[發(fā)明專利]角鋼內(nèi)部孔隙檢測方法

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201310435731.4
• 申請日: 2013-09-23
• 公開（公告）號: CN104090024A
• 公開（公告）日: 2014-10-08
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 惠國華
• 申請（專利權(quán)）人: 浙江工商大學(xué)
• 主分類號: G01N29/04
• 分類號: G01N29/04
• 代理公司: 杭州杭誠專利事務(wù)所有限公司 33109
• 代理人: 尉偉敏

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種木材質(zhì)量檢測方法，尤其是涉及一種能夠精確檢測角鋼中的孔隙的位置及大小的角鋼內(nèi)部孔隙檢測方法。

背景技術(shù)

無損檢測技術(shù)是近年來發(fā)展迅速的木材質(zhì)地檢測方法，可在不破壞木材本身形狀、結(jié)構(gòu)、位置的前提下，快速測定木材物理力學(xué)性能。應(yīng)力波木材無損檢測技術(shù)可在不破壞木材使用性能的前提下，快速的檢測出木材的尺寸、規(guī)格和基本物理性質(zhì)等，基于此優(yōu)點，應(yīng)力波無損檢測技術(shù)近幾年越來越受到重視。

角鋼是建筑行業(yè)不可缺少的一種建材，但是由于加工過程中可能在角鋼內(nèi)部形成孔隙，如果帶有孔隙的角鋼用于建筑物建造，那么時間久了之后可能發(fā)生內(nèi)部銹蝕或者由于應(yīng)力疲勞作用而導(dǎo)致孔隙部位斷裂，形成危及人生命的安全隱患。目前雖然有些方法可以實現(xiàn)鋼鐵構(gòu)件內(nèi)部性質(zhì)的檢測，但是這些方法均不適合現(xiàn)場快速檢測的需求。如應(yīng)力波檢測方法雖然可以檢測角鋼內(nèi)部孔隙的存在，但是尚存在一些缺點，如該方法無法準(zhǔn)確判斷角鋼內(nèi)部孔隙的大小及在角鋼內(nèi)部的相對位置。

中國專利授權(quán)公開號：CN102706963A，授權(quán)公開日2012年10月3日，公開了一種古樹及古建筑木結(jié)構(gòu)內(nèi)部腐朽應(yīng)力波無損探測裝置，該裝置包括多個傳感器、傳感器固定裝置、力錘、微損型針式連接器、數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)和木材內(nèi)部腐朽斷層成像軟件，所述傳感器、所述數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)與安裝有所述成像軟件的計算機(jī)通過若干根導(dǎo)線連接。該發(fā)明存在無法準(zhǔn)確確定孔洞的位置及孔洞的大小的不足。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的發(fā)明目的是為了克服現(xiàn)有技術(shù)中的應(yīng)力波檢測方法無法準(zhǔn)確確定孔洞的位置及孔洞的大小的不足，提供了一種能夠精確檢測角鋼中的孔隙的位置及大小的角鋼內(nèi)部孔隙檢測方法。

為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案：

一種角鋼內(nèi)部孔隙檢測方法，一種用于角鋼孔隙檢測的角鋼檢測裝置包括聲表面波裝置、測距傳感器和若干個應(yīng)力波傳感器；應(yīng)力波傳感器、測距傳感器和聲表面波裝置上分別設(shè)有用于與計算機(jī)電連接的數(shù)據(jù)接口；所述聲表面波裝置包括計數(shù)器、振蕩器和聲表面波諧振器；振蕩器和聲表面波諧振器構(gòu)成振蕩回路，計數(shù)器與振蕩回路電連接，計數(shù)器上設(shè)有用于與計算機(jī)電連接的數(shù)據(jù)接口，聲表面波諧振器上設(shè)有兩個探針，測距傳感器設(shè)于一個探針上；所述檢測方法包括如下步驟：

(1-1)預(yù)先在計算機(jī)中設(shè)定隨機(jī)共振系統(tǒng)模型和孔隙壁厚預(yù)測模型；

在計算機(jī)中設(shè)定的n個取值范圍與標(biāo)準(zhǔn)信噪比谷值的絕對值A(chǔ)_i的對應(yīng)關(guān)系，i＝1，L，n；設(shè)定誤差閾值d，設(shè)定聲表面波檢測閾值S；其中，是孔隙的直徑，是孔隙所在位置的角鋼厚度；

(1-2)將角鋼的兩端分別設(shè)為起始端和末端，將脈沖錘和各個應(yīng)力波傳感器固定在起始端的內(nèi)、外表面上；

(1-3)脈沖錘敲擊角鋼，角鋼內(nèi)部產(chǎn)生應(yīng)力波，將各個應(yīng)力波傳感器檢測的應(yīng)力波信號輸入到計算機(jī)中，計算機(jī)計算各個應(yīng)力波信號的平均值，得到應(yīng)力波平均信號；

(1-4)在應(yīng)力波平均信號中，提取1個完整的應(yīng)力波脈沖信號，將0至120ms內(nèi)的所述應(yīng)力波脈沖信號I(t)輸入隨機(jī)共振系統(tǒng)模型中，使隨機(jī)共振系統(tǒng)模型發(fā)生共振；計算機(jī)利用信噪比計算公式計算輸出信噪比SNR；

隨機(jī)共振技術(shù)目前已在檢測數(shù)據(jù)特征值提取領(lǐng)域嶄露頭角。該理論是由意大利物理學(xué)家Benzi于1981年提出的，用以解釋地球遠(yuǎn)古氣象冰川期與暖氣候期周期交替出現(xiàn)的現(xiàn)象。隨機(jī)共振具有三要素：非線性系統(tǒng)、弱信號和噪聲源。從信號處理角度考慮，隨機(jī)共振是在非線性信號傳輸過程中，通過調(diào)節(jié)噪聲的強(qiáng)度或者系統(tǒng)其它參數(shù)，使系統(tǒng)輸出達(dá)到最佳值，實際上也可以認(rèn)為是輸入信號、非線性系統(tǒng)、噪聲的協(xié)同狀態(tài)。

一般情況下，雙穩(wěn)態(tài)模型中輸入外力可以認(rèn)為是理想電子鼻系統(tǒng)的信號，噪聲是檢測過程中引入的信道噪聲，而雙穩(wěn)態(tài)系統(tǒng)的輸入(信號加噪聲)作為電子鼻系統(tǒng)實際的檢測信號。在激勵噪聲的激勵下，系統(tǒng)產(chǎn)生隨機(jī)共振，此時輸出信號大于輸入信號，因而起到了信號放大的作用。同時，隨機(jī)共振將部分檢測信號中的噪聲能量轉(zhuǎn)換到信號中去，因而有效的抑制了檢測信號中的噪聲量。因此，隨機(jī)共振系統(tǒng)相當(dāng)于提高了提高輸出信號信噪比的作用，信號、激勵噪聲和雙穩(wěn)態(tài)系統(tǒng)可以看做是一個高效信號處理器。在以上技術(shù)基礎(chǔ)之上，隨機(jī)共振系統(tǒng)輸出信噪比分析技術(shù)可以較好的反應(yīng)被測樣品的本質(zhì)特征信息。

隨機(jī)共振輸出信噪比特征信息反映的是被測樣品的本質(zhì)信息，該特征信息不隨檢測方法或者重復(fù)次數(shù)的限制而改變，只與樣品的性質(zhì)有關(guān)，有利于樣品性質(zhì)的標(biāo)定，提高檢測精度。