【摘要】：針對(duì)目前磁瓦內(nèi)部缺陷采用人工音頻識(shí)別存在的問(wèn)題,使用雙譜分析已知內(nèi)部缺陷情況的磁瓦在跌落撞擊試驗(yàn)中產(chǎn)生的音頻信號(hào),其結(jié)果表明內(nèi)部缺陷會(huì)影響雙譜的峰值分布。根據(jù)這個(gè)規(guī)律,提出一種歸一化雙譜3切片分析方法用于磁瓦內(nèi)部缺陷的檢測(cè)。該方法首先提取歸一化雙譜上3個(gè)特定方向的切片;其次按照峰值分布與內(nèi)部缺陷的映射關(guān)系,將每個(gè)切片劃分成若干頻率區(qū)域,并對(duì)各區(qū)域進(jìn)行分類;然后通過(guò)對(duì)不同種類的區(qū)域最大峰值比較與計(jì)算,建立識(shí)別內(nèi)部缺陷的閾值。最后,驗(yàn)證試驗(yàn)對(duì)方法的有效性進(jìn)行了評(píng)估,取得了97%以上的識(shí)別正確率。試驗(yàn)結(jié)果表明,雙譜分析在磁瓦內(nèi)部缺陷音頻檢測(cè)中具有較好的實(shí)用性。
【圖文】：

t峽C^x(τ1，τ2)W(τ1，τ2)·exp［－j(ω1τ1+ω2τ2)］}(8)2試驗(yàn)方法與流程2．1試件說(shuō)明試件為已知內(nèi)部缺陷情況的3種磁瓦，由磁瓦生產(chǎn)企業(yè)標(biāo)定和提供。為便于描述3種磁瓦，分別將其命名為A、B、C。將所有試件按照有、無(wú)內(nèi)部缺陷分為兩類，無(wú)內(nèi)部缺陷的試件稱為好樣本，反之稱為壞樣本。再將好、壞樣本按數(shù)量分為訓(xùn)練樣本和測(cè)試樣本2類。訓(xùn)練樣本用于分析磁瓦內(nèi)部缺陷的特征規(guī)律、建立內(nèi)部缺陷的識(shí)別方法;測(cè)試樣本用于評(píng)估識(shí)別方法的正確性和可行性。磁瓦的結(jié)構(gòu)示意如圖1所示，試件的分類信息見表1。(a)側(cè)視圖(b)俯視圖圖1磁瓦示意圖Fig．1Schematicdiagramofmagnetictile表1試件分類信息Tab．1Classifiedinformationofsamples試件名稱尺寸參數(shù)/mmＲHTWL樣本類型訓(xùn)練樣本數(shù)測(cè)試樣本數(shù)A301554242好壞200200200200B201132534好壞200200200200C502386436好壞2002002002002．2試驗(yàn)裝置試驗(yàn)裝置如圖2所示，負(fù)責(zé)完成磁瓦撞擊聲信號(hào)的產(chǎn)生和采集。試驗(yàn)在無(wú)較大背景噪聲的環(huán)境中進(jìn)行。試件通過(guò)傳送帶有序輸送到滑道，，進(jìn)行磁瓦跌落撞擊動(dòng)作�；朗蔷哂幸欢▋A斜角度的滑坡，將磁瓦的水平勻速運(yùn)動(dòng)改變成垂直落體運(yùn)動(dòng)。磁瓦將按照如圖示意的姿態(tài)，從10mm的垂直安全高度向試件下方的金屬激振塊跌落。該激振塊是一個(gè)長(zhǎng)寬高為100mm×100mm×20mm的鑄鐵件，實(shí)現(xiàn)與跌落的磁瓦發(fā)生碰撞產(chǎn)生撞擊聲音。上述安全高度保證了所有好樣本在撞擊后不會(huì)增加影響試驗(yàn)的缺陷。音頻信號(hào)的采集由安裝在滑道和激振塊之間的光電傳感器觸發(fā)，當(dāng)試件在跌落過(guò)程中會(huì)遮擋傳感器光路，從而產(chǎn)生觸發(fā)信號(hào)驅(qū)使12位的多功能數(shù)據(jù)采集卡啟動(dòng)信號(hào)采集功能。傳

樣本用于分析磁瓦內(nèi)部缺陷的特征規(guī)律、建立內(nèi)部缺陷的識(shí)別方法;測(cè)試樣本用于評(píng)估識(shí)別方法的正確性和可行性。磁瓦的結(jié)構(gòu)示意如圖1所示，試件的分類信息見表1。(a)側(cè)視圖(b)俯視圖圖1磁瓦示意圖Fig．1Schematicdiagramofmagnetictile表1試件分類信息Tab．1Classifiedinformationofsamples試件名稱尺寸參數(shù)/mmＲHTWL樣本類型訓(xùn)練樣本數(shù)測(cè)試樣本數(shù)A301554242好壞200200200200B201132534好壞200200200200C502386436好壞2002002002002．2試驗(yàn)裝置試驗(yàn)裝置如圖2所示，負(fù)責(zé)完成磁瓦撞擊聲信號(hào)的產(chǎn)生和采集。試驗(yàn)在無(wú)較大背景噪聲的環(huán)境中進(jìn)行。試件通過(guò)傳送帶有序輸送到滑道，進(jìn)行磁瓦跌落撞擊動(dòng)作�；朗蔷哂幸欢▋A斜角度的滑坡，將磁瓦的水平勻速運(yùn)動(dòng)改變成垂直落體運(yùn)動(dòng)。磁瓦將按照如圖示意的姿態(tài)，從10mm的垂直安全高度向試件下方的金屬激振塊跌落。該激振塊是一個(gè)長(zhǎng)寬高為100mm×100mm×20mm的鑄鐵件，實(shí)現(xiàn)與跌落的磁瓦發(fā)生碰撞產(chǎn)生撞擊聲音。上述安全高度保證了所有好樣本在撞擊后不會(huì)增加影響試驗(yàn)的缺陷。音頻信號(hào)的采集由安裝在滑道和激振塊之間的光電傳感器觸發(fā)，當(dāng)試件在跌落過(guò)程中會(huì)遮擋傳感器光路，從而產(chǎn)生觸發(fā)信號(hào)驅(qū)使12位的多功能數(shù)據(jù)采集卡啟動(dòng)信號(hào)采集功能。傳聲器安裝在激振塊旁50mm處，以使撞擊聲能轉(zhuǎn)換成無(wú)過(guò)載現(xiàn)象的電信號(hào)，其頻率響應(yīng)范圍為10Hz～20kHz。轉(zhuǎn)換后的信號(hào)經(jīng)信號(hào)調(diào)理儀做放大、濾波處理，由上述數(shù)據(jù)采集卡對(duì)信號(hào)進(jìn)行采樣率為44100Hz的量化采集。每次采集的時(shí)長(zhǎng)為0．2s，其包含了試件從跌落開始到撞擊結(jié)束的整個(gè)過(guò)程中的所有聲音信號(hào)。采集到的音頻數(shù)據(jù)供計(jì)算機(jī)上的Matlab軟件做信號(hào)分析。圖2試驗(yàn)裝置示意圖Fig．2Schematicdiagra
【作者單位】： 四川大學(xué)制造科學(xué)與工程學(xué)院;
【基金】：國(guó)家自然科學(xué)青年基金資助項(xiàng)目(51205265) 四川省科技支撐計(jì)劃資助項(xiàng)目(2011GZ0280)
【分類號(hào)】：TN912.3

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