基于超声Lamb波紧凑阵列的损伤检测方法和装置.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN113960160A(43)申请公布日2022.01.21(21)申请号202110728718.2(22)申请日2021.06.29(71)申请人北京交通大学地址100044北京市海淀区上园村3号(72)发明人蔡国强贾缘平(74)专利代理机构北京中济纬天专利代理有限公司11429代理人郝志亮(51)Int.Cl.G01N29/04(2006.01)G01N29/44(2006.01)G01N29/50(2006.01)B61K9/10(2006.01)权利要求书2页说明书11页附图3页(54)发明名称基于超声Lamb波紧凑阵列的损伤检测方法和装置(57)摘要本发明实施例公开了一种基于超声Lamb波紧凑阵列的损伤检测方法和装置，其中的方法包括：控制Lamb波紧凑阵列中的传感器对目标进行n次组合检测，在每次组合检测中，控制所述紧凑阵列中的n‑1个传感器作为激励传感器，剩余1个传感器作为接收传感器接收目标的结构响应信号；根据n次组合采集的响应信号计算每个传播路径与其它路径的互相关值；根据所述互相关值判断所述目标是否存在损伤；当所述目标存在损失时，对损伤进行定位。本发明的方法和系统，不需要大量传感器来占用较多被测结构的表面，即可对结构进行较完整检测，降低阵列系统的复杂性和成本，操作简单，不需要复杂的电气控制设备。CN113960160ACN113960160A权利要求书1/2页1.一种基于超声Lamb波紧凑阵列的损伤检测方法，所述紧凑阵列包括n个传感器，n为大于等于2的自然数，其特征在于，该方法包括：控制Lamb波紧凑阵列中的传感器对目标进行n次组合检测，在每次组合检测中，控制所述紧凑阵列中的n‑1个传感器作为激励传感器，剩余1个传感器作为接收传感器接收目标的结构响应信号；根据n次组合采集的响应信号计算每个传播路径与其它路径的互相关值；根据所述互相关值判断所述目标是否存在损伤；当所述目标存在损失时，对损伤进行定位。2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，根据所述互相关值判断所述目标是否存在损伤，包括：当所述路径的互相关值小于设定阈值时，表示所述路径存在损伤。3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，根据所述互相关值判断所述目标是否存在损伤，包括：移除认为受损的路径，并重新计算剩余路径的互相关值，并根据剩余路径的互相关值判断是否还存在损伤的路径。4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述互相关值为改进的互相关值，所述改进的互相关值通过下述公式计算其中，MCC——改进的互相关值；n——路径总数；i——参考路径索引；j——比较路径索引。5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述紧凑阵列包括3个传感器，所述3个传感器呈等边三角形布置。6.一种基于超声Lamb波紧凑阵列的损伤检测装置，其特征在于，包括：紧凑阵列传感器，所述紧凑阵列传感器包括n个呈相控阵的形式布置的传感器，用于产生激励信号，以及接收目标的响应信号；控制模块，用于控制Lamb波紧凑阵列中的传感器对目标进行n次组合检测，在每次组合检测中，控制所述紧凑阵列中的n‑1个传感器作为激励传感器，剩余1个传感器作为接收传感器接收目标的结构响应信号；计算模块，用于根据n次组合采集的响应信号计算每个传播路径与其它路径的互相关值；判断模块，用于根据所述互相关值判断所述目标是否存在损伤；定位模块，用于在所述目标存在损失时，对损伤进行定位。7.如权利要求6所述的装置，其特征在于，当所述路径的互相关值小于设定阈值时，表示所述路径存在损伤。8.如权利要求6所述的装置，其特征在于，所述计算模块还用于在移除认为受损的路径后重新计算剩余路径的互相关值；所述判断模块还用于根据剩余路径的互相关值判断是否还存在损伤的路径。9.如权利要求6所述的装置，其特征在于，所述互相关值为改进的互相关值，所述改进2CN113960160A权利要求书2/2页的互相关值通过下述公式计算其中，MCC——改进的互相关值；n——路径总数；i——参考路径索引；j——比较路径索引。10.如权利要求6所述的装置，其特征在于，所述紧凑阵列包括3个传感器，所述3个传感器呈等边三角形布置。3CN113960160A说明书1/11页基于超声Lamb波紧凑阵列的损伤检测方法和装置技术领域[0001]本发明涉及损伤分析技术领域，尤其涉及一种基于超声Lamb波紧凑阵列的损伤检测方法和装置。背景技术[0002]轨道交通作为国民经济的支柱性行业，承担着促进社会经济稳定发展的重要职责。但是随着在役钢轨的长时间运行，焊缝作为钢轨结构的薄弱处，在列车和外界环境的作用下，易发生疲劳折断等问题，严重威胁铁路运输安全。因此，对钢轨焊缝进行及时全面准确的检测，在裂纹萌生初期及时发现损伤，防止损伤进一