一种水中冲击波波形重建方法及系统技术方案

本发明专利技术公开了一种水中冲击波波形重建方法及系统。本公开提出的方法基于低频等效准则和能量守恒定，能够对存在部分测量信号未失真的冲击波波形进行重建或修复，可根据重建或修复需要选择不同类型衰减波来进行重建或修复。本公开方法重建或修复后的波形接近真实冲击波波形，在实际应用中具有可靠性和有效性。

【技术实现步骤摘要】

本公开涉及属于脉冲功率测量领域，具体地讲，涉及一种水中冲击波波形重建方法及系统。
技术介绍
水中金属丝电爆炸产生冲击波目前在石油化工医学领域具有很大的应用，美国PCB公司的冲击波传感器作为广泛应用的冲击波测量传感器在测量上具有一致性好安装方便的优势，广泛使用的型号包括PCB102、PCB113、PCB109、PCB138等。所述冲击波传感器基于压电效应研制，将冲击波压力信号转换成电信号再经过一系列信号处理记录显示起来，从而获得冲击波波形图。然而，水中自由场冲击波信号是非静态信号，它是一个宽频信号，有很陡峭的波前和很大的高频分量，而所述冲击波传感器的频带窄，所以用所述冲击波传感器获得的测量波形存在失真的问题。因此，对如何通过所测波形重建出真实准确的波形提出了要求。
技术实现思路
针对上述问题，本公开提供了一种水中冲击波波形重建方法，所述方法包括下述步骤：S100、对待重建冲击波进行测量，获取冲击波到达时刻；所述待重建冲击波的测量信号中，存在部分测量信号未失真；S200、选择用于重建的一种衰减信号；S300、利用测量信号中未失真的部分确定所述衰减信号的压力信号峰值；S400、基于所述冲击波达到时刻以及所述压力信号峰值，使用所述衰减信号重建压力信号。基于所述方法，实现一种水中冲击波波形重建系统，所述系统包括压力信号获取模块、衰减信号选择模块、信号峰值确定模块以及重建模块；压力信号获取模块，用于：对待重建冲击波进行测量，获取冲击波到达时刻；所述待重建冲击波的测量信号中，存在部分测量信号未失真；衰减信号选择模块，用于：选择用于重建的一种衰减信号；信号峰值确定模块，用于：利用测量信号中未失真的部分确定所述衰减信号的压力信号峰值；重建模块，用于：基于所述冲击波达到时刻以及所述压力信号峰值，使用所述衰减信号重建压力信号。本公开提出的方法能够对存在部分真实波形的冲击波波形进行重建或修复，可根据重建或修复需要选择不同类型衰减波。重建或修复后的波形接近真实冲击波波形，本公开方法具有可靠性和有效性。附图说明图1为一个实施例中的方法流程示意图；图2-1为一个实施例中利用PCB138测得的压力信号图；图2-2为图2-1中的压力信号利用傅里叶变换得到的频谱图；图3为一个实施例中使用三角形衰减信号、指数衰减信号、多指数衰减信号重建波形和使用PCB138测量的波形图；图4为一个实施例中基于穆勒探针的压力峰值评估图。具体实施方式在一个实施例中，揭示了一种水中冲击波波形重建方法，所述方法流程图如图1所示：S100、对待重建冲击波进行测量，获取冲击波到达时刻；所述待重建冲击波的测量信号中，存在部分测量信号未失真；S200、选择用于重建的一种衰减信号；S300、利用测量信号中未失真的部分确定所述衰减信号的压力信号峰值；S400、基于所述冲击波达到时刻以及所述压力信号峰值，使用所述衰减信号重建压力信号。在这个实施例中，步骤S100中所述待重建冲击波的测量信号中，存在部分测量信号未失真，这里所述的待重建冲击波包括下述两种情形：情形一：待重建冲击波完整，但完整的波形存在部分失真，部分未失真。比如待重建冲击波的波形可以通过美国PCB公司的冲击波传感器获得，比如：PCB102、PCB113、PCB109、PCB138等。由于水中冲击波是个宽频信号，这类传感器频带窄，用其测量水中冲击波，所获得的波形在低频部分是真实的。对于这种情形，重建是基于未失真部分将失真部分修复到逼近真实波形。情形二：待重建冲击波的波形残缺，保留部分未失真。对于这种情形，重建是基于未失真部分将残缺部分修复还原。步骤S200中所述衰减信号包括三角形衰减信号、指数衰减信号、多指数衰减信号。其中，它们的表达式分别为式(1)、式(2)、式(3)。式(1)： p t r i = 0 , t < t 0 a n d t > t 0 + Δ T - ( p p e a k Δ T ) t + p p e a k ( 1 + t 0 Δ T ) , 本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种水中冲击波波形重建方法，其特征在于，所述方法包括下述步骤：S100、对待重建冲击波进行测量，获取冲击波到达时刻；所述待重建冲击波的测量信号中，存在部分测量信号未失真；S200、选择用于重建的一种衰减信号；S300、利用测量信号中未失真的部分确定所述衰减信号的压力信号峰值；S400、基于所述冲击波达到时刻以及所述压力信号峰值，使用所述衰减信号重建压力信号。

【技术特征摘要】
1.一种水中冲击波波形重建方法，其特征在于，所述方法包括下述步骤：S100、对待重建冲击波进行测量，获取冲击波到达时刻；所述待重建冲击波的测量信号中，存在部分测量信号未失真；S200、选择用于重建的一种衰减信号；S300、利用测量信号中未失真的部分确定所述衰减信号的压力信号峰值；S400、基于所述冲击波达到时刻以及所述压力信号峰值，使用所述衰减信号重建压力信号。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，优选的，所述衰减信号满足下述任一要求或下述要求的组合：(1)在未失真信号相应的频率范围内，所述衰减信号的能量相对测得信号的能量的误差满足在第一设定阈值范围内；(2)对于属于未失真信号对应频率范围内的任一频率，所述衰减信号的频率幅值，相对测得信号在该频率的频率幅值的误差满足在第二设定阈值范围内。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述衰减信号包括三角形衰减信号、指数衰减信号、多指数衰减信号。4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于：所述多指数衰减信号的常参数设置为2；所述多指数衰减信号的指数衰减波的时间常数设置为0.702。5.一种水中冲击波波形重建系统，其特征在于：所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：景龑，周海滨，张永民，
申请(专利权)人：西安交通大学，
类型：发明
国别省市：陕西;61