本文選題：多余物　切入點(diǎn)：微弱信號(hào)　出處：《哈爾濱工業(yè)大學(xué)》2016年碩士論文　論文類型：學(xué)位論文

【摘要】：作為軍用、航天、國(guó)防設(shè)備中的關(guān)鍵基礎(chǔ)元件,密封電子元器件能否穩(wěn)定、可靠地工作直接關(guān)系到設(shè)備和系統(tǒng)的可靠性。多余物作為密封電子元器件內(nèi)部的雜質(zhì),由于其運(yùn)動(dòng)的隨機(jī)性和不可控性,嚴(yán)重危害著元器件的可靠性�，F(xiàn)有多余物檢測(cè)裝置及方法對(duì)0.02mg以上多余物識(shí)別準(zhǔn)確率高達(dá)90%,但對(duì)質(zhì)量小于0.02mg多余物產(chǎn)生的微弱信號(hào)檢測(cè)的無(wú)能為力。因此開展多余物微弱信號(hào)的研究對(duì)于發(fā)展多余物檢測(cè)技術(shù),消除設(shè)備可靠性隱患至關(guān)重要。針對(duì)傳統(tǒng)多余物檢測(cè)設(shè)備難以對(duì)多余物微弱信號(hào)實(shí)現(xiàn)有效檢測(cè)的問(wèn)題,本文設(shè)計(jì)多余物微弱信號(hào)采集模塊。分析微弱信號(hào)成因,對(duì)信號(hào)采集通道的各個(gè)環(huán)節(jié)進(jìn)行重新設(shè)計(jì)。選用三通道高靈敏度諧振式聲音傳感器,設(shè)計(jì)三通道多級(jí)調(diào)理電路和四通道數(shù)據(jù)采集電路實(shí)現(xiàn)多余物微弱信號(hào)的采集。從電源、傳輸線、阻抗匹配、PCB抗干擾設(shè)計(jì)、屏蔽與接地等各個(gè)角度對(duì)噪聲進(jìn)行抑制,滿足了信號(hào)采集過(guò)程中的低噪聲要求,為信號(hào)的處理及檢測(cè)奠定了良好的基礎(chǔ)。針對(duì)PIND試驗(yàn)信號(hào)中多種噪聲對(duì)干擾多余物微弱信號(hào)檢測(cè)的問(wèn)題,對(duì)聲發(fā)射信號(hào)及PIND試驗(yàn)信號(hào)特性進(jìn)行分析,確定試驗(yàn)信號(hào)中最重要的噪聲種類為背景噪聲和環(huán)境噪聲。對(duì)于背景噪聲,選擇時(shí)頻分析見長(zhǎng)的小波分析方法,提出改進(jìn)的閾值函數(shù)進(jìn)行噪聲濾除。對(duì)于環(huán)境噪聲,借鑒語(yǔ)音增強(qiáng)的方法,提出基于卡爾曼濾波的環(huán)境噪聲消除方法,并對(duì)去噪的結(jié)果進(jìn)行分析。針對(duì)單一傳感器捕捉的多余物信號(hào)微弱,甚至存在誤差、丟失和畸變等問(wèn)題,本文采用三通道聲音傳感器對(duì)PIND信號(hào)進(jìn)行接收。通過(guò)選擇合適的數(shù)據(jù)融合方式,分析傳統(tǒng)加權(quán)融合方法中存在的不足,采用新的基于量子遺傳算法的多通道數(shù)據(jù)算法對(duì)三通道多余物微弱信號(hào)數(shù)據(jù)進(jìn)行融合。最后通過(guò)仿真實(shí)驗(yàn)對(duì)融合算法的有效性進(jìn)行驗(yàn)證。針對(duì)幅值過(guò)于微小、湮沒于噪聲中,經(jīng)軟硬件降噪后仍無(wú)法使信噪比得到顯著提升的多余物微弱信號(hào),采用隨機(jī)共振的方法進(jìn)行信號(hào)的增強(qiáng)與提取。先對(duì)非周期隨機(jī)共振及其響應(yīng)結(jié)果、表征方式及產(chǎn)生機(jī)制進(jìn)行研究。通過(guò)建立多余物信號(hào)模型,研究各參數(shù)對(duì)雙穩(wěn)態(tài)系統(tǒng)的影響,確定適合多余物微弱信號(hào)檢測(cè)的條件及參數(shù)。實(shí)驗(yàn)表明,該方法對(duì)0.01mg多余物的檢測(cè)準(zhǔn)確率為66.7%。本文研究的多余物微弱信號(hào)檢測(cè)方法,為多余物檢測(cè)靈敏度的提高提供了依據(jù)和方法,所取得的成果也為其它領(lǐng)域微弱信號(hào)檢測(cè)提供了一定參考。
[Abstract]:As the military, aerospace, defense equipment in key infrastructure components, sealing electronic components can stable and reliable work is directly related to the reliability of equipment and systems. Excess sealing as impurities of electronic components, due to the randomness of the movement and uncontrollability, seriously endanger the reliability of components. The existing multi residue detection device and the method of 0.02mg above foreignmaterial recognition accuracy rate is as high as 90%, but weak signal detection on the quality of the remainder is less than 0.02mg. So to study on the remainder incapable of action for the development of weak signal multi residue detection technology, eliminating equipment reliability is very important. In view of the traditional hidden remainder detection device is difficult to realize weak signal redundances the effective detection problem, this paper design foreignmaterial weak signal acquisition module. Analysis of causes of weak signal, the signal acquisition channel A link is designed again. The three channel high sensitivity resonant sound sensor, the design of three channel multi channel data acquisition and conditioning circuit four circuit foreignmaterial weak signal acquisition. From the power supply, transmission line, impedance matching, PCB anti-jamming design, to suppress the noise of each point of shielding and grounding, meet low noise signal acquisition process requirements, laid a good foundation for the processing and detection signal. To solve the problem of multiple PIND test signal in the noise interference in the detection of weak signal redundancy, the signal and PIND signal characteristics of acoustic emission test analysis, determine the most important types of noise test signal in the background noise and the environment noise. For background noise, choose good time-frequency analysis method of wavelet analysis, put forward the improved threshold function for noise filtering. For environmental noise, from the language of Yin Zengqiang The method of environmental noise elimination method based on Calman filter, and the denoising results were analyzed. For the remainder of single sensor to capture weak signal, and even the existence of errors, loss and distortion, this paper adopts three channel sound sensor signal of PIND receiver. By selecting the appropriate data fusion methods, analysis of the lack of the traditional weighted fusion method, the new algorithm based on multi channel data quantum genetic algorithm on the three channel foreignmaterial weak signal data fusion. Finally, through the simulation experiment on the effectiveness of the fusion algorithm is verified. The amplitude is too small, buried in the noise, the noise reduction of hardware and software are still unable to make the letter weak signal noise ratio redundances has been significantly improved, using the method of stochastic resonance enhancement and signal extraction. The aperiodic stochastic resonance and its response The characterization and mechanism were studied. Through the establishment of multi residue signal model, study the effects of each parameter on the bistable system, suitable for multi residue detection of weak signal conditions and parameters. Experimental results show that the detection of 0.01mg redundances accuracy of this new method of weak signal detection method for the remainder of this paper 66.7., provide a basis and method for redundances improved sensitivity, the results obtained will provide some reference for other areas of weak signal detection.

【學(xué)位授予單位】：哈爾濱工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TN911.23

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本文編號(hào)：1639946