基于階次分析的聲發射信號歸一化方法研究

摘" 要：轉速直接影響聲發射信號，不同轉速下采集得到的聲發射信號不能直接進行對比。因此，該文提出一種基于階次分析的聲發射信號歸一化方法。該方法通過等角度重采樣，將不同轉速下的聲發射信號映射到階次域，從而消除轉速對聲發射信號的影響。采用機械密封試驗臺采集不同轉速下的聲發射信號進行驗證，試驗結果表明該方法可以有效地去除轉速對聲發射信號的影響。

關鍵詞：發射信號；階次分析；歸一化；轉速；階次域

中圖分類號：TH17" " " 文獻標志碼：A" " " " " 文章編號：2095-2945（2024）25-0165-04

Abstract： Because the acoustic emission（AE） signal could be affected by the speed， it could not directly compare different AE signals which are collected under different rotation speed. Therefore， a normalization method for AE signal， which is based on the order analysis， is proposed. In order to removing the affection of speed， the AE signals， which are collected under different rotation speed， should be mapped to order domain based on the uniform angle resampling. The effectiveness of the method is proven by using AE signals which are collected from mechanical seal.

Keywords： acoustic emission signal; order analysis; normalization; rotational speed; order field

在現代工業與工程領域，聲發射技術作為一種非破壞性檢測手段，被廣泛應用于材料缺陷檢測、結構健康監測及設備狀態評估等多個方面[1]。在旋轉機械方面，由于轉速會直接影響聲發射信號，使得不同轉速下的聲發射信號無法進行對比。為了對比不同轉速下的聲發射信號，需要將不同轉速下的聲發射信號統一到同一個范圍內，然后進行對比。

相關學者針對去除轉速對信號的影響，進行了大量的研究。例如，Abboud等[2]提出同步平均法來提取循環非平穩振動信號的確定性部分。Makowski等[3]采用了LSCh作為非平穩運行的特征。楊翠麗等[4]驗證了基于希爾伯特-黃變換等角度重采樣方法的有效性。張武林等[5]引入等角度采樣方法對振動數據進行分析，得到了不同階次頻率的真實振動量值。劉永等[6]提出了一種階次分析的非平穩工況瞬時轉速波動提取方法。王益有等[7]提出一種基于平方解調與階次分析的調制階次提取，并與軸承故障特征相結合的故障診斷方法。……