发布日期:2020-12-25 浏览次数:次
岩石超声波检测信号的小波分析超声波在岩体内传播时,由于不同反射界面的深度和反射系数不同,各界面反射波到达接收点的时间和强度是不同的;同时由于岩石介质的衰减效应,使超声波在传播过程中不断扩张,高频成分逐渐衰减,不同界面的反射波所含的频率成分也不同。对于这样一个复杂的且带有噪声的任意信号,只能用多分辨力分析的方法对其进行小波变换。通过对岩石信号的多尺度分析,有选择地利用某一尺度上信号的平滑近似,可以很清晰地反映出岩石内部的断层,通过相关计算可以知道断层的位置。
由于岩石超声波检测信号是非平稳信号,只有傅里叶变换是不够的,而小波变换突破了傅里叶变换在时域没有任何分辨力的局限,因此可以对指定时间段和频域段内的信号进行分析。
是模拟断层超声透射检测信号及其小波变换:其中,(a)为原始信号,(b)、(c)、(d)、(e)分别为尺度1、尺度2、尺度3、尺度4上的小波变换,从中可以看出,从原始信号上看不出突变点的位置和突变程度,应用小波变换的多尺度分析,在不同尺度上、在高频和低频域内,可以明显地显示出信号的奇异点及奇异程度,即断层的位置。可见,小波变换可以抓住信号的瞬变特性,在时域和频域均具有良好的局部化性质,对突变的检测更加有效。在所选定的4个尺度上,信号的小波变换可地指出被测信号的奇异点位置,而且断层超声波检测信号及其小波变换上也有明显的显示,信号奇异点位置及奇异程度反映了被测物的突变点位置和突变程度。
小波变换的/变焦0特性对信号的奇异性,即奇异点的位置及奇异程度的分析更加有效。另外,基于小波变换的岩石超声波检测技术还很好地反映了岩石节理、裂隙等岩石的完整程度。
结论小波变换的时频多分辨力特性与岩石超声波检测信号的时变谱特性相适应。对于非平稳的岩石超声波检测信号,应用小波变换进行分析处理是非常有效的。可见,小波变换可以抓住信号的瞬变特性,在时域和频域均具有良好的局部化性质,对突变信号的检测更加有效。特别适用少信号的局部化分析和奇异性分析,在有效判定岩石断层、裂隙与突变方面,一定会得到很大的发展。