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    管道漏磁信號的去噪和數據壓縮技術

    2019-05-14   來源:   點擊數:0次 選擇視力保護色: 杏仁黃 秋葉褐 胭脂紅 芥末綠 天藍 雪青 灰 銀河白(默認色)   合適字體大小:
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     中國鋼管信息港透露出的訊息:管道水力瞬變數學模型1.1水擊基本微分方程bookmark2 1902年意大利學者阿維列以嚴密的數學方法,建立了不穩定流動的基本方程,即運動微分方程和連續性微分方程,奠定了水擊分析的理論基礎。
      
      在工程上,由于Va,可近視認為=士a,為了采用計算機求解將這些方程變為有限差分形式。分別取時間步長和管段步長為厶和Ax,可將連續的x― t平面網格化,見,分別得到沿C+和方向的差分方程如下連續性微分方程:長輸管道中,I〉〉v|X,>>vf根據式(1)和式(2),可以得到其特征線方程:為了保證該方程的收斂性和穩定性,A和Ax之間的關系必須滿足Ax> aAt,同時還要考慮到C+和C不一定剛好通過(/*1,/)和(/+1,/)點,對此要進行插值。在本文中,只對A和Ax的關系剛好滿足Ax =aAt進行研究。
      
      根據管道漏磁無損檢測中噪聲信號的特性,應用具有線性相位的雙正交樣條小波,對漏磁信號進行分解,有效地消除測量噪聲,同時實現了數據壓縮和特征提取……每一支路首先作二插值“,從而恢復二抽取前序列的長度。然后做相應的低通或帶通濾波。
      
      設分辨率級數為,那么隨著頻率指數多分辨率級數)j的變化1,2,…,就有相應的尺度變化2(,212,…,2、離散小波變換算法可簡潔地描述如下H普…;對應著J.別是低通和高通濾波器的長度。其中(20代表尺度234下的(0)的離散平滑逼近,代表尺度2 9)下的離散細節信號。這種算法被形象地表示在中。
      
      中國鋼管信息港透露出的訊息:信號的重構算法如下1、2中"0(()、"1(()、0(()、1(()分別是用于小波分解的低通濾波器、高通濾波器和用于小波重構的低通濾波器、高通濾波器的系數。
      
      小波降噪和數據壓縮2.1管道漏磁信號的多尺度分解及特征提取利用表1中的二階雙正交樣條小波濾波器組系數對管道漏磁信號進行式1)、2)的四層二階雙正交樣條小波分解,如所示。比較圖中原始信號與相應的雙正交樣條小波分解,尺度參數使用2的冪把頻率軸劃分為若干頻帶,頻帶d1、d2、d3、d4分別是信號小波四層分解的細節分量,其變化速率和峰值提供了較好的頻域特征,C1、C2、C3、C4中則保持了原始信號的平滑逼近。
      
      在管道漏磁無損檢測中,測量噪聲主要是高頻成份,在小波變換中對應著小的尺度,噪聲信號幾乎處處是奇異的,其能量隨尺度的增大迅速減小;噪聲在不同尺度上的小波變換是與高度不相關的。而信號的小波變換具有較強的相關性,光滑性好,在較小的若干尺度上,信號幅值不會隨尺度的增大而減小,相鄰尺度上的局部模極大值幾乎出現在相同的位置上,且有相同的符號。由中可以看出,①通道d1、d2中的數據幾乎處處是奇異的,且絕對值較小;即可以認為噪聲信號主要集中于開始的2到3個尺度上。②信號的能量則存在于各個尺度上,但主要分布在第3個以后的尺度上,即大都包含在d3、d4、C4中。2.2小波去噪與數據壓縮的方法可知,漏磁管道信號的信息大都包含在d3、d4、C4通道中,因此可視d1、d2為高頻干擾,且雙正交樣條小波線性相位濾波,僅需保留d3、d4、C4通道中相當于原始信號數據量的1/4的數據。經過小波重構后,如所示,重構信號保留了原始信號的本質信息。這樣即可使保存下來的數據具有明顯的物理意義,又實現了數據壓縮。
      
      中國鋼管信息港透露出的訊息:實驗結果3.1信噪比的計算+是只去掉d1后的原始信號和重構信號的比較,其壓縮比是2,信噪比為19. 1;。是去掉d1、d2后的原始信號和重構信號的比較,其壓縮比是4,信噪比為18.8.可以看出,在信噪比幾乎沒有變化的情況下,去掉d2后,壓縮比增4結論本文所使用的雙正交樣條小波計算簡單,提高了信號預處理的實時性;另一方面,雙正交樣條小波具有線性相位,使重構失真很小,滿足了管道漏磁信號去噪、數據壓縮和特征提取的要求。實踐表明,管道漏磁信號經小波分解和重構后,不僅達到了濾波除噪的目的,而且實現了對原始信號的壓縮。
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