白希宇 張侃健

摘 要：動(dòng)車風(fēng)源系統(tǒng)專門用于為動(dòng)車整車制動(dòng)系統(tǒng)供風(fēng)，而漏風(fēng)問題會(huì)影響供風(fēng)效率乃至整個(gè)制動(dòng)系統(tǒng)。旨在利用聲發(fā)射傳感器技術(shù)，針對(duì)風(fēng)源系統(tǒng)中最常見的漏風(fēng)問題進(jìn)行檢測，并利用時(shí)延估計(jì)技術(shù)進(jìn)行泄漏點(diǎn)定位，從而及時(shí)發(fā)現(xiàn)泄漏點(diǎn)并采取措施解決問題，以降低風(fēng)源系統(tǒng)發(fā)生故障的風(fēng)險(xiǎn)，減少故障帶來的損失。采用小波包分析對(duì)傳感器采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行分解重構(gòu)，以減小外界環(huán)境噪音對(duì)結(jié)果的干擾，最后利用互相關(guān)分析及定位公式對(duì)漏風(fēng)點(diǎn)進(jìn)行定位。仿真實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，該方法具有較強(qiáng)的抗干擾能力與較高的精度，精度可達(dá)到95%左右，因此能較好地解決風(fēng)源系統(tǒng)漏風(fēng)定位問題。

關(guān)鍵詞：風(fēng)源系統(tǒng);聲發(fā)射;漏風(fēng)檢測;小波包;時(shí)延估計(jì)

0 引言

動(dòng)車風(fēng)源系統(tǒng)是提供壓縮空氣的裝置，而壓縮空氣是整車制動(dòng)系統(tǒng)及各輔助系統(tǒng)的主要工作介質(zhì)，風(fēng)源系統(tǒng)性能直接關(guān)系到各用風(fēng)系統(tǒng)。制動(dòng)系統(tǒng)對(duì)風(fēng)源系統(tǒng)提供的風(fēng)壓有一定要求，當(dāng)風(fēng)壓小于設(shè)定值，可能造成嚴(yán)重后果。風(fēng)源系統(tǒng)中導(dǎo)致風(fēng)壓降低的主要原因是各部件及連接處漏風(fēng)，因此對(duì)風(fēng)源系統(tǒng)的實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)監(jiān)測對(duì)于動(dòng)車的安全運(yùn)行具有重要意義。目前國內(nèi)外針對(duì)風(fēng)源系統(tǒng)檢測的方法較少，尤其是針對(duì)動(dòng)車環(huán)境下風(fēng)源系統(tǒng)的檢測較少，而針對(duì)管道泄漏檢測的方法很多[1]，如雷云等[2]提出的負(fù)壓波檢測方法。但負(fù)壓波檢測多用于長管道運(yùn)輸，背景一般為石油、天然氣運(yùn)輸管道及城市供水供熱系統(tǒng)?？紤]到風(fēng)源系統(tǒng)處在運(yùn)行的動(dòng)車中，環(huán)境較為復(fù)雜，干擾較多且管道較短，對(duì)檢測的實(shí)時(shí)性要求較高，所以并不適合使用負(fù)壓波檢測法;方有強(qiáng)[3]提出的超聲波探測技術(shù)可針對(duì)制動(dòng)系統(tǒng)中極小的泄露孔進(jìn)行檢測，但缺點(diǎn)是檢測過程中在抑制環(huán)境噪聲方面不具有普適性。此外，有些方法檢測效果受外界環(huán)境干擾較為明顯[4]。本文通過聲發(fā)射技術(shù)結(jié)合小波包變換技術(shù)進(jìn)行動(dòng)車風(fēng)源系統(tǒng)泄漏檢測實(shí)驗(yàn)。聲發(fā)射檢測技術(shù)具有一定的抗外界干擾能力[5]，本文采用聲發(fā)射傳感器對(duì)風(fēng)源系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)據(jù)采樣，之后采用小波包分解與重構(gòu)，并利用互相關(guān)分析，實(shí)現(xiàn)了對(duì)風(fēng)源系統(tǒng)泄漏點(diǎn)的定位，從而達(dá)到無損檢測且有效抑制噪聲的目的，在一定程度上彌補(bǔ)了已有技術(shù)在動(dòng)車風(fēng)源系統(tǒng)泄漏檢測方面的不足。

5 結(jié)語

本文通過將聲發(fā)射技術(shù)與時(shí)延估計(jì)算法相結(jié)合并應(yīng)用到風(fēng)源系統(tǒng)上，可以得到以下結(jié)論：

（1）將聲發(fā)射技術(shù)與小波包分解技術(shù)相結(jié)合應(yīng)用于動(dòng)車風(fēng)源系統(tǒng)中，通過無損檢測方式對(duì)風(fēng)源系統(tǒng)中各漏風(fēng)點(diǎn)進(jìn)行定位。仿真實(shí)例表明，該方法具有很強(qiáng)的抗干擾能力和較高精度。

（3）通過對(duì)信號(hào)進(jìn)行功率譜密度圖分析得到主要頻段，然后采用小波包進(jìn)行分解與重構(gòu)，以提高信噪比，從而為進(jìn)一步的信號(hào)分析及提高時(shí)延估計(jì)精度打下良好基礎(chǔ)。

（4）最終定位誤差來源于聲音在管道中的傳播速度誤差與時(shí)間延遲計(jì)算誤差。通過多次測量計(jì)算求均值，可以盡可能減小聲音傳播誤差，因此最后的定位誤差基本由時(shí)延計(jì)算誤差決定。

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