[發(fā)明專利]基于OVSF碼的螺栓損傷超聲波檢測方法及系統(tǒng)

有效

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• 申請日: 2020-12-09
• 公開（公告）號: CN112684006B
• 公開（公告）日: 2023-01-17
• 發(fā)明（設計）人: 張光旻;孔慶釗;嚴紅光
• 申請（專利權(quán)）人: 東莞理工學院;廣東思威特智能科技股份有限公司
• 主分類號: G01N29/04
• 分類號: G01N29/04;G01N29/44
• 代理公司: 廣州三環(huán)專利商標代理有限公司 44202
• 代理人: 張艷美;劉光明

本發(fā)明提供了一種基于OVSF碼的螺栓損傷超聲波檢測方法，其利用多個不同的OVSF碼分別調(diào)制線性掃頻正弦波得到多個不同的檢測信號，發(fā)射端的各個輸入端口各自發(fā)射不同的檢測信號；在接收端，每一輸出端口捕獲到的均是采用不同的OVSF碼調(diào)制的信號(不同的輸入端口發(fā)送的檢測信號)，利用OVSF碼的正交性，同時實現(xiàn)對來自不同螺栓的信號進行分析識別，并重構(gòu)經(jīng)各螺栓后輸出的信號，而后通過小波分析獲得重構(gòu)信號的能量值，以此判斷各個螺栓的損傷程度。本發(fā)明實現(xiàn)了對多個螺栓的同時檢測，能夠真正實現(xiàn)實時監(jiān)測大量螺栓，大大提高了檢測系統(tǒng)的檢測效率。相應的，本發(fā)明還公開了一種基于OVSF碼的螺栓損傷超聲波檢測系統(tǒng)。

技術(shù)領域

本發(fā)明涉及螺栓損傷檢測技術(shù)領域，尤其涉及一種基于OVSF碼的螺栓損傷檢超聲波測方法及系統(tǒng)。

背景技術(shù)

螺栓是大量結(jié)構(gòu)和設備的關(guān)鍵部件。腐蝕等環(huán)境因素會導致螺栓強度減弱，從而引發(fā)螺栓松動甚至斷裂。由于螺栓損傷造成的結(jié)構(gòu)界面連接失效，往往會導致嚴重的人員傷亡和財產(chǎn)損失事故。為減少由于螺栓損傷等導致的事故發(fā)生，近年來，國內(nèi)外學者提出了一系列的螺栓損傷檢測方法。

這些方法大體可以分為以下兩種：

一、利用壓電材料的壓電阻抗或壓電導納和結(jié)構(gòu)的機械阻抗之間的線性關(guān)系進行檢測。當結(jié)構(gòu)損傷后，其機械阻抗會發(fā)生變化，相應的，與之相連的壓電材料的壓電阻抗也會發(fā)生變化，因此根據(jù)壓電材料的壓電阻抗的變化可以推斷螺栓的損傷狀態(tài)。例如，Argatov等人建立了壓電材料的壓電阻抗和單螺栓連接結(jié)構(gòu)上螺栓緊固力矩之間的數(shù)學模型，以定量表征螺栓的松動。Ritdumrongkul等人建立了傳感器電阻抗與螺栓連接區(qū)域緊固力之間的數(shù)學關(guān)系，以此通過測定壓電陶瓷電阻抗分析螺栓的松動和損傷。Wang等人通過計算智能壓電片阻抗的歸一化的根均方差來分析螺栓預緊力的變化。Gyuhae等人通過結(jié)構(gòu)點的實驗，驗證土木結(jié)構(gòu)構(gòu)件的阻抗隨著損傷變化。

二、利用應力波在結(jié)構(gòu)中傳播來實現(xiàn)螺栓檢測。應力波在結(jié)構(gòu)中傳播時，能量會隨著結(jié)構(gòu)的損傷而減小。利用這一特性，通過計算應力波信號能量來對螺栓的狀態(tài)進行表征。例如，Meyer等人利用撞擊調(diào)制的方法檢測到螺栓接頭的松動。Zhang等人嘗試了基于振動聲調(diào)制的螺栓松動早期檢測方法，并驗證了該方法的有效性，同時，他們還提出了一種結(jié)合信號譜特征的非線性損傷指數(shù)來量化螺栓松動水平。Wang等人以導波信號的時域能量描述了螺栓的預緊力。Sohn開發(fā)了一種集成阻抗和導波的螺栓松動檢測方法。Wait等人將阻抗法和蘭姆波法相結(jié)合來檢測和定位損傷。

雖然上述檢測方案可實現(xiàn)螺栓狀態(tài)的有效檢測，但現(xiàn)有的螺栓損傷檢測方案中，均是對螺栓采用單一檢測的方式，單次只能檢測一個螺栓，無法實現(xiàn)多個螺栓的同步檢測。而大型結(jié)構(gòu)中可能會有成百上千的螺栓，當需要檢測大量螺栓時，則需要花費大量的檢測時間，檢測效率低下，無法實現(xiàn)對所有螺栓的狀態(tài)進行實時檢測。

因此，亟需提供一種能夠?qū)Χ鄠€螺栓狀態(tài)同步檢測、檢測效率高的基于OVSF碼的螺栓損傷超聲波檢測方法及系統(tǒng)來解決上述問題。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種能夠?qū)Χ鄠€螺栓狀態(tài)同步檢測、檢測效率高的基于OVSF碼的螺栓損傷超聲波檢測方法及系統(tǒng)。