[發明專利]用于導波檢測的損傷判別和損傷擴展識別方法

有效

• 申請號: 201710691094.5
• 申請日: 2017-08-14
• 公開（公告）號: CN107576726B
• 公開（公告）日: 2020-05-22
• 發明（設計）人: 林榮;溫宇立;馬延鋆;馬宏偉
• 申請（專利權）人: 東莞理工學院
• 主分類號: G01N29/04
• 分類號: G01N29/04;G01N29/44
• 代理公司: 廣州市華學知識產權代理有限公司 44245
• 代理人: 李君

本發明公開了一種用于導波檢測的損傷判別和損傷擴展識別方法，所述方法包括：獲取比對構件和被檢測構件的導波信號；分析比對構件和被檢測構件的導波信號，并進行比較，若某些頻率范圍內出現損傷回波信號波形特征，且存在導波能量出現異常增減的頻率成分，則被檢測構件的檢測區域存在損傷；當被檢測構件被判斷為存在損傷時，對該被檢測構件進行多次檢測，并比較多次檢測的導波信號，若對應頻率成分的損傷回波信號波形特征和不同頻率成分的導波能量遷移情況的其中之一出現不同，則被檢測構件有損傷擴展。本發明可以在導波模態復雜的條件下有效識別損傷及損傷擴展，從而大幅降低漏判或誤判的風險，而且計算量小，滿足現場檢測需求。

技術領域

本發明涉及一種導波檢測技術，尤其是一種用于導波檢測的損傷判別和損傷擴展識別方法，屬于無損檢測技術領域。

背景技術

導波檢測(或導波探傷)是無損檢測領域的熱點技術，主要應用于管道、桿件、鋼軌等細長型構件和板狀構件的無損檢測(或無損探傷)。與傳統超聲波相比，導波檢測具有單次檢測距離長、檢測效率高、可同時檢測內外損傷等優勢。

導波的傳播特性是導波檢測的重要內容，它可由頻散曲線和波結構來描述。在被檢測構件中，導波以特定的模態傳播。不同模態的導波傳播特性不同，其頻散特性、波結構一般也不同。為了方便識別損傷信號，常常使用特定的一種或多種導波模態來進行檢測。張偉偉等[1]使用L(0，2)縱向模態導波來檢測鋼管中的損傷，李一博等[2]分別使用L(0，2)縱向模態和T(0，1)扭轉模態來檢測鋼管中的損傷。

損傷識別是導波檢測的重要內容。中國發明專利CN101782555A“基于時間延遲的導波信號分析方法”[3]將多個傳感器分別接收到的原始信號進行時間延遲和線性疊加，通過分離方向最終合成兩條檢測結果曲線；中國發明專利CN101571233A“基于相關分析的管道特征智能識別方法”[4]使用相關分析的方法，并按照幅值大小、外形相似以及對稱與非對稱信號之前的相對大小關系對檢測結果進行分類。這些方法基于原激發的導波模態、通過將接收信號整體進行某種變換或處理后與比對構件的信號進行比對來識別損傷。

在結構損傷、焊縫等介質不連續的位置產生模態轉換，是導波傳播的重要特性。導波的模態轉換攜帶著損傷信息，但由于其機理尚不完全明確，往往成為導波檢測信號處理的難點。Hayashi等[5]、盧超等[6]的研究表明，鋼軌等非對稱構件的導波模態比管道等對稱構件中的導波模態更復雜，這種情況下，現有方法在實踐中更容易受到多模態波形的干擾，特別對于微小損傷，極易導致漏判或誤判。

參考文獻：

[1]張偉偉,趙俊,聶振華,等.基于L(0,2)模態導波管道裂紋參數識別的實驗研究[C]//現代數學和力學會議.2010.

[2]李一博,靳世久,孫立瑛.超聲導波在管道中的傳播特性的研究[J].電子測量與儀器學報,2005,19(5):63-66.

[3]何存富,佟文強,吳斌,等.基于時間延遲的導波信號分析方法:CN,CN101782555B[P].2011.

[4]吳斌,符浩,王維斌,等.基于相關分析的管道特征智能識別方法:CN,CN101571233[P].2009.

[5]Hayashi T,Song W J,Rose J L.Guided wave dispersion curves for abar with an arbitrary cross-section,a rod and rail example[J].Ultrasonics,2003,41(3):175.

[6]盧超,劉芮辰,常俊杰.鋼軌垂直振動模態的導波頻散曲線、波結構及應用[J].振動工程學報,2014,27(4):598-604.

發明內容