[發明專利]一種基于譜能比的數字信號分析方法

有效

• 申請號: 201210056010.8
• 申請日: 2012-03-06
• 公開（公告）號: CN102608223A
• 公開（公告）日: 2012-07-25
• 發明（設計）人: 張維平
• 申請（專利權）人: 張維平
• 主分類號: G01N29/46
• 分類號: G01N29/46
• 代理公司: 北京市盛峰律師事務所 11337
• 代理人: 趙建剛

1.一種基于譜能比的數字信號分析方法，其特征在于，包括以下步驟：

S1，通過物探方法記錄得到被檢測對象的物性波形信號；

S2，通過短時窗滾動頻譜分析法對所述波形信號進行傅里葉變換，再得出所述波形信號的譜能分析圖；

S3，通過對所述譜能分析圖的分析計算得出所述被檢測對象的狀態。

2.根據權利要求1所述的基于譜能比的數字信號分析方法，其特征在于，S1具體為：使用物探方法記錄得到被檢測對象的物性波形信號；所述波形信號包括相位、振幅和頻率，所述相位、振幅和頻率與所述被檢測對象在不同時-深位置的狀態成對應關系。

3.根據權利要求1所述的基于譜能比的數字信號分析方法，其特征在于，S2具體為：通過傅里葉變換將S1中記錄得到的所述波形信號轉化為頻譜信號，將波形的非周期函數分解為構成被檢測對象的不同介質物性波形信號的簡諧函數之和，對其進行譜能分析，得出其譜能分析圖。

4.根據權利要求1所述的基于譜能比的數字信號分析方法，其特征在于，S3具體為：在所述譜能分析圖中以時窗的滾動方法進行定位，通過對時窗內信號進行傅里葉積分，利用公式計算得出被檢測對象的譜能比，再結合所述譜能分析圖呈現的特征分離識別出被檢測對象的狀態。

5.根據權利要求4所述的基于譜能比的數字信號分析方法，其特征在于，所述利用公式計算得出被檢測對象的譜能比，具體為，通過傅里葉變換獲得被檢對象物性信號的頻譜信息，然后利用所述公式計算被檢對象物性信號的能量與總能量之比；所述能量是指頻響帶譜線輪廓面積，所述總能量是指全頻段譜線輪廓面積。

6.根據權利要求5所述的基于譜能比的數字信號分析方法，其特征在于，所述被檢對象物性信號的能量與總能量之比，具體為，構成被檢測對象中某單一介質頻響的簡諧譜與被檢測對象頻響的復合譜的譜能比。

7.根據權利要求4或5或6所述的基于譜能比的數字信號分析方法，其特征在于，所述公式為：

K=∫ω1ω2F(ω)dω∫-∞∞F(ω)dω]]>

式中：K-譜能比

ω₁、ω₂-被檢測物頻響范圍

ω-角頻率

F(ω)-信號的頻譜信息。

8.根據權利要求4所述的基于譜能比的數字信號分析方法，其特征在于，所述譜能分析圖呈現的特征指的是：如果所述譜能分析圖呈現自由弦振的諧振譜特征時，則所述被檢測對象處于自由狀態；如果所述譜能分析圖呈現出邊坡巖體或梁板構件體系振動的復合譜特征時，則所述被檢測對象處于受束狀態。

9.根據權利要求8所述的基于譜能比的數字信號分析方法，其特征在于，所述自由弦振的諧振譜特征是指頻率單一和/或所述譜能比大于預設閥值；所述邊坡巖體或梁板構件體系振動的復合譜特征是指所述譜能比小于或等于預設閥值。

10.根據權利要求1所述的基于譜能比的數字信號分析方法，其特征在于，所述物探方法是指利用聲和/或光和/或磁和/或電的特性，在不損害或不影響被檢對象的前提下對被檢對象進行探測的方法。

11.根據權利要求10所述的基于譜能比的數字信號分析方法，其特征在于，所述物探方法是指使用聲波儀和/或地震儀和/或地質雷達，采用反射法對被檢對象進行探測的方法。