[发明专利]一种基于声发射技术的阀门内漏监测方法及装置

权利要求书

1.一种基于声发射技术的阀门内漏监测装置，其特征在于：包括由高温型压电晶片、信号采集装置、信号降噪模块、信号分析后处理模块和终端机；

所述高温型压电晶片粘贴于阀门外表面，与信号采集装置连接，信号采集装置连接到信号分析处理模块，所述高温型压电晶片受到阀门内漏处产生的声发射应力波产生响应信号，由信号采集装置采集并传输至信号分析后处理模块处理，信号分析后处理模块通过计算相关声发射指标，与阈值比较输出阀门内漏情况，所述终端机用于建立数据库标准，信号降噪模块设置于系统内部，用于减少噪声干扰。

2.如权利要求1所述的一种基于声发射技术的阀门内漏监测装置，其特征在于：所述高温型压电晶片由压电陶瓷添加铋层状结构制成。

3.如权利要求1所述的一种基于声发射技术的阀门内漏监测装置，其特征在于：所述高温型压电晶片使用耐高温有机硅橡胶粘贴于阀门外表面。

4.如权利要求1所述的一种基于声发射技术的阀门内漏监测装置，其特征在于：所述信号采集装置为NI多通道数据采集系统。

5.如权利要求1所述的一种基于声发射技术的阀门内漏监测装置，其特征在于：所述NI多通道数据采集系统所述硬件包括NIUSB-6366多功能I/O设备和CTS-8682D前置放大器。

6.如权利要求1所述的一种基于声发射技术的阀门内漏监测装置，其特征在于：所述信号降噪模块为Butterworth滤波器和IMF-Wavelet降噪模块。

7.如权利要求6所述的一种基于声发射技术的阀门内漏监测装置，其特征在于：所述的Butterworth滤波器中通频带内的频率响应曲线最大限度平坦，没有起伏，而在阻频带则逐渐下降为零。

8.如权利要求6所述的一种基于声发射技术的阀门内漏监测装置，其特征在于：所述的IMF-Wavelet降噪可对输入信号通过EMD自适应分解成多个信号分量，再使用小波降噪对各信号分量进行降噪处理。

9.如权利要求8所述的一种基于声发射技术的阀门内漏监测装置，其特征在于：所述的EMDEMD自适应分解的步骤如下：

a)寻找输入声发射信号的局部最大值和局部最小值；

b)将三次样条曲线的最大值点和最小值点连接成上下包络线；

c)由上下包络线求取平均包络线m₁(t)；

d)求解第一条IMF分量c₁(t)，并计算残差r₁(t)＝x(t)-c₁(t)；

e)将残差数据r₁(t)作为新的数据量，重复进行步骤(a)～(d)，最终得到各条IMF分量和最终残差r_n(t)

信号通过EMD分解成n个IMF分量和一个残差r_n(t)之和，见式(1)：

x(t)为原始信号，n为IMF分量个数，r_n(t)为最终的信号残差。

分解出的各个信号分量对整体信号的方差贡献率VCR_Im来对其进行择弃，见式(2)：

在前n个IMF分量方差率占比之和超过90％即可认为其占信号的主要部分，余下IMF分量即为噪声成分，可进行过滤，得到降噪后的信号x_new(t)，见式(3)和式(4)

x_new(t)＝I₁(t)+I₂(t)+…+I_k(t) (4)。