一种基于ALL‑FFT相位差的岩石声发射源定位方法技术

本发明专利技术涉及一种基于ALL‑FFT相位差的岩石声发射源定位方法，其步骤：对试验用岩石试件进行单轴压缩声发射实验，通过加载系统给岩石试件进行加载，并采用声发射系统采集声发射信号；对采集到的声发射信号利用小波变换进行去噪处理；对去噪后的声发射信号利用ALL‑FFT相位差进行相位差时延计算，求解相位差，得到声发射信号的时延估计，反演出声发射源坐标；将求得的AE源G点坐标作为盖格尔定位方法中的迭代初始点，通过迭代逼近最终结果，并通过最小二乘法计算修正量，每次迭代都以此修正量为基础，把向量加到上次迭代结果上，得到一个新的迭代点，判断新的迭代点是否满足预先设定的要求，满足则停止迭代。

A rock acoustic emission source location ALL phase difference method based on FFT

The invention relates to a rock acoustic emission source location ALL FFT phase difference method, based on the steps of the rock specimen subjected to uniaxial compression test of acoustic emission experiment, through the loading system for rock specimen loading, and the acoustic emission AE signal acquisition system; signal denoising based on wavelet transform of the collected acoustic emission signal difference; the phase delay difference calculation using ALL FFT phase after denoising, solving phase difference, get the delay of AE signal estimation, inverse acoustic emission source coordinates; AE source coordinates the G-spot as the initial iteration point Geiger localization method. Through the iterative approximation of the final results, and the correction by the least squares method, each iteration of this correction based on the vector to the previous iteration results, get a new iteration To determine whether the new iteration points meet the pre-set requirements and satisfy the stop iteration.

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种岩石声发射源定位方法，特别是关于一种基于ALL-FFT相位差的Geiger岩石声发射源定位方法。
技术介绍
声发射AE(AcousticEmission)信号是指材料内部局部区域在外界(应力或温度)的影响下，伴随能量快速释放而产生的瞬态弹性波现象，声发射作为一种检测技术起步于20世纪50年代的德国，20世纪60年代，该技术在美国原子能和宇航技术中迅速兴起，并首次应用于玻璃钢固体发动机壳体检测；20世纪70年代，在日本、欧洲及我国相继得到发展，但因当时的技术和经验所限，仅获得有限的应用；20世纪80年代，开始获得较为正确的评价，引起许多发达国家的重视，在理论研究、实验研究和工业应用方面做了大量的工作，取得了相当的进展。20世纪90年代，声发射检测系统进入了全数字式的第4代，全数字化AE检测系统在系统结构和软件配置上保留了第三代产品的优点，放大后的AE信号不必再经过一系列的模拟、数字电路才形成数字特征量，而是直接进行高速A/D转换，提取相应特征量。Mogi是最早在岩石弯曲变形条件下进行了二维声发射定位的实验研究。在此之后，Scholz开始了声发射事件在三维空间上的定位研究。同时Jansen研究破裂岩石的微裂纹分布原理，总结出岩石宏观裂纹扩展的规律。赵兴东等应用不同的声发射定位的方法，研究了不同岩石在破裂过程中的AE活动规律，总结了新的方法。黄晓红等针对岩石力学声发射时差定位算法中，存在时延估计精度的问题，提出了利用全相位相位差法求时延估计的新方法。康玉梅利用三维定位中，初始值选取影响会定位精度的问题，提出了基于最小二乘法的Geiger(盖格尔盖格尔)优化迭代的定位方法，有效提高了算法的收敛速度。但是，盖格尔迭代算法对初始值要求非常严格，若初始值选择不当，则很难进入收敛范围，从而增加了迭代次数。基于相位差时延估计法的岩石声发射源定位研究减少了声发射定位的误差，但在精度方面有所不足。
技术实现思路
针对上述问题，本专利技术的目的是提供一种基于ALL-FFT相位差的Geiger岩石声发射源定位方法，该方法能够有效地减小误差，提高定位结果精度，避免了对传感器坐标位置选取严格的不足。为实现上述目的，本专利技术采取以下技术方案：一种基于ALL-FFT相位差的岩石声发射源定位方法，其特征在于包括以下步骤：1)对试验用岩石试件进行单轴压缩声发射实验，通过加载系统给岩石试件进行加载，并采用声发射系统采集声发射信号；2)对采集到的声发射信号利用小波变换进行去噪处理；3)对去噪后的声发射信号利用ALL-FFT相位差进行相位差时延计算，求解相位差，得到声发射信号的时延估计，反演出声发射源坐标；4)将求得的AE源G点坐标作为盖格尔定位方法中的迭代初始点，通过迭代逼近最终结果，并通过最小二乘法计算修正量，每次迭代都以此修正量为基础，把向量加到上次迭代结果上，得到一个新的迭代点，判断新的迭代点是否满足预先设定的要求，满足则停止迭代。进一步，所述步骤1)中，加载系统采用WAW-2000微机控制电液伺服万能试验机。进一步，所述步骤1)中，声发射系统采用美国声学物理公司PAC生产的全数字式PCI-2型声发射系统；且声发射系统采用了PCI板卡。进一步，所述步骤1)中，声发射系统中设置有实时采集/分析模块，该实时采集/分析模块能对声发射实时采集。进一步，所述步骤2)中，去噪处理过程如下：2.1)假定基本函数为ψ(t)，令小波ψa,b(t)为：式中，a为尺度因子，a>0，为常数；b为位移因子，为常数；t为时间序列；若尺度因子a和位移因子b不断变化，则得到一簇函数{ψa,b(t)本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于ALL‑FFT相位差的岩石声发射源定位方法，其特征在于包括以下步骤：1)对试验用岩石试件进行单轴压缩声发射实验，通过加载系统给岩石试件进行加载，并采用声发射系统采集声发射信号；2)对采集到的声发射信号利用小波变换进行去噪处理；3)对去噪后的声发射信号利用ALL‑FFT相位差进行相位差时延计算，求解相位差，得到声发射信号的时延估计，反演出声发射源坐标；4)将求得的AE源G点坐标作为盖格尔定位方法中的迭代初始点，通过迭代逼近最终结果，并通过最小二乘法计算修正量，每次迭代都以此修正量为基础，把向量加到上次迭代结果上，得到一个新的迭代点，判断新的迭代点是否满足预先设定的要求，满足则停止迭代。

【技术特征摘要】
1.一种基于ALL-FFT相位差的岩石声发射源定位方法，其特征在于包括以下步骤：1)对试验用岩石试件进行单轴压缩声发射实验，通过加载系统给岩石试件进行加载，并采用声发射系统采集声发射信号；2)对采集到的声发射信号利用小波变换进行去噪处理；3)对去噪后的声发射信号利用ALL-FFT相位差进行相位差时延计算，求解相位差，得到声发射信号的时延估计，反演出声发射源坐标；4)将求得的AE源G点坐标作为盖格尔定位方法中的迭代初始点，通过迭代逼近最终结果，并通过最小二乘法计算修正量，每次迭代都以此修正量为基础，把向量加到上次迭代结果上，得到一个新的迭代点，判断新的迭代点是否满足预先设定的要求，满足则停止迭代。2.如权利要求1所述的一种基于ALL-FFT相位差的岩石声发射源定位方法，其特征在于：所述步骤1)中，加载系统采用WAW-2000微机控制电液伺服万能试验机。3....

【专利技术属性】
技术研发人员：黄晓红，孙国庆，张润东，
申请(专利权)人：华北理工大学，
类型：发明
国别省市：河北;13