论文部分内容阅读
Lamb波检测信号的分析与识别一直是无损检测领域的一个重要问题。针对Lamb波传播的多模式和频散特性对检测的影响，采用基于FFT、STFT的分析方法对超声Lamb波检测信号进行处理已不能满足实际需要，针对近年提出的新的时频分析方法在Lamb波检测中的应用，研究了经验模态分解(EMD)的Lamb波分析实现技术，提出基于EMD技术的Lamb波检测信号去噪方法，并利用Hilbert-Huang变换(HHT)对Lamb波检测信号的时频分布特征进行了分析，初步探讨了其在检测信号处理中的优势以及存在的问题。传统的超声检测方法是采用压电传感器进行收发信号，然而由于压电传感器在高温高压等恶劣条件下不能有效使用，近年来光纤传感器由于其具有抗电磁干扰、体积小、重量轻等优点而受到关注，在理论上分析了超声作用下的光纤传感器的频谱响应。主要工作如下：
首先进行了Lamb波的理论研究，探讨Lamb波在结构中的传播特性，在理论上分析传播模式、中心频率、波振幅值和波峰数等几个方面对Lamb波进行了优化。
其次分析了FFT、STFT、HHT等几种信号处理方法，包括理论分析与算法的Matlab编程，深入研究了Hilbert-Huang变换的基本实现原理，HHT能把信号分解成具有一定物理意义的一系列IMF分量，进而通过Hilbert变换求得各IMF分量的瞬时频率和瞬时幅度，得到信号的Hilbert谱。提出了基于EMD技术的Lamb波检测信号去噪方法，和采用小波变换的分析方法进行了对比，验证了HHT的有效性和正确性，并对这几种信号处理方法进行了总结。通过实验结果分析，验证了各种信号处理方法的优劣。
理论上仿真了超声作用下的光纤传感器响应，得出L／λ是影响频谱响应的一个重要参数，对于光纤布拉格传感器，当λ/L=100时，从超声作用下的光栅的频谱才能观察到比较明显的波长移动，对于EFPI传感器来说，当L／λ的值大约为0.5的时候，放置角度为0度的时候，EFPI传感器的灵敏度达到最大。