基于磁吸传感器阵列的组合结构界面损伤检测方法及系统.pdf

(19)国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN115753982A(43)申请公布日2023.03.07(21)申请号202211370627.7(22)申请日2022.11.03(71)申请人北京科技大学地址100083北京市海淀区学院路30号(72)发明人陈洪兵聂鑫甘释宇刘晓刚岳清瑞(74)专利代理机构北京市广友专利事务所有限责任公司11237专利代理师张仲波邓琳(51)Int.Cl.G01N29/04(2006.01)G01N29/22(2006.01)G01N29/24(2006.01)G01N29/265(2006.01)B62D57/024(2006.01)权利要求书2页说明书9页附图6页(54)发明名称基于磁吸传感器阵列的组合结构界面损伤检测方法及系统(57)摘要本发明公开了一种基于磁吸传感器阵列的组合结构界面损伤检测方法及系统，所述方法包括：利用由爬行机器人带动的自动力锤或聚焦型压电陶瓷片作为激励装置，在组合结构的待检测表面产生重复性激励信号；在组合结构的待检测表面上设置磁吸式高频加速度传感器阵列或磁吸式超声传感器阵列作为感应装置，对待检测表面产生的应力波进行检测；其中，磁吸式高频加速度传感器阵列或磁吸式超声传感器阵列，一方面用于进行冲击‑响应或冲击‑回波测试，实现对组合结构界面损伤的快速评估，一方面用于进行多道面波测试，实现对组合结构界面损伤的精细化检测。本发明能够显著提升界面损伤的识别效率和识别精度。CN115753982ACN115753982A权利要求书1/2页1.一种基于磁吸传感器阵列的组合结构界面损伤检测方法，其特征在于，包括以下步骤：利用由爬行机器人带动的自动力锤或聚焦型压电陶瓷片作为激励装置，在组合结构的待检测表面产生重复性激励信号；所述自动力锤设置在爬行机器人侧部，所述聚焦型压电陶瓷片设置在与爬行机器人相连的导杆上；在组合结构的待检测表面上设置磁吸式高频加速度传感器阵列或磁吸式超声传感器阵列作为感应装置，对待检测表面产生的应力波进行检测；其中，所述磁吸式高频加速度传感器阵列包括多个磁吸式高频加速度传感器，一方面用于进行冲击‑响应测试，实现对组合结构界面损伤的快速评估，确定界面损伤的位置，一方面用于进行多道面波测试，实现对组合结构界面损伤的精细化检测，确定界面损伤的尺寸；所述磁吸式超声传感器阵列包括多个磁吸式超声传感器，一方面用于进行冲击‑回波测试，实现对组合结构界面损伤的快速评估，确定界面损伤的位置，一方面用于进行多道面波测试，实现对组合结构界面损伤的精细化检测，确定界面损伤的尺寸。2.根据权利要求1所述的基于磁吸传感器阵列的组合结构界面损伤检测方法，其特征在于，对于厚钢板‑混凝土组合结构，采用自动力锤作为激励装置，采用磁吸式高频加速度传感器阵列作为感应装置；其中，首个磁吸式高频加速度传感器的测试信号用于开展冲击‑响应测试，磁吸式高频加速度传感器阵列用于开展多道面波测试；对于薄钢板‑混凝土组合结构，采用聚焦型压电陶瓷片作为激励装置，采用磁吸式超声传感器阵列作为感应装置；其中，首个磁吸式超声传感器的测试信号用于开展冲击‑回波测试，磁吸式超声传感器阵列用于开展多道面波测试。3.根据权利要求2所述的基于磁吸传感器阵列的组合结构界面损伤检测方法，其特征在于，通过分析首个磁吸式高频加速度传感器的测试信号的信号能量、首波声时、信号频率、幅值开展冲击‑响应测试，通过分析磁吸式高频加速度传感器阵列的表面波频散特性开展多道面波测试。4.根据权利要求2所述的基于磁吸传感器阵列的组合结构界面损伤检测方法，其特征在于，通过分析首个磁吸式超声传感器的测试信号的信号能量、首波声时、信号频率、幅值开展冲击‑回波测试，通过分析磁吸式超声传感器阵列的表面波频散特性开展多道面波测试。5.一种基于磁吸传感器阵列的组合结构界面损伤检测系统，其特征在于，包括激励装置和感应装置；所述激励装置为由爬行机器人带动的自动力锤或聚焦型压电陶瓷片，用于在组合结构的待检测表面产生重复性激励信号；所述自动力锤设置在爬行机器人侧部，所述聚焦型压电陶瓷片设置在与爬行机器人相连的导杆上；所述感应装置为设置在组合结构的待检测表面上的磁吸式高频加速度传感器阵列或磁吸式超声传感器阵列，用于对待检测表面产生的应力波进行检测；其中，所述磁吸式高频加速度传感器阵列包括多个磁吸式高频加速度传感器，一方面用于进行冲击‑响应测试，实现对组合结构界面损伤的快速评估，确定界面损伤的位置，一方面用于进行多道面波测试，实现对组合结构界面损伤的精细化检测，确定界面损伤的尺寸；2CN115753982A权利要求书2/2页所述磁吸式超声传感器阵列包括多个磁吸式超声传感器，一方面用于进行冲击‑回波测试，实现对组合结构界面损伤的快速评估，确定界面损伤的位置，一方面用于进行多