数字信号处理
学 号：130080402015
学生所在学院：测试与光电工程学院
学 生 姓 名 ：张翀
任 课 教 师 ：李志农
教师所在学院：测试与光电工程学院
2013年11月
小波分析方法在超声检测信号处理中的应用研究
摘要
对钢材内部质量的检测是加工制造过程中较为重要的一道工序，而对测试信号分析的方法也是长期研究的方向。超声发射信号经钢材内部传播，携带钢材内部结构的信息和噪声到达接收端成为超声回波信号，该信号具有非平稳的特点，对该信号的分析需要采用时频分析的方法。
小波分析法是一种新的时频分析方法，论文选用了小波分析在MATLAB环境下对回波信号进行小波去噪分析。
首先，对超声波无损检测的原理及特征进行分析，讨论了超声波的基本物理量和超声波的基本特性。根据超声波在钢材料中传播的特点，对比了传统的傅里叶分析法的缺点，确定了对回波信号进行分析所采用的方法—小波时频分析方法。
其次，简要介绍了小波时频分析的基本理论，包括连续小波变换、离散小波变换。再次，针对超声波传播的特点，然后，根据超声波信号的特点，使用小波分析的方法对回波信号进行消噪处理。根据不同阀值选择的准则，使用小波分析工具箱，给出了回波信号在不同阀值下消噪后的图形。对比不同阀值下消噪的结果。
关键词:小波，时频分析，超声波，去噪
目 录
1 绪论....................................................................................................................... 1 2 超声检测原理........................................................................................................2
2.1 超声波的基本物理量.....................................................................................2 2.2 超声波的基本特性.........................................................................................4 2.3 超声检测在钢材缺陷检测中的应用.............................................................6 3 小波分析基础........................................................................................................7
3.1 小波分析概述.................................................................................................7 3.2小波时频分析基本理论..................................................................................8
3.2.1小波变换的定义.....................................................................................8 3.2.2 连续小波变换........................................................................................8 3.2.3离散小波变换.........................................................................................8 3.3 几种常见的小波函数.....................................................................................9 3.4 小波分析的 MATLAB实现........................................................................10 4 钢材缺陷超声检测信号的分析与处理................................................................11 4.1检测装置..........................................................................................................11 4.2 实验设备检测.................................................................................................12 4.3 超声波信号的去噪.........................................................................................16
4.3.1 去噪原理..............................................................................................16 4.3.2 去噪方法..............................................................................................16 4.3.3 去噪步骤..............................................................................................18 4.3.4 阈值选取规则......................................................................................19 4.3.5 采用不同阈值规则的去噪结果比较..................................................20
总结..............................................................................................................................22 参考文献......................................................................................................................23 附件..............................................................................................................................26