[發(fā)明專利]一種檢測物體局部阻抗變化的方法及系統(tǒng)

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201210018224.6
• 申請日: 2012-01-19
• 公開（公告）號: CN102590348A
• 公開（公告）日: 2012-07-18
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 向志海;黃俊濤;陸秋海
• 申請（專利權(quán)）人: 清華大學(xué)
• 主分類號: G01N29/09
• 分類號: G01N29/09;G01L5/24
• 代理公司: 北京智匯東方知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 11391
• 代理人: 康正德;范曉斌

1.一種基于受控敲擊和分類器來檢測物體局部阻抗變化的方法，包括步驟：

a、使用敲擊裝置以固定敲擊力對物體進(jìn)行敲擊；

b、利用傳感器感測由物體被敲擊的目標(biāo)區(qū)域傳遞到所述傳感器的響應(yīng)信號，其中所述響應(yīng)信號為加速度信號、速度信號或者位移信號；

c、對傳感器感測的響應(yīng)信號進(jìn)行變換處理以獲取該響應(yīng)信號的信號譜圖，并截取所述信號頻譜在特定頻段的譜圖數(shù)據(jù)；

所述方法還包括：

-在所述分類器的訓(xùn)練階段

d、對目標(biāo)區(qū)域處于第1至第N阻抗?fàn)顟B(tài)的物體，分別在每一阻抗?fàn)顟B(tài)對所述目標(biāo)區(qū)域重復(fù)步驟a-c以獲取該阻抗?fàn)顟B(tài)下所述目標(biāo)區(qū)域在所述特定頻段的多個訓(xùn)練譜圖數(shù)據(jù)，其中N為大于1的整數(shù)；

e、將每一阻抗?fàn)顟B(tài)以及該阻抗?fàn)顟B(tài)下的所述多個訓(xùn)練譜圖數(shù)據(jù)提供給所述分類器，對所述分類器進(jìn)行訓(xùn)練；并且

-在所述分類器的檢測階段

f、對目標(biāo)區(qū)域處于待檢測阻抗?fàn)顟B(tài)的物體，通過步驟a-c以獲取該待檢測阻抗?fàn)顟B(tài)下所述目標(biāo)區(qū)域在所述特定頻段的檢測譜圖數(shù)據(jù)；

g、將待檢測阻抗?fàn)顩r下的所述檢測譜圖數(shù)據(jù)提供給所述分類器，以將所述待檢測阻抗?fàn)顟B(tài)分類到第1至第N阻抗?fàn)顟B(tài)之一。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，用于檢測螺栓松緊狀態(tài)，其中所述物體為螺栓，所述阻抗?fàn)顟B(tài)表示螺栓的松緊狀態(tài)。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，用于檢測復(fù)合材料損傷狀態(tài)，其中所述物體為復(fù)合材料，所述阻抗?fàn)顟B(tài)表示復(fù)合材料的損傷狀態(tài)。

4.根據(jù)權(quán)利要求1，2或3所述的方法，其中所述分類器為支持向量機分類器。

5.根據(jù)權(quán)利要求1，2或3所述的方法，其中所述傳感器集成在所述敲擊裝置上。

6.根據(jù)權(quán)利要求1，2或3所述的方法，其中所述傳感器為加速度計，所述響應(yīng)信號為加速度信號。

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，其中所述信號譜圖為功率譜密度圖。

8.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其中所述松緊狀態(tài)用螺栓的擰緊力矩表示。

9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中所述特定頻段為對螺栓的擰緊力矩變化敏感的頻段。

10.一種基于受控敲擊和分類器來檢測螺栓松緊狀態(tài)的系統(tǒng)，包括：

敲擊裝置，以固定敲擊力對螺栓進(jìn)行敲擊；

傳感器，用于感測由所述螺栓傳遞到所述傳感器的響應(yīng)信號，其中所述響應(yīng)信號為加速度信號、速度信號或者位移信號；

信號處理部件，用于對所述傳感器所感測的響應(yīng)信號進(jìn)行處理以檢測螺栓松緊狀態(tài)，其特征在于，所述信號處理部件包括：

譜圖處理裝置，用于對傳感器感測的響應(yīng)信號進(jìn)行變換處理以獲取所述響應(yīng)信號的信號譜圖，并截取所述信號頻譜在特定頻段的譜圖數(shù)據(jù)；和

松緊狀態(tài)確定裝置，基于分類器和譜圖處理裝置輸出的所述譜圖數(shù)據(jù)來檢測螺栓松緊狀態(tài)，其中，

-將一螺栓的第1至第N松緊狀態(tài)的每一松緊狀態(tài)以及在該松緊狀態(tài)下檢測到的多個訓(xùn)練譜圖數(shù)據(jù)提供給所述分類器，對所述分類器進(jìn)行訓(xùn)練，其中N為大于1的整數(shù)；并且

-將一螺栓在待檢測松緊狀態(tài)下檢測到的訓(xùn)練譜圖數(shù)據(jù)提供給所述分類器，以將所述待檢測松緊狀態(tài)分類到第1至第N松緊狀態(tài)之一。

11.一種基于受控敲擊和分類器來檢測復(fù)合材料損傷的系統(tǒng)，包括：

敲擊裝置，以固定敲擊力對復(fù)合材料進(jìn)行敲擊；

傳感器，用于感測由所述復(fù)合材料表面被敲擊的目標(biāo)區(qū)域傳遞到所述傳感器的響應(yīng)信號，其中所述響應(yīng)信號為加速度信號、速度信號或者位移信號；

信號處理部件，用于對所述傳感器所感測的響應(yīng)信號進(jìn)行處理以檢測復(fù)合材料損傷，其特征在于，所述信號處理部件包括：

譜圖處理裝置，用于對傳感器感測的響應(yīng)信號進(jìn)行變換處理以獲取所述響應(yīng)信號的信號譜圖，并截取所述信號頻譜在特定頻段的譜圖數(shù)據(jù)；和

損傷狀態(tài)確定裝置，基于分類器和譜圖處理裝置輸出的所述譜圖數(shù)據(jù)來檢測復(fù)合材料損傷狀態(tài)，其中，

-將目標(biāo)區(qū)域的第1至第N損傷狀態(tài)的每一損傷狀態(tài)以及在該損傷狀態(tài)下檢測到的多個訓(xùn)練譜圖數(shù)據(jù)提供給所述分類器，對所述分類器進(jìn)行訓(xùn)練，其中N為大于1的整數(shù)；并且

-將目標(biāo)區(qū)域在待檢測損傷狀態(tài)下檢測到的訓(xùn)練譜圖數(shù)據(jù)提供給所述分類器，以將所述待檢測損傷狀態(tài)分類到第1至第N損傷狀態(tài)之一。

12.根據(jù)權(quán)利要求10或11所述的系統(tǒng)，其中所述傳感器集成在所述敲擊裝置上。