基于聲信號的鋁錠脫模故障診斷研究.pdf

1、電解法生產(chǎn)出的高溫鋁液需經(jīng)過鋁錠連鑄生產(chǎn)線鑄造成型，鋁錠鑄模是承載這些高溫鋁液的容器，高溫鋁液澆鑄到鑄模后由鏈條傳送，鋁液冷卻凝固成固體鋁錠，通過敲擊設(shè)備敲擊鑄模，實現(xiàn)鋁錠脫模。鑄模運行環(huán)境惡劣，各種原因?qū)е陆?jīng)常出現(xiàn)鋁錠無法正常脫模，必須進(jìn)行檢測并控制裝備對沒有脫模的鋁錠鑄模進(jìn)行處理。由于鋁錠工作在高溫環(huán)境，且鑄錠重量高、慣性大，常見的機械式或者光電式傳感器都存在著一定的局限性，而鑄模敲擊聲音信號中蘊含著豐富的鑄模狀態(tài)信息，基于聲信號的

2、故障檢測技術(shù)具有高可靠性、非接觸性、在線工作等優(yōu)勢，有良好的應(yīng)用前景，因此，論文提出了利用鑄模敲擊聲音進(jìn)行鋁錠脫模故障診斷方法。
　　現(xiàn)場采集的鑄模敲擊聲音信號中含有大量復(fù)雜的背景噪聲，嚴(yán)重影響著故障識別率，去噪是該故障診斷方法中的關(guān)鍵一步。針對鋁錠鑄模聲音故障診斷的去噪問題，提出一種改進(jìn)的小波包多級閾值去噪方法。首先，選擇同種小波基和分解層數(shù)，對鑄模聲音信號和噪聲信號分別進(jìn)行小波包分解；其次，將不同頻率段的噪聲信號標(biāo)準(zhǔn)差引入新的

3、閾值函數(shù)，形成自適應(yīng)多級閾值，對相應(yīng)頻率段的鑄模聲音信號進(jìn)行降噪處理；最后，通過小波包逆變換對信號進(jìn)行重構(gòu)。通過對三種小波包去噪方法的均方根誤差和信噪比的對比，驗證了本文閾值函數(shù)的優(yōu)越性。現(xiàn)場的去噪實驗證明了本文方法對鋁錠鑄模聲音去噪的有效性。在對去噪后的聲音信號頻域分析后，發(fā)現(xiàn)一次敲擊后如果鋁錠脫模，則一次敲擊聲音信號和二次敲擊聲音信號存在明顯的頻率峰值差，將其作為故障特征參數(shù)，并設(shè)定閾值，對鋁錠是否脫模進(jìn)行故障診斷，對現(xiàn)場采集的聲音