多通道多余物微弱信號檢測方法研究.pdf

1、作為軍用、航天、國防設(shè)備中的關(guān)鍵基礎(chǔ)元件，密封電子元器件能否穩(wěn)定、可靠地工作直接關(guān)系到設(shè)備和系統(tǒng)的可靠性。多余物作為密封電子元器件內(nèi)部的雜質(zhì)，由于其運(yùn)動的隨機(jī)性和不可控性，嚴(yán)重危害著元器件的可靠性?，F(xiàn)有多余物檢測裝置及方法對0.02mg以上多余物識別準(zhǔn)確率高達(dá)90％，但對質(zhì)量小于0.02mg多余物產(chǎn)生的微弱信號檢測的無能為力。因此開展多余物微弱信號的研究對于發(fā)展多余物檢測技術(shù)，消除設(shè)備可靠性隱患至關(guān)重要。
　　針對傳統(tǒng)多余物檢測設(shè)

2、備難以對多余物微弱信號實(shí)現(xiàn)有效檢測的問題，本文設(shè)計(jì)多余物微弱信號采集模塊。分析微弱信號成因，對信號采集通道的各個環(huán)節(jié)進(jìn)行重新設(shè)計(jì)。選用三通道高靈敏度諧振式聲音傳感器，設(shè)計(jì)三通道多級調(diào)理電路和四通道數(shù)據(jù)采集電路實(shí)現(xiàn)多余物微弱信號的采集。從電源、傳輸線、阻抗匹配、PCB抗干擾設(shè)計(jì)、屏蔽與接地等各個角度對噪聲進(jìn)行抑制，滿足了信號采集過程中的低噪聲要求，為信號的處理及檢測奠定了良好的基礎(chǔ)。
　　針對PIND試驗(yàn)信號中多種噪聲對干擾多余物微

3、弱信號檢測的問題，對聲發(fā)射信號及PIND試驗(yàn)信號特性進(jìn)行分析，確定試驗(yàn)信號中最重要的噪聲種類為背景噪聲和環(huán)境噪聲。對于背景噪聲，選擇時頻分析見長的小波分析方法，提出改進(jìn)的閾值函數(shù)進(jìn)行噪聲濾除。對于環(huán)境噪聲，借鑒語音增強(qiáng)的方法，提出基于卡爾曼濾波的環(huán)境噪聲消除方法，并對去噪的結(jié)果進(jìn)行分析。
　　針對單一傳感器捕捉的多余物信號微弱，甚至存在誤差、丟失和畸變等問題，本文采用三通道聲音傳感器對PIND信號進(jìn)行接收。通過選擇合適的數(shù)據(jù)融合方

4、式，分析傳統(tǒng)加權(quán)融合方法中存在的不足，采用新的基于量子遺傳算法的多通道數(shù)據(jù)算法對三通道多余物微弱信號數(shù)據(jù)進(jìn)行融合。最后通過仿真實(shí)驗(yàn)對融合算法的有效性進(jìn)行驗(yàn)證。
　　針對幅值過于微小、湮沒于噪聲中，經(jīng)軟硬件降噪后仍無法使信噪比得到顯著提升的多余物微弱信號，采用隨機(jī)共振的方法進(jìn)行信號的增強(qiáng)與提取。先對非周期隨機(jī)共振及其響應(yīng)結(jié)果、表征方式及產(chǎn)生機(jī)制進(jìn)行研究。通過建立多余物信號模型，研究各參數(shù)對雙穩(wěn)態(tài)系統(tǒng)的影響，確定適合多余物微弱信號檢測