曹青松，陈　刚，周继惠

(华东交通大学 机电工程学院，江西 南昌 330013)



超声波测振信号的Hilbert变换解调方法研究

曹青松，陈刚，周继惠

(华东交通大学 机电工程学院，江西 南昌 330013)

以纵向压力波形式定向传播的超声波遇到振动物体时，反射超声波信号的相位会因多普勒效应而被振动所调制.对该反射超声波信号求导得到含有时变相位及时变幅值的调幅调频信号，采用Hilbert变换解调方法求取该调幅调频信号的瞬时幅值和瞬时频率.由于超声波信号存在幅值衰减，而超声波频率不易受外界干扰，故从瞬时频率中提取被测物体的振动速度，并由振动速度求导得到振动加速度.仿真及实验结果表明：Hilbert变换解调方法能够有效地从反射超声波信号中提取瞬时频率信息，而且与实际振动速度及振动加速度相比较，从瞬时频率中提取的振动速度及振动加速度具有较高的准确性.

振动检测；超声波；多普勒效应；瞬时频率；Hilbert变换

0　引　言

超声波具有传播方向性好、传播能量大、反射性能好等优点，在工程技术中应用广泛[1,2].超声波在空气中以纵向压力波的形式定向传播，在声阻抗差较大的固/气分界面会发生明显的反射现象[3].在空气介质中传播的超声波遇到振动物体时，超声波的相位会因多普勒效应而被振动所调制，反射超声波信号则为受振动信号调制的非线性调相信号[4].基于上述特点，超声波被应用于非接触振动测量[5].

受振动信号调制的反射……