导管架海洋平台声发射信号识别系统

　　由于海洋环境的复杂性和随机性,历史上曾发生多起海洋平台因结构裂纹导致的海损事故。究其原因,常用的无损检测手段不能及时发现作业中的海洋平台结构危险裂纹,只能在检修时发现。为了解决这个问题,目前采用声发射方法对海洋平台进行检测试验研究。

　　由于传统的声发射信号参数分析法只是对声发射信号波形的某个特征的描述,对声发射源的特征识别分析能力有限。而声发射信号波形中包含有丰富的声发射源信息,更多先进处理方法使声发射信号波形分析逐渐成为识别声发射源的主要方法。

　　在开展海洋平台结构模型的声发射信号识别研究过程中,声发射仪采集了大量的声发射信号波形数据。在0.81 ms时间内便可采集有13 kByte的文本数据,因此如何有效地管理这些宏大的数据,提取信号特征,进行信号的识别是一个迫切需要解决地问题。

　　为此笔者研究设计了导管架海洋平台结构声发射信号识别系统,提出了建立以SQL Server数据库为支持,基于局域波法的导管架海洋平台声发射信号识别系统(简称识别系统)。

　　1　识别系统的结构

　　整个识别系统由人机交互、数据管理和模型管理三个子系统组成[1]。

　　人机交互子系统是用户和系统的接口[2]。负责接收用户请求,协调数据库和模型库之间的通信,为用户提供采集信息、模型分析识别计算等功能。从交互界面来看,包含以下五了模块。

　　(1)海洋平台信息管理模块　具有对海洋平台基本信息、测点基本信息和声发射采集系统信息输入、查询、修改和打印功能。

　　(2)声发射信号数据管理模块　由数据导入、浏览和查询等组成,可将大量的声发射信号数据进行有序的存储和查询。

　　(3)计算模型管理模块　含有模型字典及模型库,可将局域波识别算法模型进行存储。

　　(4)数据计算分析识别模块　可对模型计算分析结果显示和识别。

　　(5)系统维护模块　由系统权限管理和背景数据维护组成。

　　数据管理子系统包括数据库和数据库管理系统,其功能是对大量声发射信号数据进行存储、检索、处理和维护。如图1所示,数据库管理的数据有海洋平台基本信息、测点信息以及采集的海洋平台声发射信号数据。

　　模型管理子系统是本系统的核心。它存入多种识别模型的代码,并与数据库子系统交互作用,提供模型输入和输出。

　　2　识别算法原理

　　声发射信号识别方法中用得较为广泛并为大家所认可的一直是参数分析方法。其它识别方法有小波分析、神经网络分析、现代谱分析和模态声发射等。笔者研究了新近发展的局域波分析方法[3]。局域波时频分析方法是一种新的具有自适应的广义时频分析方法,它是在1998年美国学者Huang提出的基于经验模式分解方法的基础上发展起来的,目的是对非线性,非平稳时变信号进行正确的描述。