成 8
2.2.1 检测系统组成 8
2.2.2 声音信号的采集 8
2.2.3 影响声音信号特性的因素 9
2.2.4 实验参数的确定 9
2.3 MATALB软件平台介绍 10
2.3.1 MATLAB的简介 10
2.3.2 MATLAB特点 11
3 系统总体设计 12
3.1 系统总体流程图 12
3.2 检测信号噪声来源分析 13
3.3 检测信号的噪声的处理方法 13
3.3.1 有限冲激响应滤波器（FIR） 13
3.3.2 无限冲激响应（IIR） 15
3.3.3 数字高通滤波器的设计 16
3.4 检测信号的端点检测 17
4 信号特征参数提取与实验结果分析 19
4.1 瓷器时域特征参数提取与裂纹检测 19
4.1.1 概率密度直方图法 19
4.1.2 程序结果 20
4.1.3 结果分析 23
4.2 瓷器频域特征参数提取与裂纹检测 23
4.2.1 傅里叶变换频域分析法 23
4.2.2 程序结果 24
4.2.3 结果分析 26
4.3 实际应用 26
5 结 论 28
致 谢 29
参考文献 30
附 录 31
附录 部分程序代码 31
⑤关键字 声发射学；裂纹；信号处理
⑥参考文献
[1].Dimarogonas A D. Vibration of Cracked Structures: A State of the Art Review [J], Engineering .Fracture Mechanics, 1996, 5(5): 831-857.
[2].Harrenstein A, Brusewitz G. Sound level measurements of flowing wheat [J], Trans of the ASAE, 1986, 29(4): 1114-1117
[3].Laura Luz, S.D. Filip To. Acoustical Frequency Spectrum Method to Predict Moisture Content in Soybean [D], ASAE Paper, 2001, NO.011074.
[4].T.C. Pearson. Detection of pistachio nuts with closed shells using impact acoustics[J], Applied Engineering in Agriculture, 2001, 17(2): 249-253.
[5] 刘晓波、黄其柏等．转子叶片裂纹扩展故障诊断实验研究[J]，华中科技大学学报，2005，09:50-53.
[6] 方建军．粮食水分在线测量的声学方法[J]，北方工业大学学报，2000，12(1)：57-60.
[7] 韩纪庆,冯涛,郑贵滨．.音频信息处理技术.．清华大学出版社,2007
[8] 李家伟,陈积懋．无损检测手册．机械工业出版社，2004
[9] 梅志红,杨万铨．.Matlab程序设计基础及其应用．清华大学出版社,2005
[10] 张娜萍，瞿英．有限冲击响应(FIR)滤波器原理与设计[J]，江苏电器，2004，4: 7-9
[11] 张力．MATLAB在语音信号处理辅助教学中的应用．电气电子教学学报，第27卷第2期，2005年4月
[12] 陈显治．语音信号处理技术[J].世界电信，1995.05:26-28.
[13] 郑展恒，曾庆宁．噪声环境下端点检测方法的研究[J]，大众科技，2008，04:33-35
[14] 吴正国，夏立，尹为民编著．现代信号处理技术：高阶谱、时频分析与小波变换[M]，西安电子科技大学出版社，2003/01
