基于压缩感知和掩膜信号法HHT的管道泄漏声发射信号处理方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号(10)申请公布号CNCN103542261103542261A(43)申请公布日2014.01.29(21)申请号201310459351.4(22)申请日2013.10.07(71)申请人云南省特种设备安全检测研究院地址650228云南省昆明市滇池路河尾村特检大楼申请人昆明理工大学(72)发明人陶然毕贵红王华司莉魏永刚孙云波胡建航原天龙李新仕梁波(74)专利代理机构昆明今威专利商标代理有限公司53115代理人赛晓刚(51)Int.Cl.F17D5/06(2006.01)权权利要求书1页利要求书1页说明书4页说明书4页附图6页附图6页(54)发明名称基于压缩感知和掩膜信号法HHT的管道泄漏声发射信号处理方法(57)摘要本发明涉及一种基于压缩感知和掩膜信号法HHT的管道泄漏声发射信号处理方法。主要可以应用于管道、锅炉的泄漏声发射信号检测中，主要处理步骤：第一步：获取声发射原始信号，利用数字滤波器滤除超出泄漏声发射信号频域的高频噪声；第二步：引入压缩感知理论对声发射信号进行压缩采样；第三步：利用OMP算法对压缩信号进行精确重构；第四步：采用掩膜信号法的EMD分解声发射信号，将信号中不同频率的分量从高频到低频一一分出；第五步：对各声发射信号频率分量做Hilbert变换，确定声发射信号的起止时间。CN103542261ACN1035426ACN103542261A权利要求书1/1页1.一种基于压缩感知和掩膜信号法HHT的管道泄漏声发射信号处理方法，其特征在于：将压缩感知理论引入到声发射信号检测技术中，然后利用添加掩膜信号的EMD分解方法实现对声发射信号的分解，并对分量做Hilbert变换，确定泄漏发生的起止时间，具体处理步骤如下：第一步：获取声发射原始信号，利用数字滤波器滤除超出泄漏声发射信号频域的高频噪声；第二步：应用压缩感知理论对第一步获得的声发射发射信号进行压缩采样，用一个长度远小于原始信号的观测矩阵感知声发射原信号，得到一组观测值；第三步：利用OMP(OrthogonalMatchingPursuit，正交匹配追踪)算法对第二步获得的压缩信号进行重构，得到重构声发射信号；第四步：采用掩膜信号法的EMD分解声发射信号，将第三步重构声发射信号中不同频率的分量从高频到低频依次分出；第五步：对第四步分出的各声发射信号频率分量做Hilbert变换，确定声发射信号的起止时间。2.根据权利要求1所述的基于压缩感知和掩膜信号法HHT的管道泄漏声发射信号处理方法，其特征在于：第一步和第二步为已知的测量矩阵，声发射信号X长度为N，稀疏度为K，遵循压缩感知理论，将X投影到上，得到一组长度远小于N的测量值Y，根据测量值和测量矩阵做逆运算便可以重构信号X，得到稀疏逼近。3.根据权利要求1或2所述的基于压缩感知和掩膜信号法HHT的管道泄漏声发射信号处理方法，其特征在于：所述第二步使信号采样不再受Nyquist采样定理的限制，提高数据压缩效率，降低数据采集、传输及存储成本。4.根据权利要求1所述的基于压缩感知和掩膜信号法HHT的管道泄漏声发射信号处理方法，其特征在于：第三步采用OMP算法，本质上完成了第一步范数的最优化，实现对压缩声发射信号的快速精确重构。5.根据权利要求1所述的基于压缩感知和掩膜信号法HHT的管道泄漏声发射信号处理方法，其特征在于：在第四步声发射信号中添加掩膜信号，对含有掩膜信号的声发射信号进行HHT(Hilbert-HuangTransform，希尔伯特-黄变换)。6.根据权利要求1或5所述的基于压缩感知和掩膜信号法HHT的管道泄漏声发射信号处理方法，其特征在于：在第四步声发射信号中所添加的掩膜信号为，即掩膜信号的频率值为相邻两个最高频率之和，幅值为最高频率的幅值。7.根据权利要求1或7所述的基于压缩感知和掩膜信号法HHT的管道泄漏声发射信号处理方法，其特征在于：第四步当声发射信号包含N个邻近频率分量时，需要在分解过程中不断添加N-1个掩膜信号，直到剩下最后一个单一的频率分量。8.根据权利要求1所述的基于压缩感知和掩膜信号法HHT的管道泄漏声发射信号处理方法，其特征在于：对第五步分解出的声发射信号分量做Hilbert变换，可以确定其发生的起止时间。9.一种基于压缩感知和掩膜信号法HHT的管道泄漏声发射信号处理方法，即压缩感知理论应用于泄漏声发射信号检测技术中。2CN103542261A说明书1/4页基于压缩感知和掩膜信号法HHT的管道泄漏声发射信号处理方法技术领域[0001]本发明涉及一种基于压缩感知和掩膜信号法HHT的管道泄漏声发射信号处理方法。背景技术[0002]基于传统Nyqusit采样定理的信号采集方式，要求采样频率至少是信号最高频率的2倍。声发射信号的