Transcript 孙培元杨伟明小波分析

小波分析在粘度测量中的应用
孙培元 1013202055
杨伟明 1013202061
2014-05-26
主要内容
1
系统装置
2
测量原理
3
测量的难题
4
小波分析的应用
系统装置
测量系统总体结构
探头剖面图
扭振测量系统主要由FBG、驱动线圈、横梁、驱动轴、探头、等强度
梁等组成。其中一个FBG黏贴在等强度梁上、另一个黏贴在探头上。
测量原理
在进行测量时，当探头空载时探头会维系在一定的振幅下，当加入
液体后，探头振幅会减小，此时增加驱动电压，使振幅恢复到原来
的值。最后根据△U用已经建立的粘度-电压公式求出粘度。其中，
探头振幅由FBG中心波长变化来体现。
在测量中，粘贴在等强度梁上的FBG1同时感测应变和温度，而
粘贴在探头上的FBG2只感测温度。下面是实际测量图形。
FBG1
FBG2
测量的难题
由测量原理可知，要想测量粘度我们需要得出FBG1和FBG2的
中心波长变化，其中FBG1的中心波长变化可由上图峰值检测系
统得出，但FBG2图形中存在明显的温漂和噪声，无法直接得出
其中心波长变化，必须将两种干扰分解出来。
小波分析的应用
为了将FBG2图形中的两种干扰分解出来，这里采用离散小
波分解的方法对实验数据进行处理。与离散傅里叶变换仅仅
是傅里叶变换的离散不同，离散小波变换不是真正意义上的
连续小波变换的离散。实施离散小波变换，需要用离散滤波
器组计算离散小波系数。将原始信号按窗宽（512点）分成
若干段。对每一段进行8层小波分解。取第八层小波分解的
低频成分和第八、七、六、五层小波分解的高频成分进行逆
离散小波变换，即为温漂。其余部分进行逆离散小波变换即
为噪声。下图是具体的操作界面：
通过对两种干扰的分解，我们得到了FBG2图形的中心波长
变化，进而可以求出液体粘度，解决了测量中的难题。