Page 66 - 《应用声学》2023年第1期

62 2023 年 1 月

ԝ٪ηՂᄊ௑۫ฉॎڏ
ԔݽηՂᄊ௑۫ฉॎڏ 1
ࣨϙ/V 0
0.5
-1
0 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0 3.5
ࣨϙ/V 0 ᆁ௑ᑟ᧚
௑ᫎ/s
ᑟ᧚/J
-0.5 40
20
0 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0 3.5 4.0 0
200 400 600 800 1000 1200 1400 1600 1800
௑ᫎ/s ࣝ
ԝ٪ηՂᄊ௑۫ฉॎڏ ᆁ௑᣿ᭆဋ
0.5 ZCR/(൓஝/s) 20 0
10
ࣨϙ/V 0 200 400 600 800 1000 1200 1400 1600 1800
ࣝ
੕ԩՑᄊηՂ
-0.5 ࣨϙ/V 1 0
0 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0 3.5 4.0 -1
0 0.05 0.10 0.15 0.20
௑ᫎ/s
௑ᫎ/s
(a) ࠵ฉѬᝍᒭᤠऄ᫠ϙԝ٪ (b) ԥ᫃ᬍขቫག੕ԩ
图 4 敲击声波信号预处理
Fig. 4 Pre-processing of coin-tap sound signal

1.2 1.2
1.0 1.0

0.8 0.8
ԯҫᑟ᧚Ӵඋ 0.6 ԯҫᑟ᧚Ӵඋ 0.6

0.4
0.4
0.2 0.2

0 0
0 2 4 6 8 10 12 14 16 0 2 4 6 8 10 12 14 16
ԯҫᄊߕηՂ஝ ԯҫᄊߕηՂ஝
(a) ௄Ꭵᬞᬝၬֶ҄ (b) Ꭵᬞᬝၬֶ҄

图 5 敲击声波信号的逐个子信号叠加能量占比曲线
Fig. 5 Overlay energy ratio curve of one-by-one sub-signal of coin-tap sound signal

由图 5(a)、图 5(b) 易知，敲击无缺陷陶瓷制品 观察图 6(a)、图 6(b) 易知，敲击无缺陷陶瓷的
的敲击声波信号的子信号能量占比叠加到第5 个子 分解信号中，节点 1、2、3 的子信号在 0.01 ∼ 0.1 s 这
信号时，所有信号的前 5 个子信号的能量占比和均 个区间最大，基本无衰减，节点 1的子信号的幅值在
大于 0.99；敲击缺陷陶瓷制品的敲击声波信号的子 0.1 ∼ 0.15 s 之间略有衰减后在 0.15 ∼ 0.19 s 略有
信号能量占比叠加到第 6 个子信号时，前 6 个子信 提升，节点2、3 的子信号的幅值在 0.1 s 后呈衰减趋
号的能量占比和均大于 0.99。因此对于陶瓷制品敲 势，但节点 2 的子信号的衰减较缓慢，节点 4 ∼ 6 的
击声波信号，本文选择了前 6 个节点的子信号用于 子信号的幅值在波头处最大；敲击缺陷陶瓷的分解
提取时频分帧能量熵特征。 信号中，各节点的幅值主要分布在 0 ∼ 0.11 s，在这
MODWPT 分解结果示例如图 6(a)、图 6(b) 所 6个节点的子信号中，节点2的子信号幅值在波头处
示，由于本文对于陶瓷制品敲击声波信号仅选取前 最大，其余节点的子信号基本出现无规律振荡，因此
6 个节点的子信号，故图 6(a)、图 6(b) 仅展示前 6 个 不同类型的敲击声波信号的子信号能量分布有差
节点的子信号。 异，可用于提取时频分帧能量熵特征。