ОСОБЛИВОСТІ РЕАЛІЗАЦІЇ МЕТОДУ СПЕКТРАЛЬНОГО АНАЛІЗУ ДЛЯ ОБРОБКИ ДАНИХ ВІБРОАКУСТИЧНОГО КОНТРОЛЮ

Анотація

Постановка проблеми. Основна тенденція розвитку технології віброакустичного контролю геотехнічних об'єктів спрямована на автоматизацію отримання, передачі, збирання та обробки інформації. Однак, потребують подальшого розвитку математичний апарат та алгоритми для цифрової обробки віброакустичних сигналів. Мета дослідження. Визначення особливостей та розробка алгоритмів реалізації методу спектрального аналізу даних для віброакустичного контролю безпеки функціонування геотехнічної системи. Методика. Аналіз та узагальнення даних, аналітичні та лабораторні дослідження осцилограм акустичних сигналів, методи побудови цифрових систем контролю середовища. Результати. Досліджено методи і алгоритми, що використовуються в системах контролю стану порід, гірничих виробок, заглиблених і наземних споруд. Алгоритми цифрової обробки сигналів, як правило, включають фільтрацію та спектральний аналіз вхідних даних. Визначені особливості реалізації методу спектрального аналізу для обробки даних віброакустичного контролю функціонування геотехнічної системи. Встановлено, що загасаючий аперіодичний сигнал можна розглядати як суперпозицію добутків уявних періодичних сигналів та зміщених одиничних прямокутних імпульсів з тривалостями, що дорівнюють періодам відповідних періодичних сигналів. При цьому, частота першої моди коливань обернено пропорційна подвійній товщині досліджуваних елементів геотехнічної системи, Для контролю характеристик імпульсних акустичних сигналів, на відміну від відомого раніше методу, де використовується одне вимірювання протягом інтервалу розбиття та ручна побудова полів точок, пропонується використовувати серії точок на кожному з інтервалів часу зміни сигналу та проводити аналіз співвідношень між спектром реального аперіодичного сигналу та спектрами його уявних періодичних складових. Розроблено алгоритми автоматичного аналізу спектрограм віброакустичного відгуку для обчислень параметрів контролю методом дискретних ординат. Реалізація методу виконується шляхом послідовної циклічної обробки сигналу від високих частот до низьких з подальшим розбиттям на часові інтервали, в межах кожного з яких зміна значення відхилення приймається за період мнимого незагасаючого коливального процесу. Наукова новизна. Подальший розвиток отримав метод цифрової обробки одиничних акустичних імпульсів, що відрізняється розробленими алгоритмами автоматичного спектрального аналізу віброакустичного відгуку які оптимізовані для обчислень параметрів контролю методом дискретних ординат. Практична значимість. Результати досліджень дозволяють автоматизувати моніторинг складових геотехнічної системи на основі спектрів виділених періодичних складових віброакустичного відгуку досліджуваного об’єкта.