信號幅值隨頻率變化，對應(yīng)的譜圖稱之為幅度譜。幅度譜在超聲檢測信號分析中具有非常重要的地位，應(yīng)用非常廣泛。

此處借鑒地球物理儲層預(yù)測中的頻譜分析思路，引入傅里葉譜特征的概念，又稱為譜屬性。所謂譜屬性，是指在持續(xù)一段時間的一個時窗內(nèi)測量的頻譜，是一種類型的體積屬性。頻譜中逐漸發(fā)生的瞬時變化，特別是高頻成分的丟失，能夠反映波經(jīng)過介質(zhì)傳播的結(jié)果。頻譜中的空間變化或快速瞬時變化，可以作為一個體積屬性使用。這些變化，可能與材料組織結(jié)構(gòu)及特性的變化有關(guān)。

分析認(rèn)為，某些材料特性的變化會引起超聲波信號頻譜的變化。例如，與超聲波半波長相匹配的薄層介質(zhì)的調(diào)諧效應(yīng)；在不規(guī)則表面上的能量散射，可能導(dǎo)致高頻成分損失等。

在對材料進(jìn)行定量超聲表征與評價時，首先要在反映材料組織結(jié)構(gòu)或性能變化的參量與頻譜特征參量之間建立明確的相關(guān)性，為此，需要引入更多的頻譜特征參量，如下所示:

1.振幅譜主頻率

振幅譜主頻率是指振幅譜極大值對應(yīng)的頻率，反映信號簡諧成分中振幅最大的簡諧分量頻率。

2.振幅譜極大值

振幅譜極大值是指振幅譜主頻對應(yīng)的幅值，表示主頻簡諧分量的振幅大小。

3. 平均中心頻率

把振幅譜曲線包含的面積分成高頻和低頻面積相等的兩部分，分界處的頻率即是平均中心頻率，這是一個表示信號簡諧成分按頻率分布的特征參數(shù)。

4.頻帶寬度

把在低截頻和高截頻之間振幅譜曲線所包含的面積，用一個高為振幅譜極大值的矩形面積代替，該矩形面積的寬度以頻率為量綱，即為所求的頻帶寬度。該參數(shù)反映了波形特點，它與子波延續(xù)時間成反比。

5.頻譜一階矩和頻譜二階矩

頻譜一階矩M₁和頻譜二階矩M₂用于表示振幅譜分散度。以平均中心頻率為原點，在頻率軸上計算頻率差，并以它為加權(quán)值，計算振幅譜加權(quán)面積，得到參數(shù)M ₁ 和M₂。當(dāng)信號頻率集中于原點附近，M₁ 和M₂數(shù)值較小；當(dāng)信號頻率成分豐富，分散于高頻和低頻各部分，即具有寬頻帶信號特點，則M ₁和M₂ 數(shù)值變大。頻譜二階矩M₂同頻譜一階矩M₁ 相比較，由于使用了更尖銳的權(quán)系數(shù)，對信號頻率分布變化更敏感。

6.優(yōu)勢頻帶寬度

優(yōu)勢頻帶寬度定義為振幅譜幅值超過指定門坎值的頻率范圍，它反映信號的瞬時頻率變化。

7.優(yōu)勢頻率

優(yōu)勢頻率是在固定時窗內(nèi)計算信號過零線次數(shù)或零點的個數(shù)，它反映信號瞬時頻率變化。

8.三個最大的極大值頻率

用來表征頻率域的振幅譜，使用頻譜的三個峰值頻率，檢測由于氣孔及裂隙引起的異常而產(chǎn)生的頻率吸收。

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