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桥梁拉索断丝的声发射信号预处理研究
| 论文题名： | 桥梁拉索断丝的声发射信号预处理研究 |
| 关键词： | 桥梁拉索;声发射信号预处理;信号截取;特征提取 |
| 摘要： | 在现代交通体系中，桥梁尤其是大型斜拉桥梁是我国交通运输业的重要一环，桥梁拉索作为斜拉桥的重要受力原件之一，其健康状态关系着桥梁的使用寿命。为了确保桥梁正常运转，避免桥梁突发性灾害，对人们的安全和财产造成损失，进行桥梁拉索的长期健康监测尤为重要。声发射技术作为一种无损的实时动态监测方法，可以通过对采集到声发射信号的特征对桥梁拉索声发射源进行状态判断，从而监测桥梁拉索状态和桥梁安全。然而，在声发射采集过程中易受到环境噪声的干扰，因此，准确分析环境噪声特征可以减少后期的声发射信号分析与识别过程的工作量，并提高识别效率与准确率。本文针对桥梁拉索断丝声发射信号状态判断前的预处理工作进行分析研究，主要包括以下两个方面的内容: (1)针对声发射信号的特点提出了声发射信号截取算法。由于声发射高速采集卡采集的是连续的声发射信号，而利用声发射技术监测桥梁拉索要求对每个单个的声发射信号进行特征提取与分析，因此需要在连续的波形中实现对单个声发射信号的截取，为实现这一过程，本文提出了信号截取算法。该算法通过设置特定参数，将信号截取为三个状态，并通过对连续波形的判断，成功实现声发射信号的截取，是声发射信号预处理过程中的重要研究内容。 (2)桥梁拉索声发射信号采集实验与噪声信号分析。在烟台养马岛大桥、济南黄河大桥和深圳彩虹桥正常工况下开展了桥梁拉索声发射信号采集实验，对采集连续波形截取出需要分析的噪声信号。本文对桥梁拉索处环境噪声信号进行了综合分析，包络时域的统计分析和特征参数关联分析、频域的频谱分析、频域特征参数的关联分析和时频域的小波分析。通过以上综合分析，并对三座桥梁采集到的几千个噪声信号特征进行总结，发现其特征参数存在一定规律，根据其表征出的规律使用参数阈值对噪声信号进行阈值鉴波，可以鉴别采集到的噪声信号。对噪声信号的分析与特征汇总，准确的对噪声信号进行滤波，可以在后期声发射信号分析中缩小目标分析范围，减少工作量与信号存储空间，提高使用声发射技术检测桥梁拉健康的效率，是声发射信号预处理的关键部分。 |
| 作者： | 赵振 |
| 专业： | 电子与通信工程 |
| 导师： | 李光明 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 山东大学 |
| 学位年度： | 2022 |
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