优化变分模态分解的分布式光纤声传感系统的信号处理方法技术方案

本发明专利技术涉及信号源监测领域，具体为一种优化变分模态分解的分布式光纤声传感系统的信号处理方法。本发明专利技术对采集的声振信号S(p,q)按照光纤沿线长度分段S(p,i)进行变分模态分解处理并记录存在故障的各段数，1≤i≤q；输出光纤长度存在故障报警段数。本发明专利技术旨在通过优化变分模态分解算法：在保证处理分布式光纤声传感系统采集的多通道声信息处理实时性的同时对环境噪声进行抑制和对目标信号进行识别，解决了现有基于分布式光纤声波传感系统中无法有效提取强背景噪声下皮带机轴承早期损伤振动信号中的故障特征频率，难以对胶带机轴承早期损伤状态进行及时诊断和实时定位问题。期损伤状态进行及时诊断和实时定位问题。期损伤状态进行及时诊断和实时定位问题。

【技术实现步骤摘要】
优化变分模态分解的分布式光纤声传感系统的信号处理方法


[0001]本专利技术涉及信号源监测领域，具体为一种优化变分模态分解的分布式光纤声传感系统的信号处理方法。

技术介绍

[0002]决定冶金和煤矿行业持续高效生产的关键技术是保障技术路线中各个环节尽可能的有效运行。原料输送胶带机以输送能力大、输送距离长、结构简单、维护方便、通用性强等优点，成为散装材料运输中的首选设备。但是原料输送胶带机操作、维护作业具有极大风险，且一个简单的故障或者某一小部分出现异常警报，都会引起后续工作暂停甚至瘫痪等问题。修复某些故障可能需要很长时间，需要工作人员在故障诊断、确保安全、首次操作决策、拆解、材料运输、维修和装配等领域进行大量参与。然而，胶带机托辊早期故障特征信号微弱、设备运行环境恶劣、背景噪声强等因素导致监测系统无法检测到这些故障。因此，强背景噪声条件下原料输送胶带机的托辊故障、胶带撕裂等诊断与运行趋势预测尤为必要。
[0003]原料输送胶带机的实时早期故障监测的传统手段是采用点式的电学加速度或振动传感器，但是由于原料输送胶带机传输距离长，现场工况环境本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种优化变分模态分解的分布式光纤声传感系统的信号处理方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤s1、分布式光纤声传感系统对传感光纤发射探测光脉冲，对传感光纤沿线的声振信息进行实时定量监测，并获取原始声振信号S(p,q)，其中p为获取脉冲个数，q为光纤沿线声振信号获取段数；步骤s2、对步骤s1获取的原始声振信号S(p,q)按照光纤沿线长度分段S(p,i)，1≤i≤q，进行优化变分模态分解处理，并记录存在故障全部段数；步骤s3、输出步骤s2记录的存在故障全部段数，并实时判别和定位。2.如权利要求1所述优化变分模态分解的分布式光纤声传感系统的信号处理方法，其特征在于：所述步骤s2具体内容如下：步骤s21、通过对步骤s1采集数据的变分模态分解分析，根据变分模态分解结果确定变分模态分解的最佳分解层数K与惩罚因子α；步骤s22、通过希尔伯特Hilbert变换计算每个数组S(p,i)的解析信号，各解析信号分别与预估中心频率e
jωkt
相乘，将每个模态的频谱调制到相应的基频带得到的各个模态解调信号；步骤s23、计算步骤s22得到的各个模态解调信号的梯度的平方L2范数，根据约束变分模型估计出各个模态解调信号的带宽，受约束的变分模型表达式为：其中，δ(...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴宇，谢浪，李钊杰，饶云江，
申请(专利权)人：电子科技大学，
类型：发明
国别省市：