[發(fā)明專利]沖擊定位方法及裝置

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201710464432.1
• 申請日: 2017-06-19
• 公開（公告）號: CN107228797B
• 公開（公告）日: 2019-09-13
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 蘆吉云;鄭兆彧;梁大開;柳樹林;翟宏洲;宋丹;梁歡
• 申請（專利權(quán)）人: 南京航空航天大學(xué)
• 主分類號: G01N3/06
• 分類號: G01N3/06
• 代理公司: 北京超凡志成知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 11371
• 代理人: 蘇勝

本發(fā)明提供了一種沖擊定位方法及裝置，涉及沖擊檢測技術(shù)領(lǐng)域。該方法包括：獲取待測試結(jié)構(gòu)上多個光纖布拉格光柵傳感器采集的應(yīng)力應(yīng)變信號；判斷多個傳感器中是否存在任意一個傳感器對應(yīng)的應(yīng)力應(yīng)變信號的幅值絕對值超過預(yù)設(shè)幅值絕對值；若存在任意一個幅值絕對值超過預(yù)設(shè)幅值絕對值，則對多個傳感器的應(yīng)力應(yīng)變信號在對應(yīng)時間的預(yù)設(shè)時間范圍內(nèi)的信號進行歸一化處理，獲得多個傳感器對應(yīng)的多段歸一化信號；利用過完備字典對多段歸一化信號進行稀疏表示，獲取到預(yù)設(shè)個數(shù)的預(yù)設(shè)沖擊點以及每個預(yù)設(shè)沖擊點對應(yīng)的稀疏表示系數(shù)；根據(jù)預(yù)設(shè)沖擊點以及稀疏表示系數(shù)，對沖擊點的位置進行加權(quán)平均，獲取到待測試結(jié)構(gòu)的沖擊定位結(jié)果。該方法能提高定位效果。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及沖擊檢測技術(shù)領(lǐng)域，具體而言，涉及一種沖擊定位方法及裝置。

背景技術(shù)

由于航天材料結(jié)構(gòu)的工作環(huán)境的特殊性和復(fù)雜性，航天結(jié)構(gòu)容易受到空間隨便的撞擊，而撞擊造成的損傷會嚴重影響航天結(jié)構(gòu)的可靠性能。因此，對于沖擊信號的能量和位置進行實時評估顯得尤為重要。考慮到太空的復(fù)雜工作環(huán)境對于傳感器件的要求，光纖光柵傳感器因其重量輕，柔韌性好，抗電磁干擾的優(yōu)勢，很適合用于組建航天結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測中的傳感器網(wǎng)絡(luò)。

傳統(tǒng)的位置確定方法，對于沖擊信號進行監(jiān)測時，通常通過對沖擊產(chǎn)生的應(yīng)力波進行測量。通過對傳感器布置位置的應(yīng)力應(yīng)變進行測量，進行高頻率的時域監(jiān)測，結(jié)合波速和傳感器所在的幾何位置，幾何解算沖擊所在的位置。這類方法可以很好的解決布置應(yīng)變片傳感器網(wǎng)絡(luò)的規(guī)整幾何結(jié)構(gòu)(板，梁)的沖擊定位系統(tǒng)，這種方法對于測量系統(tǒng)的有較高的時域性能要求，然而針對光纖布拉格光柵的測量設(shè)備受限于時域性能，測量頻率大多在10KHz以下，尤其是多路測量的高速解調(diào)設(shè)備，常見的采樣頻率一般只有1KHz，因此該方法并不適合由光纖光柵傳感器構(gòu)成的傳感網(wǎng)絡(luò)。這類方法需要測量系統(tǒng)具有較高的頻率，且傳感器和沖擊位置之間的應(yīng)力波傳播路徑中沒有阻擋，這種方法在開孔結(jié)構(gòu)和復(fù)雜的待測試結(jié)構(gòu)上的效果也欠佳。

發(fā)明內(nèi)容

有鑒于此，本發(fā)明實施例提供了一種沖擊定位方法及裝置來解決上述問題。

為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下：

一種沖擊定位方法，所述方法包括：獲取待測試結(jié)構(gòu)上多個光纖布拉格光柵傳感器采集的應(yīng)力應(yīng)變信號；判斷所述多個光纖布拉格光柵傳感器中是否存在任意一個光纖布拉格光柵傳感器對應(yīng)的應(yīng)力應(yīng)變信號的幅值絕對值超過預(yù)設(shè)幅值絕對值；若存在任意一個光纖布拉格光柵傳感器對應(yīng)的應(yīng)力應(yīng)變信號的幅值絕對值超過預(yù)設(shè)幅值絕對值，則對所述多個光纖布拉格光柵傳感器的應(yīng)力應(yīng)變信號在對應(yīng)時間的預(yù)設(shè)時間范圍內(nèi)的信號進行歸一化處理，獲得所述多個光纖布拉格光柵傳感器對應(yīng)的多段歸一化信號；利用過完備字典對所述多段歸一化信號進行稀疏表示，獲取到過完備字典中的預(yù)設(shè)個數(shù)的預(yù)設(shè)沖擊點以及其中每個預(yù)設(shè)沖擊點對應(yīng)的稀疏表示系數(shù)，所述過完備字典中包括所述待測試結(jié)構(gòu)中的所有預(yù)設(shè)沖擊點以及每個預(yù)設(shè)沖擊點與多個光纖布拉格光柵傳感器對應(yīng)的應(yīng)力應(yīng)變信號；根據(jù)所述過完備字典中的預(yù)設(shè)個數(shù)的預(yù)設(shè)沖擊點以及其中每個預(yù)設(shè)沖擊點對應(yīng)的稀疏表示系數(shù)，對所述過完備字典中的預(yù)設(shè)個數(shù)的預(yù)設(shè)沖擊點的位置進行加權(quán)平均，獲取到待測試結(jié)構(gòu)的沖擊定位結(jié)果。