基于聲音的燒磚內(nèi)部缺陷檢測.pdf

1、耐火材料是一種常用的工業(yè)原料,普遍應(yīng)用于冶金、水泥、玻璃、陶瓷、能源動(dòng)力等行業(yè)和一些尖端科學(xué)領(lǐng)域,對(duì)國民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展起著重要作用。尤其是近年來鋼鐵生產(chǎn)行業(yè)高速發(fā)展,耐火材料使用量越來越大,其質(zhì)量和壽命直接影響著鋼鐵行業(yè)的安全生產(chǎn)和經(jīng)濟(jì)效益。
　　 基于聲音的無損檢測歷史悠久,是一種傳統(tǒng)有效的質(zhì)量檢驗(yàn)方法,尤其適合對(duì)產(chǎn)品內(nèi)部質(zhì)量檢驗(yàn),其中的敲擊法更由于操作簡便、經(jīng)濟(jì)實(shí)用而得到了廣泛的使用。本文采用敲擊法來檢驗(yàn)燒磚內(nèi)部質(zhì)量缺陷,通過燒

2、磚的敲擊聲音判斷燒磚內(nèi)部是否存在缺陷,并進(jìn)一步區(qū)分缺陷類別。
　　 從現(xiàn)場采集到的信號(hào)不可避免地包含噪聲,采用計(jì)算速度快而且準(zhǔn)確的無限沖擊響應(yīng)(IIR)數(shù)字濾波技術(shù)進(jìn)行噪聲去除,滿足在線檢測的實(shí)時(shí)性要求；其次敲擊信號(hào)是一系列間隔的聲音,采用近似熵方法判斷敲擊聲音端點(diǎn)得到提取信號(hào),該方法對(duì)大幅值脈沖噪聲有魯棒性。
　　 提取信號(hào)是時(shí)域的聲音信號(hào),沒有明顯規(guī)律,不能直接判斷缺陷。采用welch方法估計(jì)其功率譜,利用功率譜中的

3、數(shù)據(jù)進(jìn)行缺陷檢測。但是功率譜頻率跨越范圍大,數(shù)據(jù)太多,不能全部用于檢測,而峰值點(diǎn)是信號(hào)能量集中的地方,根據(jù)聲學(xué)原理,同一個(gè)功率譜的峰值點(diǎn)之間存在相關(guān)關(guān)系,為此提出主元分析方法針對(duì)相關(guān)關(guān)系進(jìn)行故障檢測,并給出頻譜峰值點(diǎn)的提取算法。針對(duì)故障情況已知的建模燒磚,在能得到大量正常燒磚信息的情況下,提出主元分析(PrincipalComponentAnalysis,PCA)進(jìn)行內(nèi)部缺陷檢測的方法,利用正常燒磚的峰值點(diǎn)數(shù)據(jù)建立主元模型、計(jì)算統(tǒng)計(jì)量控