基于聲音信號的鋼材材質檢測及試驗研究

秦志英， 齊康花， 董桂西， 趙月靜， 劉 堯

(1.河北科技大學機械工程學院，河北石家莊 050018；2.河北省送變電公司線路器材廠，河北石家莊 051130)

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基于聲音信號的鋼材材質檢測及試驗研究

秦志英1， 齊康花1， 董桂西2， 趙月靜1， 劉 堯1

(1.河北科技大學機械工程學院，河北石家莊 050018；2.河北省送變電公司線路器材廠，河北石家莊 051130)

鐵塔加工過程中需要對角鋼進行夾緊、沖孔、剪切等操作，不同材質的角鋼加工時會發出不同的聲音，因此提出利用聲音信號檢測Q235和Q345兩種常用角鋼材質。利用傳感器和采集儀搭建試驗系統，采集聲音信號的連續波形，并提取單個沖孔周期聲音信號的波形作為后續判別的依據。針對單個周期的聲音信號，提取美爾頻率倒譜參數(MFCC)作為特征參數，并利用動態時間規整(DTW)方法計算待測模板與Q235和Q345兩種標準模板之間的距離，距離小者判定為該種角鋼材質。試驗分別采集了4種型號角鋼的2組樣本，驗證了上述方法識別材質的有效性。

應用聲學；聲音信號；MFCC；DTW；材質檢測

角鋼是組成鐵塔的必備原料，若不同材質的鋼材混用，將對鐵塔的使用產生很大的影響。如果發生倒塔斷線事故，會造成嚴重損失[1]。目前，鐵塔加工企業對角鋼材質的檢測項目主要包括力學性能和化學成分，通過取樣來檢測角鋼的性能是否符合要求[2]。但是這些方法效率低、檢測周期長，難以適應生產的需要。角鋼在沖孔等加工過程中會發出一定的聲音，不同材質的鋼材發出的聲音不同，因此本文提出利用聲音信號檢測鋼材材質。……