EMD方法在局部放電超聲信號提取中的應(yīng)用

式中，rn稱為殘余函數(shù)，代表信號的平均趨勢。
EMD的分解過程其實是一個“篩分”過程，在“篩分”的過程中，不僅消除了模態(tài)波形的疊加，而且使波形輪廓更加對稱。EMD方法從特征時間尺度出發(fā)，首先把信號中特征時間尺度最小的模態(tài)分離出來，然后分離特征時間尺度較大的模態(tài)函數(shù)，最后分離特征時間尺度最大的分量，因此可以把EMD方法看成是一組高通濾波器。

2．實驗仿真
在變壓器局部放電在線檢測項目中，聲源信號頻率為40~300 kHz，采樣頻率為5 MHz，采樣點n=2 048，噪聲為高斯白噪聲，在頻率為50 Hz的工頻信號上，采集到的初始信號x(t)用Matlab模擬，如圖1所示，對其用EMD方法進(jìn)行分解，得出的各個IMF分量c1，取c1～c6分別如圖2～圖7所示，圖8中r6為殘余分量，其中，橫坐標(biāo)為采樣點數(shù)，縱坐標(biāo)為信號幅值。

從圖1～圖8可以看出，對初始信號(圖1)很難確定出其有效成分，更不能直接用來計算時延。經(jīng)過EMD分解后，總共得到了10個IMF分量，這里取了前6個，其余的均作為殘余函數(shù)處理。c1～c3基本形狀相似，對照實驗數(shù)據(jù)，可以解釋為白噪聲；c4可以解釋為工頻；而c5則可以清楚地表現(xiàn)出超聲波信號；對c6意義不大，而殘余分量r6范圍也可以接受。這樣一來，對所采集到的信號經(jīng)過預(yù)處理，可以直接提取出最有價值的超聲波信號部分，為后面的定位計算做了很好的鋪墊。

3 結(jié) 語
本文以陜西省高壓電氣設(shè)備局部放電定位項目為背景，通過理論分析和實驗仿真，充分說明了在對采集到的初始信號進(jìn)行超聲波信號的提取應(yīng)用中，EMD方法具有比較好的有效性和準(zhǔn)確性，可以取得較高質(zhì)量的超聲波信號，為后期的定位計算做足準(zhǔn)備。