基于共振峰的超声空化声发射信号分析

沈再阳，何永勇

(清华大学 精密仪器与机械学系摩擦学国家重点实验室，北京 100084)

基于共振峰的超声空化声发射信号分析

沈再阳，何永勇

(清华大学 精密仪器与机械学系摩擦学国家重点实验室，北京 100084)

为简单有效地提取超声空化时频信息而估计空化强度，提出应用基于全极点线性预测编码模型的共振峰分析方法，分析19 kHz超声作用下的空化场的声发射信号。将共振峰分析结果与常用的频谱分析和短时傅里叶分析结果进行了对比，发现共振峰分析方法更能从超声空化声发射信号中提取出简单但关键的时频信息。采用共振峰方法的分析结果表明，可以利用空化声发射的共振峰参数如基频频率和相对高频共振峰的幅值来分别反映超声空化的非线性振荡和瞬态空化，进而估计超声空化的强度。

超声空化;声发射;时频分析;共振峰

超声空化是液体在超声波作用下产生空泡及空泡振荡与溃灭的现象。超声空化，一方面会使液体产生局部高温高压等现象，影响液体的物理化学性质，这使得其在声化学等领域中有着广大的应用前景［1］;另一方面会对空泡附近固体材料造成空蚀破坏，在空蚀研究中有着重要应用［2］。但超声空化的应用却不尽如人意，Frohly等［3］认为其中的一个主要原因是缺乏简单易行的超声空化状态检测与识别的方法。研究人员使用最多的超声空化场检测方法是声学检测方法，通过处理超声空化噪声信号……