依托新控件的传感器波液压勘验程序波形解析器预设
  • 技术应用
  • 2012-04-12 08:35
  • 来源:中国液压网
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  •   由于测压系统中超声波回波信号是从检测现场直接得到的,不可避免地受到噪声的干扰,所以必须先对信号进行消噪处理,然后再进行波至点检测。所谓消噪,实质上是抑制信号中的无用部分,恢复有用部分的过程,通常采用离散小波变换对信号进行消噪处理,步骤如下:(1)一维信号的小波分解。选择一个小波并确定分解的层次,然后进行分解计算。(2)小波分解高频系数的阈值量化。对各个分解尺度下的高频系数选择一个阈值进行软阈值量化处理。(3)一维小波重构。根据小波分解的*底层低频系数和各层高频系数进行一维小波重构。2即为利用一维小波变换,对含有噪声的超声波信号s通过三层分解、重构来消噪的结果,从中可以很直观地看到这个超声波信号分解在各频带内的情况。在这里,信号小波分解的层数可以根据处理效果进行调整,如果分解层数太少,就不能很好地把噪声信号分离出去;如果分解层数过大,则有可能把过多的有用信号消除。

      超声测压信号的三层分解与重构2虚拟超声测压信号小波分析仪小波分析仪是针对以上小波变换在测压系统的应用而设计的虚拟仪器。虚拟仪器的概念所谓虚拟仪器,是在以计算机为核心的硬件平台上,通过配置I/O接口设备,将采集到的信号送到计算机,利用计算机的显示器来模拟传统仪器的控制面板,完成对信号的分析、处理、存储、打印、显示等功能,是当今计算机辅助测试(CAT)领域的一项重要技术。不同虚拟仪器的实际功能是通过用户编写的不同程序来实现的,计算机成为一个具有各种测量功能的数字化测量平台。

      虚拟仪器的硬件平台由计算机和I/O接口设备构成,其中I/O接口设备主要完成被测输入信号的采集、放大、模/数转换。不同的总线有其相应的I/O接口硬件设备,如利用PC机总线的数据采集卡/板(简称为数采卡/板,DAQ)、GPIB总线仪器、VXI总线仪器模块、串口总线仪器等。无论哪种VI系统,都通过应用软件将仪器硬件与计算机相结合,其中,PC-DAQ测量系统是构成VI的*基本的方式,也是*廉价的方式。

      开发虚拟仪器必须有合适的软件工具,目前虚拟仪器的开发工具有如下两类:(1)文本式编程语言:如VisualC++,VisualBasic,LabWindows/CVI等;(2)形化编程语言:如LabVIEW,HPVEE等。这些软件开发工具为用户设计虚拟仪器提供了*大限度的方便条件和良好的开发环境。

      虚拟小波分析仪的设计虚拟超声测压信号小波分析仪是在LabVIEW环境下开发的程序,由前面板和流程两部分构成。前面板是LabVIEW的形用户接口,此接口集成了用户的输入、程序的输出,相当于传统仪器的面板,如3(a)所示;流程包括虚拟仪器程序的形源代码、内置于LabVIEW库里的函数和结构,以及与前面板控制和显示相对应的连线端子,如3(b)所示。在流程内对VI进行编程,以控制前面板的输入和输出。

      虚拟超声测压信号小波分析仪虚拟小波分析仪的程序以功能模块的方法设计,可以方便地实现调试和扩充,其主要功能如下:(1)超声回波的仿真实现。本模块可以仿真生成用于分析的回波信号。通过虚拟仪器的前面板,可以根据需要设定所要生成的回波信号的出现时刻、采样频率和噪声信号的幅值。在需要采集现场实际的超声回波信号时,可以直接用合适的功能模块替代。(2)小波消噪。本模块主要用于对获得的回波信号进行消噪处理。通过前面板,可以方便地选取小波函数以及设定小波分解层数。当需要用阈值法进行回波检测时,在本模块中可以自由地设置阈值幅度。

      结束语虚拟小波分析仪能够实现对超声波信号的小波变换,不但可以检测超声波信号(无噪声或含噪声)的波至点,而且可以对含有噪声的超声波信号进行消噪处理,实现基于阈值法的波至点检测。当信噪比较高时,以奇异点检测法检测的波至点较为准确;当信噪比较低时,用传统的阈值法检测较为准确。实验证明,虚拟小波分析仪提高了超声测压系统的测量精度,能够实现对液压管道压力的快速准确测量,对液压系统故障诊断具有重要的现实意义。但是,由于在用LabVIEW编写程序中调用了MATLABScript进行数据处理,使系统运行速度变慢,导致其在高速实时系统中应用还存在一定困难。

      

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