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基于小波与相关性分析的木材声发射源直线定位算法改进 总被引:1,自引:0,他引:1
为研究木材损伤过程中声发射(acoustic emission,AE)信号源定位问题,提出了一种基于小波和信号相关性分析的木材表面AE源直线定位方法。首先,采用NI高速采集设备和Lab VIEW构建双通道的AE信号采集系统,并设定采样率为500 k Hz。然后,通过5层小波分解的方法对原始AE信号进行降噪处理后重构AE波形,分别采用信号相关性和最大值分析方法确定AE信号在2个固定传感器之间的传播时差,并由此计算AE信号的传播速度。最后,在距原点150和200 mm处设置2个人工AE源,针对不同方法所确定的传播速度,采用基于时差的直线定位算法进行AE源定位。试验结果显示,对于原始AE信号采用信号相关性和最大值分析后,两处的定位相对误差分别为40%,32%和28%,15%。对原始AE信号进行小波降噪重构后,相应的相对误差分别为2%,26%和1%,11%。因此,对原始AE信号进行小波处理后,再基于相关性分析方法计算AE传播速度,能够明显提高AE源定位算法精度。 相似文献
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丁小康张祥雪郝燕华刘姣 《木材科学与技术》2012,(3):40-43
对木材在干燥过程中产生的声发射信号进行采集和特征分析,结果表明:木材干燥过程中主要采集到两种不同类型的声发射信号:一种信号来自木材内部自由水的蒸发,与木质部导管内水分空穴化过程的声发射信号一致;另一种信号与木材干燥过快时自身形变开裂相关。作为一种木材干燥质量的控制方法,测量和分析声发射信号,可为木材干燥温度和湿度的控制提供依据,实现防止木材干裂、提高木材干燥质量的目的。 相似文献
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针对木材在重复荷载下的Kaiser效应问题,采用Felicity比辨识高低载荷状态,并通过声发射(acoustic emission,AE)信号关联维数表征不同载荷下Kaiser点的分形特征。首先,将采样频率设置为500 kHz,采集木材试件在重复载荷下的AE信号,其中载荷间隔设定为300 N。然后,依据噪声信号设定AE振铃的阈值为48 dB,参考美国增强塑料声发射检测委员会(CARP)准则定义“明显”AE信号并计算Felicity比,依此标定Kaiser和Felicity效应所对应的载荷阶段。最后,利用G-P算法计算Kaiser点处AE信号的关联维数D,作为不同阶段Kaiser点的辨识指标。结果表明:通过Felicity比能明显区分高低载荷状态,并且在Kaiser与Felicity效应两个阶段的Kaiser点AE信号的关联维数D存在显著差异;Kaiser效应阶段内,D值变化范围为0.8346~1.4895,而过渡到Felicity效应阶段后,D值变化范围增大到1.7038~3.6602。 相似文献
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《林业工程学报》2021,6(5)
针对音板木材振动信号分析不深入的问题,本研究基于小波包分析方法对木材振动信号进行分析,建立一种木材声学振动评价的新方法。利用多通道FFT分析仪获取泡桐木材的振动信号,基于Daubechies小波基函数对振动信号进行3层小波包分解与重构,得到了振动信号的特征值,将小波包变换后木材振动信号的特征值与传统方法测定的声学振动性能参数进行比较分析。研究结果表明:木材的振动信号能量主要集中在0~1 000 Hz,在传播的过程中能量衰减迅速;对振动信号进行时域分析时得出,木材的动态弹性模量随着峭度因子的增大而减小,随着峰值因子的增大而增大;基于Daubechies小波基的分析方法得到的振动信号特征值与声学振动参数之间具有显著的相关性,其中木材信号的特征能量率与木材声学振动参数动态弹性模量、声辐射品质常数以及声传播速度之间存在显著的正相关关系,与声阻抗以及对数衰减率的相关性及变化趋势之间有显著的负相关关系。研究表明,可以应用Daubechies小波对木材振动信号进行分析与评价,此方法为木材声学振动性能的客观评价提供了新思路。 相似文献
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声发射及其在木材工业中的应用 总被引:5,自引:0,他引:5
谢力生 《林业机械与木工设备》2004,32(2):41-44
介绍了声发射的定义、性质,声发射的计测工作原理、信号类型和信号处理方法,并介绍了声发射在木材工业中的应用。 相似文献
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声发射法在木材干燥中的应用 总被引:7,自引:0,他引:7
声发射(AE,Acoustic Emission)一般定义为:固体在产生塑性变形或破坏时,由于贮存于物体内部的变形能被释放出来而产生弹性波的现象。物体的塑性变形或破坏均有一发展过程,即物体内部首先产生肉眼不可见的微细变形或裂缝,然后变形或裂缝逐渐成长、扩大至肉眼可见的宏观变化。AE发生于物体的宏观变化之前,一般为10kHz~2MHz左右的微弱声波,且其频率几乎均处于超声波范围(20kHz以上)主要使用压电元件来检出AE波并转换成电信号,常用锆酸钛酸铅陶瓷(PZT)作压电元件。AE检测通常被作为无… 相似文献
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声发射在日本木材工业中的应用 总被引:1,自引:1,他引:1
声发射(AE,Acoustic Emission的缩写)在材料科学方面的应用引起了广泛的重视,同样在木材工业的应用也已成为热门课题,例如:利用声发射评价材料优劣、探讨木质材料和胶层的破坏机理,识别木材破坏、胶合不良及缺陷材的无损检测,预测木材人工干燥中的开裂,从而控制干燥工 相似文献
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声发射技术是六十年代以来出现的一项新技术,被广泛用于研究材料的塑性变形机理及脆性断裂过程、检测残留应力和监视机械构件的初始损伤等方面.但在木材试验及加工中的应用研究国外刚刚起步,我国尚未开展.因之,本文仅就日本等国声发射技术在木材干燥中的试验研究成果加以综述,期望能对我国的研究有所借鉴。野口等选择了作为高级家具用材的特别易裂的蒙古栎、易裂的山毛榉、具有弹性不易裂的白桦,并都是生材弦切材.试片的尺寸为:12×90(端面)×100(纤维方向)mm.AE 传感器的共振频率为53.6及143.8KHz.由环状存储降值法测定随干燥进行的AE 计数率,得到如下结果. 相似文献
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木材损伤断裂过程的声发射特性与Felicity效应 总被引:5,自引:0,他引:5
以2种针叶材、2种阔叶材为试材,研究无缺陷试件和含横纹裂纹试件在弯曲破坏过程中材料内部微结构演化的声发射特性,并利用声发射特征参数对几种损伤类型进行辨识.结果表明:1)无缺陷试件在加载初期声发射事件发展较为缓慢,且出现的主要是一些低振幅的AE信号,而大量高振幅AE信号出现在峰值载荷附近及韧性断裂阶段;2)利用声发射监测含裂纹试件在三点弯曲载荷下的损伤并断裂全过程,可以明显地识别裂纹尖端启裂和扩展的不同阶段;3)声发射信号的特征与损伤模式有关,胞壁断裂对应的AE特征为高幅值、高能量及长持续时间,而胞壁界面损伤与层裂损伤和细胞屈服与压溃损伤对应的AE特征为低幅度、低能量及短持续时间;4)木试件在低载荷水平下呈现Kaiser效应,而在高载荷水平下呈现Felicity效应,应用Felicity比能够较好地反映木结构的损伤程度. 相似文献
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作为一种主动无损检测方式, 声发射技术通过分析被测物体内部因能量变化所引发的弹性波的特征, 判断物体内部损伤程度并确定损伤位置。声发射技术为木材加工过程应力监测提供了一种主动无损检测模式, 但受木材自身各向异性等特点的限制, 目前声发射技术在木材工业中的应用尚处于探索阶段。为此, 文中重点介绍了目前声发射技术在木材切削加工、木材及木质结构、木材力学性能、木材干燥过程等木材加工过程的应用现状, 并在此基础上根据木材声发射信号特点, 提出一种基于LabView及高速采集设备的木材干燥过程声发射监测系统设计方案。 相似文献
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为了通过声发射信号(AE)对木材内部损伤状态进行评估,本研究选择能够表征信号复杂程度(熵值)以及波形变化(脉冲因子、裕度因子、峰值因子、波形因子)的特征,并通过对木材试样三点加压弯曲实验采集原始声发射信号。另外,为了抑制干扰,提高信号特征对损伤状态的敏感性,提出了一种采用EMD分解方法,基于信号能量、瞬时频率、峭度值的信号预处理方法和信号重构机制。最后,获取重构AE信号的熵值(信息熵、指数熵)和波形特征参数(脉冲因子、裕度因子、峰值因子、波形因子),探索了它们与木材内部损伤与断裂过程的关系,并从中提取6段时序信号进行特征值前后对比分析。结果表明:通过这些特征,可以将木材受力激发出的声发射信号分为4个类别,分别是屈曲AE信号、形变AE信号、微裂AE信号和断裂AE信号,并与木材损坏过程中微观结构变化的4种形式(胞壁屈曲与塌溃、胞壁界面损伤与层裂、微裂隙损伤区的形成与扩展、胞壁断裂)相对应。相比较波形特征,声发射信号的熵值能够更加敏感地反映出木材内部损伤状态的变化。波形特征能够较好地反映出木材断裂后载荷逐渐减小的趋势。本研究提出的信号预处理方法和重构机制,能够提高上述特征对不同损伤状态的区分... 相似文献
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应力波木材无损检测信号采集系统 总被引:3,自引:2,他引:3
应力波木材无损检测技术可在不破坏木材使用性能的前提下,快速的检测出木材的尺寸、规格和基本物理性质等,基于此优点,应力波无损检测技术近几年越来越受到青睐。应力波在木材中传播时,如遇到裂缝、孔洞、裂纹等界面不连续处,就会发生反射、折射、散射和模式转换,对缺陷有很高的敏感性。基于应力波的这种敏感性,本文对应力波在木材中传输时的信号进行采集,通过对采集信号进行频谱分析、小波变换等处理,可进一步得到应力波在木材中的传播速度等参数,从而为鉴别木材的缺陷提供更多的信息。 相似文献
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基于小波的木材纹理分频信息提取与分析 总被引:7,自引:1,他引:7
通过引入小波方法 ,对木材纹理进行了多尺度的频谱分解 ,并利用所得到的特征向量分析了水平、垂直和对角方向上的木材纹理频率分布特点 ,比较了针叶树材与阔叶树材、径向切面与弦向切面木材纹理的统计差异。并在试验基础上 ,提出了以小波分解子图像能量值的标准差进行木材纹理最佳分解尺度的筛选 ,探索出滤波长度取 8、分解尺度取 2对充分表现木材纹理特征最为适宜。同时还发现可将垂直中高频分量HL和低频分量LL的能量值作为木材纹理区别与归类的重要参数 ,将EHL ELH值作为木材纹理的方向性量度 相似文献
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随着四化建设的需要及林学科学的发展。各地从建国以来开始的造林工作已经看到了可喜的成效。大面积的人工林拔地而起,长势喜人,相当一部分木材可采伐利用。因此关于木材的经营、交易、综合利用等问题将提到日程上来。为掌握各种木材的结构与特性,除了掌握必要的木材学基本知识外,采集与制作各种木材标本,建立木材标本室(柜),对生产、科研、教学都具有重要意义。现将有关木材标本的采集与制作方法简要介绍如下。 相似文献
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郭殿福 《林业机械与木工设备》1978,(1)
本装置属于伐倒木集材装置。如果细分一下,应当是捆挂木材的动力装置。目前,广泛使用的木材采集方法是手工伐倒立木,手工捆挂索带,再用绞盘机抽到集材拖拉机附近,由集材拖拉机拖运到楞场。这种方法因人工捆挂索带较慢,拖拉机不得不经常停车等待捆挂索带。从机械价格较高和工资费用又逐渐上涨等角度去看,作为 相似文献
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实验表明,窑中干燥木材的试样超声波脉冲速度与该样的湿度变化密切相关,这就确立了密封干燥室利用声的传播监测木材干燥程度的可行性,也确定了温度的影响与湿度的递减率。 相似文献
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马尾松胶合木表面声发射信号各向异性传播规律 总被引:1,自引:0,他引:1
针对木材各向异性所导致的同一声发射(acoustic emission,AE)源在不同方向上传播速率各异的问题,研究了同一AE源在4个不同方向上发出的AE信号波形特征和传播速率随角度变化的规律。首先,采用0.7mm铅芯折断方式模拟声发射源,在马尾松胶合木表面沿纹理方向顺时针每隔15°,通过采样频率为500 k Hz的四通道高速采集系统收集原始AE信号。然后,基于小波分析的方法从原始信号中重构AE信号波形,根据小波变换原理和AE传感器的分辨范围,采用daubechies小波进行5层小波分解,在分析各层高频细节信号时频域特征的基础上进行AE信号波形重构。最后,利用信号相关性分析的方法确定AE信号,通过2个传感器的时差,进而采用时差定位法计算AE信号的传播速度。对于不同方向的AE传播速率,通过多项式拟合的方法,提出AE传播速度随角度变化的函数关系。 相似文献