专利名称：一种基于近场波束形成的碰摩声发射源的定位方法
技术领域：
本发明涉及一种碰摩声发射源的定位方法，具体来说，涉及一种基于近场波束形成的碰摩声发射源的定位方法。
背景技术：
在节能减排趋势下，电力工业中的发电机组朝着大型化、高参数、高效率发展，设备结构变得越来越复杂，动静间隙越来越小，导致动静部件发生碰摩的可能性越来越大，碰摩故障的监测成为日益突出的紧迫问题。声发射技术(Acoustic Emission, AE)不仅可以判定碰摩故障的发生，还可以通过源定位技术快速找到碰摩发生的位置，为分析故障原因进而排除故障提供重要的信息。 在声发射定位中一般采用时差定位法，通过同源信号到达不同传感器的时间差来计算声发射源位置。但这类算法在旋转机械的定位中受到很大限制。因为在转子系统结构中，从碰摩源到传感器之间常常是一段非连续非单一介质的复杂传播路径，碰摩激励的多模态声发射波在传播过程中受边界条件、频散效应、模式转换等多方面影响，信号畸变严重，从碰摩源到传感器接收到的声发射信号之间的映射是非线性的，到达传感器的信号是经不同路径的含噪多模式波的叠加，各通道传感器采集到的将是相关性很差的波形，因此往往难以计算出准确的到达时间差。
发明内容
技术问题本发明要解决的技术问题是提供一种基于近场波束形成的碰摩声发射源的定位方法，将波束形成引入到碰摩声发射信号源的定位中，使得对碰摩声发射源的定位更加准确。技术方案为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是一种基于近场波束形成的碰摩声发射源的定位方法，该定位方法包括以下步骤步骤10)安装声发射传感器在碰摩试验装置上沿同一直线等距安装M个声发射传感器，构成阵元为M的直线阵列，该直线阵列获得碰摩源声发射信号，碰摩源声发射信号为宽带信号；M为大于等于3的整数；步骤20)进行时域分解将声发射传感器接收到的M组声发射信号在时域上分成S个时域数据段，每一时域数据段的长度均为Ntl个点；步骤30)对每一时域数据段做快速傅立叶变换令声发射信号的采样频率为&，对每一时域数据段上的数据进行快速傅立叶变换，形成一个带宽为&/2的频带，在频带范围fx fh内划分K个互不重叠的子带，即频点数为K，fx表示频带范围的下限，fh表示频带范围的上限，在每个子带上分别形成S个频率快拍，X (n, fk) = [X! (n, fk) X2 (n, fk) ... Xm(n, fk)]式中，n表示S个频率快拍中的一个频率快拍，n=l,…，S ；k=l,…，!(,!^表示第让个
频点的频率，X (n，fk)表示所有信号第η个频率快拍的频率为fk的频率分量，X1 (n, fk)表示M组阵列中的第I组声发射信号中的第η个频率快拍中频率为fk的频率分量，X2 (n, fk)表示M组阵列中的第2组声发射信号中的第η个频率快拍中频率为fk的频率分量；XM(n，fk)表示M组阵列中的第M组声发射信号中的第η个频率快拍中频率为fk的频率分量；步骤40)测算各频率下协方差矩阵和方向矢量在频率X(n，fk)下的协方差矩阵为
权利要求
1. 一种基于近场波束形成的碰摩声发射源的定位方法，其特征在于，该定位方法包括以下步骤 步骤10)安装声发射传感器在碰摩试验装置上沿同一直线等距安装M个声发射传感器，构成阵元为M的直线阵列，该直线阵列获得碰摩源声发射信号，碰摩源声发射信号为宽带信号；M为大于等于3的整数； 步骤20)进行时域分解将声发射传感器接收到的M组声发射信号在时域上分成S个时域数据段，每一时域数据段的长度均为Ntl个点； 步骤30)对每一时域数据段做快速傅立叶变换令声发射信号的采样频率为&，对每一时域数据段上的数据进行快速傅立叶变换，形成一个带宽为&/2的频带，在频带范围 fh内划分K个互不重叠的子带，即频点数为K，fx表示频带范围的下限，fh表示频带范围的上限，在每个子带上分别形成S个频率快拍， X (n, fk) = [Xi (n, fk) X2 (n, fk) ... Xm (n, fk)] 式中，n表示S个频率快拍中的一个频率快拍，η=1,…，S ；k=l, ···, K, fk表示第k个频点的频率，X (n, fk)表示所有信号第η个频率快拍的频率为fk的频率分量，X1 (n, fk)表示M组阵列中的第I组声发射信号中的第η个频率快拍中频率为fk的频率分量，X2(η,)表示M组阵列中的第2组声发射信号中的第η个频率快拍中频率为fk的频率分量；XM(n，fk)表示M组阵列中的第M组声发射信号中的第η个频率快拍中频率为fk的频率分量； 步骤40)测算各频率下协方差矩阵和方向矢量 在频率X(n，fk)下的协方差矩阵为
全文摘要
本发明公开了一种基于近场波束形成的碰摩声发射源的定位方法，该定位方法包括以下步骤步骤10)安装声发射传感器；步骤20)进行时域分解；步骤30)对每一时域数据段做快速傅立叶变换；步骤40)测算各频率下协方差矩阵和方向矢量；步骤50)测算各子带的功率输出；步骤60)合成宽带信号的输出功率；步骤70)对碰摩声发射源点位置定位。该定位方法将波束形成引入到碰摩声发射信号源的定位中,使得对碰摩声发射源的定位更加准确。
文档编号G01S5/20GK102928818SQ20121039782
公开日2013年2月13日 申请日期2012年10月18日 优先权日2012年10月18日
发明者邓艾东, 童航, 秦康, 曹浩 申请人:东南大学