Page 120 - 无损检测2024年第九期

程芳玲，等：
基于阈值和互相关的螺栓超声轴向应力测量算法

上表现优异，具备在实际工程中广泛应用的潜力。

参考文献：

[1] SANDERSON M，HEMP J．Ultrasonic flowmeters-a
review of the state of the art[J]. Flow Measurement
Techniques，1981，13：125-142．
[2] 吴向阳，张志毅，李亚南，等. 横纵波法测量螺栓轴向
应力的温度修正[J]. 无损检测，2023，45（5）：37-40．
[3] ZHANG L，WU X L．On cross correlation based-
discrete time delay estimation[C]//Proceedings of IEEE
International Conference on Acoustics，Speech，and
Signal Processing．Philadelphia：IEEE，2005：981-984．
图 20 不同噪声情况下 3 种算法的平均误差
[4] CHEN Q，LI W H，WU J T．Realization of a
6%左右。 multipath ultrasonic gas flowmeter based on transit-time
所设计的阈值加互相关算法，噪声信噪比的大 technique[J]. Ultrasonics，2014，54（1）：285-290．
[5] 鲁克华. 基于分段包络互相关算法的气体超声波流量
小对测量结果基本没有影响，平均误差都控制在5%
计研究[D]. 杭州：浙江大学，2019．
内，这说明该算法有很好的抗噪性能和良好的稳定
[6] 李强，李成飞，刘凯，等. 用于永磁电机无传感器控制
性，其精确性也有很好的保障，很好地结合了阈值法
的数字滤波器设计[J]. 电机与控制学报，2018，22（8）：
和互相关算法的优势。在实际使用中，可以在噪声
47-53．
较小的环境中使用简单的阈值法获得所需要规格螺 [7] 黄波. 巴特沃斯数字滤波器的设计与仿真实现[J]. 河南
栓的标定数据，再根据横纵波原理就能够在噪声较 科技，2021，40（36）：10-12．
大的实际环境下进行测量使用。 [8] 张昊慧. 基于中值滤波和小波变换图像降噪的新算
法[J]. 电子科技，2012，25（12）：40-41，43．
4 结语 [9] DONOHO D L，JOHNSTONE I M．Adapting to

unknown smoothness via wavelet shrinkage[J]. Journal
文章提出了一种将阈值算法和互相关算法相结
of the American Statistical Association，1995，90（432）：
合的新方法，并结合小波降噪算法，形成了阈值互 1200-1224．
相关算法。选用了8. 8 级M20×100 碳钢螺栓作为 [10] JOHNSTONE I M，SILVERMAN B W．Wavelet
试验对象并进行验证试验。结果表明，单独采用阈 threshold estimators for data with correlated
noise[J]. Journal of the Royal Statistical Society Series B：
值算法在低应力条件下的计算误差较大，但在轴力
Statistical Methodology，1997，59（2）：319-351．
90 MPa以上时的误差可控制在12%以内。在手动
[11] DONOHO D L，JOHNSTONE I M．Ideal spatial
叠加噪声信号并延迟100个数据点的情况下，采用
adaptation by wavelet shrinkage[J]. Biometrika，1994，81
互相关算法进行计算，结果验证了该算法的抗噪性
（3）：425-455．
能和计算稳定性。最终设计的阈值互相关算法的相 [12] 薛峰. 基于改进阈值函数的TOFD图像小波去噪[J]. 无
对误差可控制在5%以内，并且在抗噪性和稳定性 损检测，2023，45（8）：62-66．

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2024 年 第 46 卷 第 9 期
无损检测