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专利号: 2020113391598
申请人: 南京信息职业技术学院
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 测量;测试
更新日期:2025-03-25
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种采用对称结构响应信号分析的无基准导波损伤监测方法,其特征在于,包括如下步骤:(1)在板结构件上按照等传播距离对称布置PZT压电阵列,阵列中的任意两个PZT压电元件分别作为激励器和传感器而组成一条监测路径;

(2)选定同一激励器激励下具有相同传播路径和条件的任意两条监测路径M1、M2,在板结构件中激励以单一模式为主的窄带导波结构响应信号,传感采集两条监测路径下的结构响应,并对采集到的结构响应信号进行滤波处理,消除直流偏置以及高频噪声信号,获得滤波后的结构响应信号R1、R2;

(3)对滤波后的信号进行包络提取,计算定位两组结构响应信号R1、R2中的各波包中心点位置P;

(4)对R1、R2两组信号,以R2响应信号为计算基准,在定位出的波包中心点位置,以设定脉宽为窗口,逐个对比两组信号的波包相似度,计算得到R1响应信号中第一个相似度低于阈值的波包中心点时刻,记录为R1响应信号中的损伤散射信号到达时间t1;交换以R1响应信号为计算基准,重复信号比对过程,获得R2响应信号中第一个相似度低于阈值的波包中心点时刻,记录为R2响应信号中的损伤散射信号到达时间t2;

(5)重复步骤(2)至(4),获得所有对称路径下的损伤散射信号到达时刻ti,i=1,2,

3,…,根据ti,计算得到损伤的位置;所述损伤的位置计算过程如下:

根据信号沿激励器‑损伤‑传感器的传播时间,确立信号传播时间和损伤位置对应方程,对于坐标为(xi,yi)的传感器以及其感知得到的损伤散射信号到达时间ti,可以获得关于损伤位置(x,y)的方程 多个方程连列求解,即可计算得到损伤位置,其中,ν为导波波速。

2.根据权利要求1所述的采用对称结构响应信号分析的无基准导波损伤监测方法,其特征在于,所述步骤(3)实现过程如下:通过希尔伯特变换法对信号进行包络提取,再根据包络的导数过零点情况,获得各波包峰值所在的时间,即各个波包的中心位置P,对于信号包络 其各个波包的中心位置P应为:其中,Tj为信号包络 中第j个波包的中心点位置时刻,sign()为符号函数,用于函数过零检测。

3.根据权利要求1所述的采用对称结构响应信号分析的无基准导波损伤监测方法,其特征在于,步骤(4)所述的波包相似度是采用皮尔逊相关系数法,通过信号间差异性比较方法计算获得。