[發明專利]基于聲發射技術判別預應力混凝土梁結構損傷類型的系統及方法

有效

• 申請號: 201410119750.0
• 申請日: 2014-03-27
• 公開（公告）號: CN103852523A
• 公開（公告）日: 2014-06-11
• 發明（設計）人: 石啟印;李青;楊帆;周合寬;干英輝;孟全;魯立;王霞;陳書大;杜慶娟;任冠宇
• 申請（專利權）人: 河南省第二公路工程有限公司
• 主分類號: G01N29/14
• 分類號: G01N29/14
• 代理公司: 南京經緯專利商標代理有限公司 32200
• 代理人: 樓高潮

1.基于聲發射技術判別預應力混凝土梁結構損傷類型的方法，其特征在于，包括以下步驟：

（1）采集聲發射信號；

（2）對時間參數設置濾值，做出振幅—振鈴計數相關圖、振幅—撞擊數相關圖、振鈴計數/撞擊數—累積撞擊數相關圖；

（3）判斷步驟（2）中所述的振幅—振鈴計數相關圖、振幅—撞擊數相關圖中的振幅分布范圍、峰值振幅是否相同，并且判斷振鈴計數/撞擊數—累積撞擊數相關圖中累積撞擊數峰值對應的振鈴計數/撞擊數與該時段內總的振鈴計數/撞擊數是否相同；若二者均相同，進行步驟（6）；否則進行步驟（4）；

（4）對比時間參數相關性更高的參數進行濾值，做出振幅—振鈴計數相關圖、振幅—撞擊數相關圖、振鈴計數/撞擊數—累積撞擊數相關圖；

（5）判斷步驟（4）中所述的振幅—振鈴計數相關圖、振幅—撞擊數相關圖中振幅分布特征是否相同，且判斷振鈴計數/撞擊數—累積撞擊數相關圖中累積撞擊數峰值對應的振鈴計數/撞擊數與該時段內總的振鈴計數/撞擊數是否相等；若均相同，且遺漏撞擊數小于總撞擊數的10%；則進行步驟（6）；否則重復步驟（2）；

（6）確定步驟（2）所述時間參數濾值表示的時段內的聲發射信號的振幅分布范圍、累積撞擊數峰值對應的振鈴計數/撞擊數，對能量最大的信號進行傅里葉變換得到波形的時頻分布特征，確定頻率的分布范圍；

（7）根據步驟（6）所得的振幅分布范圍、頻率的分布范圍、累積撞擊數峰值對應的振鈴計數/撞擊數以及損傷類型判定標準將損傷程度進行歸類，得出損傷類型。

2.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述步驟（7）損傷類型判定標準為：

聲發射信號的振幅小于50dB、頻率分布為0-100kHz、0≤累積撞擊數峰值對應的振鈴計數/撞擊數≤2.2，為微裂縫階段；

聲發射信號的振幅為50-61dB、頻率分布為30-150kHz、2.2＜累積撞擊數峰值對應的振鈴計數/撞擊數≤15，為粘著裂縫階段；

聲發射信號的振幅為61-80dB、頻率分布為50-150kHz、15＜累積撞擊數峰值對應的振鈴計數/撞擊數≤54，為水泥石裂縫階段；

聲發射信號的振幅大于80dB、頻率分布為70-150kHz、54＜累積撞擊數峰值對應的振鈴計數/撞擊數≤74，為骨料裂縫階段。

3.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述比時間參數相關性更高的參數為振鈴計數或能量。

4.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述判別預應力混凝土梁結構損傷類型的方法，在所述步驟（1）之前還包括通過斷鉛試驗確定聲發射傳感器的最大間距、閥值、波速、采樣頻率、采樣長度、閉鎖時間、參數間隔的步驟。

5.基于聲發射技術判別預應力混凝土梁結構損傷類型的系統，包括依次相連的聲發射傳感器、程控放大器、帶通濾波器、數據采集儀、損傷類型處理器和顯示器，其特征在于，所述損傷類型處理器包括：

數字式信號傳輸接口，用于從數據采集儀接收聲發射信號；

數據存儲模塊，用于存儲數據；

數據處理和圖形處理模塊，用于根據設定的參數濾值過濾聲發射信號，根據所得到的聲發射信號做出振幅—振鈴計數相關圖、振幅—撞擊數相關圖、振鈴計數/撞擊數—累積撞擊數相關圖，并判斷所述的振幅—振鈴計數相關圖、振幅—撞擊數相關圖中的振幅分布范圍、峰值振幅是否相同，并且判斷振鈴計數/撞擊數—累積撞擊數相關圖中累積撞擊數峰值對應的振鈴計數/撞擊數與總的振鈴計數/撞擊數是否相同；

振幅、振鈴計數/撞擊數、頻譜特征分析模塊，用于確定聲發射信號的振幅分布范圍、累積撞擊數峰值對應的振鈴計數/撞擊數，對能量最大的信號進行傅里葉變換得到波形的時頻分布特征，確定頻率的分布范圍；

損傷類型判斷模塊，用于根據振幅特征、累積撞擊數峰值對應的振鈴計數/撞擊數、頻譜特征以及損傷類型的評判標準，將損傷程度進行歸類，判定損傷類型。