一种导波信号包络线的绘制方法

摘要

本发明涉及一种导波信号包络线绘制方法，其将采集和预处理后的导波信号每通道信号幅值取绝对值得导数据，提取该组信号所有极大值组成新序列，计算新序列每个点的导数，对新序列进行插值运算，最后平滑连接经插值运算后的序列，得到包络曲线。本发明方法适用于多通道导波检测模信号与差模信号提取中，作为共模信号与差模信号提取前的预处理。该发明方法使得信号包络线更加平滑，便于计算对称相位传感器接收数据的差模信号与共模信号；消除了突变点对运算带来的干扰，使线条变化更加平缓。

主权项

一种导波信号包络线绘制方法，其步骤如下：步骤1从所采集并经过滤波的导波回波信号中提取I个数据x_i,i＝1,2,…I，作为待分析数据，所述的I个待分析数据为第一次待检回波信号到达前后由导波传感器获取的导波信号，该信号必须包括至少一次激励波和待检回波，引入循环计数变量P，用于记录循环次数，令P＝1，之后执行步骤2；步骤2将步骤1所述的I个待分析数据x_i,i＝1,2,…I的每一个元素取绝对值，得到一新的数据序列|x_i|,i＝1,2,…I，并同时记录对应的采集时间序列为t_i,i＝1,2,…I，之后执行步骤3；步骤3寻找步骤2所得数据序列|x_i|,i＝1,2,…I中所有极大值点A_j，j＝1,2……J，并同时记录下各极大值所对应的时间，得对应的时间序列t_j,j＝1,2,…J，总分析区间记为t_总＝t_J‑t₁，之后执行步骤4；步骤4计算步骤3所得极大值序列A_j，j＝1,2……J中各点的导数，形成新的数据序列A’_j，j＝1,2……J，其对应的时间序列不变，仍为t_j,j＝1,2,…J，之后执行步骤5；步骤5对步骤3所得极大值序列A_j，j＝1,2……J进行插值运算，包括如下步骤：1)将总分析时间t_总划分为J‑1个独立的插值区间，如[t_j,t_j+1]为第j个独立插值区间，之后执行步骤2)；2)在第j个插值区间内，以原采样周期T为插值步长，将插值区间长度[t_j,t_j+1]除以采样周期T，得第j个区间的插值点数为M_j＝(t_j+1‑t_j)/T‑1,j＝1,2......J‑1，每个插值点处对应的时间为t_m＝t_j+m*T,m＝1,2......M_j，之后执行步骤3)；3)在第j个插值区间内，计算每个插值点处的基函数α_jm(t),β_jm(t)，j＝1,2......J‑1,m＝1,2......M_j；${\alpha }_{jm}\left(t\right)={\left(\frac{t_m-t_{j+1}}{t_j-t_{j+1}}\right)}^2(1+2\frac{t_m-t_j}{t_{j+1}-t_j}),t_m\in (t_j,t_{j+1})$${\beta }_{jm}\left(t\right)=\frac{t_m-t_{j+1}}{t_j-t_{j+1}}{)}^2(t_m-t_j),t_m\in (t_j,t_{j+1})$4)在第j个插值区间内，计算每个插值点的值$g_{jm}\left(t\right)=\underset{m=1}{\overset{M_j}{\Sigma }}[{\alpha }_{jm}\left(t\right)A_j+{\beta }_{jm}\left(t\right)A_j^{\prime }];$5)将所有的插值点与原极大值点按时间顺序组成新的数据序列y_i,i＝1,2,…I，之后执行步骤6；步骤6判断P是否等于2，若P不等于2，令P＝P+1，对步骤5所得数据序列y_i,i＝1,2,…I，重复步骤2至步骤5，得到数据序列z_i,i＝1,2,…I，之后执行步骤7；若P等于2，执行步骤7；步骤7平滑连接步骤6所得数据序列z_i,i＝1,2,…I，得到一平滑曲线，即为待检导波信号的包络曲线。