[發(fā)明專(zhuān)利]融合敲擊力信號(hào)與聲音信號(hào)的結(jié)構(gòu)缺陷檢測(cè)裝置及方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202210644304.6
• 申請(qǐng)日: 2022-06-08
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN115032272B
• 公開(kāi)（公告）日: 2023-04-07
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 謝開(kāi)仲;覃悅;郭曉;羅獻(xiàn)燕;王權(quán)國(guó)
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 廣西大學(xué)
• 主分類(lèi)號(hào): G01N29/04
• 分類(lèi)號(hào): G01N29/04;G01N29/44
• 代理公司: 廣西南寧公平知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 45104
• 代理人: 藍(lán)文苑

本發(fā)明的融合敲擊力信號(hào)與聲音信號(hào)的結(jié)構(gòu)缺陷檢測(cè)裝置包括敲擊裝置，敲擊裝置包括殼體、安裝在殼體頂部的WIFI天線、安裝于殼體底部的隔音罩和設(shè)于殼體內(nèi)的激振器、總電路板、聲音放大器、聲音采集器、北斗裝置、螺桿、力傳感器、錘頭，殼體內(nèi)設(shè)有激振器室，激振器安裝在激振器室內(nèi)，且底部?jī)蓚?cè)通過(guò)墊塊支撐，螺桿頂部連接激振器，底部活動(dòng)穿過(guò)殼體底部和隔音罩頂部連接力傳感器，力傳感器連接錘頭，北斗裝置位于殼體底部，聲音采集器貫穿設(shè)置在殼體底部和隔音罩頂部之間，WIFI天線、激振器、聲音放大器、聲音采集器、北斗裝置和力傳感器分別連接總電路板，還提供了缺陷檢測(cè)方法，該裝置能對(duì)結(jié)構(gòu)缺陷分類(lèi)，檢測(cè)精度高，現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)操作簡(jiǎn)單，攜帶方便。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及鋼管混凝土缺陷的檢測(cè)裝置及檢測(cè)方法的技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種融合敲擊力信號(hào)與聲音信號(hào)的鋼管混凝土損傷檢測(cè)裝置及方法。

背景技術(shù)

敲擊檢測(cè)法作為一種無(wú)損檢測(cè)技術(shù)，常用于鐵軌、陶瓷和農(nóng)產(chǎn)品等材料的質(zhì)量檢測(cè)。近年來(lái)，隨著自然災(zāi)害的頻發(fā)，無(wú)損快速檢測(cè)需求日益迫切，敲擊檢測(cè)法在鋼管混凝土缺陷檢測(cè)方面的應(yīng)用引起了業(yè)界的極大關(guān)注。但傳統(tǒng)敲擊檢測(cè)難以直接應(yīng)用于現(xiàn)場(chǎng)的檢測(cè)，因?yàn)檫@種檢測(cè)技術(shù)多是基于檢測(cè)人員的人耳聽(tīng)覺(jué)或敲擊的手感進(jìn)行主觀判斷，人為因素對(duì)檢測(cè)結(jié)果的干擾很大。為此，人們開(kāi)發(fā)了一些傳感器，例如力錘傳感器，用于采集敲擊過(guò)程的力信號(hào)，取代了人為的主觀判斷。同時(shí)還建立了基于力信號(hào)的評(píng)判指標(biāo)，例如英國(guó)的Cawley教授等人在20世紀(jì)80年代奠定的基于力信號(hào)識(shí)別結(jié)構(gòu)缺陷的相關(guān)理論，成為了敲擊力信號(hào)識(shí)別缺陷研究的基礎(chǔ)。隨著研究的進(jìn)一步深入，尤其是信息技術(shù)的迅猛發(fā)展，人們對(duì)敲擊聲音信號(hào)也產(chǎn)生了濃厚的研究興趣，取得了較為豐碩的研究成果。研究表明，單獨(dú)基于敲擊力信號(hào)或者聲音信號(hào)特征對(duì)那些淺而大的缺陷進(jìn)行識(shí)別時(shí)，判別效果較為良好，但對(duì)于那些小而深的缺陷，單一信號(hào)的識(shí)別準(zhǔn)確性往往不能滿足要求，而通過(guò)融合多種信號(hào)特征，有望進(jìn)一步全面掌握缺陷的信息，進(jìn)而進(jìn)行準(zhǔn)確判斷。

此外，由于聲音信號(hào)對(duì)于環(huán)境噪音比較敏感，在提取聲音信號(hào)特征前，通常需要降噪處理。常用的降噪算法包括小波閾值法和經(jīng)驗(yàn)?zāi)Ｊ椒纸夥ǖ龋@些算法能夠有效濾除大部分的干擾信號(hào)，但那些事先未知且復(fù)雜的嘈雜聲音，常常混淆在結(jié)構(gòu)振動(dòng)信號(hào)中難以辨別，從而影響到判別的準(zhǔn)確性。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明采用算法降噪和物理隔離結(jié)合降噪，提供一種能降低噪音的干擾，獲取微小損傷缺陷信息，使檢測(cè)結(jié)果精度大幅提升的融合敲擊力信號(hào)與聲音信號(hào)的鋼管混凝土損傷檢測(cè)裝置及方法，具體方案如下：

融合敲擊力信號(hào)與聲音信號(hào)的結(jié)構(gòu)缺陷檢測(cè)裝置，包括敲擊裝置，所述敲擊裝置包括殼體、安裝在殼體頂部的WIFI天線、安裝于殼體底部的隔音罩和設(shè)置于殼體內(nèi)的激振器、聲音放大器、聲音采集器、北斗裝置、螺桿、力傳感器、錘頭，所述殼體內(nèi)中部設(shè)有激振器室，激振器安裝在激振器室內(nèi)，且底部?jī)蓚?cè)通過(guò)墊塊支撐，螺桿頂部連接激振器，底部活動(dòng)穿過(guò)殼體底部和隔音罩頂部連接力傳感器，力傳感器連接錘頭，北斗裝置位于殼體底部，聲音采集器貫穿設(shè)置在殼體底部和隔音罩頂部之間。

進(jìn)一步地，還包括把手、隔板、電池一、電池二、電池三、開(kāi)關(guān)一、開(kāi)關(guān)二、開(kāi)關(guān)三、總電路板和控制器，所述把手安裝在殼體頂部，所述激振器室兩側(cè)分別通過(guò)隔板連接殼體內(nèi)側(cè)，總電路板、聲音放大器和電池三分別位于隔板上，電池一提供激振器的電源，電池二提供北斗裝置的電源，安裝于殼體底部一側(cè)，電池三分別提供總電路板、聲音放大器、聲音采集器和力傳感器的電源，開(kāi)關(guān)一、開(kāi)關(guān)二、開(kāi)關(guān)三分別連接電池一、電池二和電池三，且分別安裝在殼體外側(cè)，WIFI天線、激振器、聲音放大器、聲音采集器、北斗裝置和力傳感器分別連接總電路板，總電路板通過(guò)WIFI天線連接控制器。

進(jìn)一步地，所述隔音罩為方形罩體，其頂部設(shè)有聲音采集器孔，隔音罩至少兩側(cè)分別設(shè)有刻度線，隔音罩由隔音罩板模材質(zhì)制成，其底部還依次安裝有磁鐵和軟質(zhì)膠體。

進(jìn)一步地，所述隔音罩板模包括由外至內(nèi)的硬質(zhì)層、多空隙層和蜂窩層連接組成，硬質(zhì)層為聚乙烯材料，多空隙層為纖維性吸聲材料、泡沫吸聲材料或顆粒吸聲材料。