一種損傷定量化監(jiān)測方法及系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種損傷定量化監(jiān)測方法及系統(tǒng)，涉及結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測【技術(shù)領(lǐng)域】，為解決現(xiàn)有的損傷定量化監(jiān)測方法的信號采集設(shè)備結(jié)構(gòu)復(fù)雜、成本高、維護困難等問題而設(shè)計。本發(fā)明提供的損傷定量化監(jiān)測方法在待測結(jié)構(gòu)上布置傳感器網(wǎng)絡(luò)，傳感器網(wǎng)絡(luò)包括至少一個網(wǎng)格單元，網(wǎng)格單元包括呈三角形布置的三個傳感器，利用傳感器網(wǎng)絡(luò)進行損傷定量化監(jiān)測：每個傳感器自發(fā)自收模式形成多個第一定位曲線，相鄰兩個傳感器一發(fā)一收模式形成多個第二定位曲線，多個第一定位曲線和多個第二定位曲線相交所圍成的最靠內(nèi)區(qū)域即為所確定的損傷區(qū)域。本發(fā)明可高效利用傳感器網(wǎng)絡(luò)，不需要標定即可根據(jù)不同的精度要求給出損傷的位置和尺寸，信號采集設(shè)備結(jié)構(gòu)簡單、成本低。
【專利說明】一種損傷定量化監(jiān)測方法及系統(tǒng)

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測【技術(shù)領(lǐng)域】，尤其涉及一種損傷定量化監(jiān)測方法及系統(tǒng)。

【背景技術(shù)】
[0002]在循環(huán)載荷以及多種極端環(huán)境的長期作用下，飛機及其他一些機械裝備上的關(guān)鍵結(jié)構(gòu)可能會出現(xiàn)損傷，如金屬結(jié)構(gòu)的腐蝕、變形，復(fù)合材料結(jié)構(gòu)的脫層、脫粘等。這些損傷如不能及時發(fā)現(xiàn)和維修會造成很大的安全隱患目前的無損檢測方法主要用一些外部設(shè)備對結(jié)構(gòu)進行定期檢測，在檢測一些內(nèi)部結(jié)構(gòu)時常常需要對裝備結(jié)構(gòu)進行拆卸，這不僅會減少這些裝備的服役時間，同時也會增加這些裝備的維護成本。
[0003]目前國際上關(guān)注較多的集成式結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測方法，通過利用布設(shè)在結(jié)構(gòu)上的傳感器網(wǎng)絡(luò)對損傷進行監(jiān)測并及時給出結(jié)構(gòu)的健康狀態(tài)，從而降低飛機及其他機械裝備的維護時間和成本。目前在損傷監(jiān)測方面，國內(nèi)外的科研人員已經(jīng)取得了一定的進展，比如利用相控陣方法可以定位出損傷的區(qū)域及尺寸，通過傳感器網(wǎng)絡(luò)測量損傷后的波能量可以判斷出損傷的區(qū)域，進一步結(jié)合標定的方法可以給出損傷的尺寸信息等。
[0004]然而在實際應(yīng)用中，目前發(fā)展出的損傷尺寸定量化方法還存在著一定的不足。比如，如果對大量的結(jié)構(gòu)都布置密集的相控陣網(wǎng)絡(luò)，就會增加系統(tǒng)的重量，同時會增加電路布置及波信號處理的復(fù)雜性；而對于需要標定的方法而言，要對各種構(gòu)型的復(fù)雜結(jié)構(gòu)及不同位置、不同尺寸的損傷進行標定的話，實驗的工作量就會非常巨大。
[0005]針對上述問題，亟需要一種能利用稀疏布置的傳感器網(wǎng)絡(luò)、不需要標定就能較準確地確定損傷的位置和尺寸的損傷定量化監(jiān)測方法及系統(tǒng)。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明的一個目的在于提出一種損傷定量化監(jiān)測方法，能夠高效利用傳感器網(wǎng)絡(luò)準確地監(jiān)測損傷的位置及尺寸，成本低，監(jiān)測方法簡單易行。
[0007]本發(fā)明的再一個目的在于提出一種損傷定量化監(jiān)測系統(tǒng)，能夠高效利用傳感器網(wǎng)絡(luò)準確地監(jiān)測損傷的位置及尺寸，成本低，監(jiān)測方法簡單易行。
[0008]為達此目的，一方面，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案:
[0009]一種損傷定量化監(jiān)測方法，在待測結(jié)構(gòu)上布置傳感器網(wǎng)絡(luò)，所述傳感器網(wǎng)絡(luò)包括至少一個網(wǎng)格單元，所述網(wǎng)格單元包括呈三角形布置的三個傳感器，利用傳感器網(wǎng)絡(luò)進行損傷定量化監(jiān)測:每個傳感器自發(fā)自收模式形成多條第一定位曲線，相鄰兩個傳感器一發(fā)一收模式形成多條第二定位曲線，所述多條第一定位曲線和所述多條第二定位曲線相交所圍成的最靠內(nèi)區(qū)域即為所確定的損傷區(qū)域。
[0010]進一步的，所述利用一個網(wǎng)格單元的傳感器進行損傷定量化監(jiān)測至少包括以下步驟:
[0011]步驟A、在被測結(jié)構(gòu)上呈三角形布置三個傳感器，從而形成一個網(wǎng)格單元；
[0012]步驟B、將波信號分別加載到網(wǎng)格單元的三個傳感器上，每個傳感器形成自發(fā)自收模式，相鄰傳感器形成一發(fā)一收模式，通過兩種采集模式形成定位曲線對損傷邊緣進行定位，
[0013]傳感器一自發(fā)自收模式形成的第一定位曲線由公式= 確


I12T12
定，其中，(X1, Y1)為傳感器一的坐標，L12是傳感器一和傳感器二之間的直線距離，Tcll是波包從傳感器一到達損傷邊緣再回到傳感器一的時間，T12是波包從傳感器一直接到達傳感器二的時間；
[0014]傳感器二自發(fā)自收模式形成的第一定位曲線由公式2U+(y-y2)— =j^
乙232_'
確定，其中，(X2, y2)為傳感器二的坐標，L23是傳感器二和傳感器三之間的直線距離，Tc22是波包從傳感器二到達損傷邊緣再回到傳感器二的時間，T23是波包從傳感器二直接到達傳感器三的時間；
[0015]傳感器三自發(fā)自收模式形成的第一定位曲線由公式2V(X-X3)2+(y-_ZiZ_=Kil
i31J13I
確定，其中，(X3，y3)為傳感器三的坐標，L31是傳感器三和傳感器一之間的直線距離，Tc33是波包從傳感器三到達損傷邊緣再回到傳感器三的時間，T31是波包從傳感器三直接到達傳感器一的時間；
[0016]傳感器一和傳感器二一發(fā)一收模式形成的第二定位曲線由公式各-Xl)2+(y-yi)2+A/(X-X2)2+(y->:i^ = ^確定，其中，Tcl2是波包從傳感器一到損
i12Γ12
傷邊緣再到達傳感器二的時間；
[0017]傳感器二和傳感器三一發(fā)一收模式形成的第二定位曲線由公式
V(x-xJ+(y-yJ 士 x,)2+(y-y.J = L確定，其中，Tc23是波包從傳感器二到損傷邊
L2,7；,
緣再到達傳感器三的時間；
[0018]傳感器三和傳感器發(fā)一收模式形成的第二定位曲線由公式
#_X3；f+(y_y3；f+#c_Xl；f+(y_yi:f=kTc31 臟從傳感器三到損傷邊
/T7
^31J31
緣再到達傳感器一的時間；
[0019]步驟C、步驟B中獲得的六條曲線相交所圍成的最靠內(nèi)區(qū)域即為利用一個網(wǎng)格單元所確定的損傷區(qū)域。
[0020]優(yōu)選的，當被測結(jié)構(gòu)處于健康狀態(tài)時的信號波為基準信號波，將監(jiān)測到的當前信號波減去基準信號波即為損傷信號波，由損傷信號波獲得由損傷邊緣抵達接收傳感器的信號波的飛行時間。
[0021]優(yōu)選的，選用經(jīng)由損傷邊緣最先抵達接收傳感器的信號波波群計算波的飛行時間。
[0022]進一步的，所述利用多個網(wǎng)格單元組合的傳感器進行損傷定量化監(jiān)測具體為，在被測結(jié)構(gòu)上布置多個傳感器從而形成多個網(wǎng)格單元，分別作出各個傳感器自發(fā)自收模式形成的多條第一定位曲線以及相鄰傳感器一發(fā)一收模式形成的多條第二定位曲線，所述多條第一定位曲線和多條第二定位曲線相交所圍成的最靠內(nèi)區(qū)域即為利用多個網(wǎng)格單元組合所確定的損傷區(qū)域。
[0023]優(yōu)選的，所述多個網(wǎng)格單元組合為由兩個相鄰網(wǎng)格單元形成的菱形傳感器網(wǎng)絡(luò)、由三個相鄰網(wǎng)絡(luò)單元形成的梯形傳感器網(wǎng)絡(luò)或由四個相鄰網(wǎng)絡(luò)單元形成的三角形傳感器網(wǎng)絡(luò)。
[0024]優(yōu)選的，取基準信號波和當前信號波時，被測結(jié)構(gòu)所處的環(huán)境溫度差小于3°C。
[0025]優(yōu)選的，取基準信號波和當前信號波時，被測結(jié)構(gòu)的載荷條件基本相同。
[0026]優(yōu)選的，取基準信號波和當前信號波時，被測結(jié)構(gòu)的噪聲環(huán)境基本相同。
[0027]另一方面，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案:
[0028]一種損傷定量化監(jiān)測系統(tǒng)，用于實現(xiàn)上述的損傷定量化監(jiān)測方法，包括信號激勵裝置、傳感器網(wǎng)絡(luò)、信號采集裝置、信號處理裝置及控制面板，其中，信號激勵裝置用于提供激勵信號；傳感器網(wǎng)絡(luò)用于提供監(jiān)測的基準信號波及當前信號波；信號采集裝置用于采集傳感器網(wǎng)絡(luò)提供的基準信號波及當前信號波并傳輸至信號處理裝置；信號處理裝置用于根據(jù)當前信號波形成所述多條第一定位曲線和所述多條第二定位曲線并確定損傷區(qū)域；控制面板包括用于顯示處理結(jié)果的顯示屏和用于控制損傷定量化監(jiān)測過程的控制界面。
[0029]本發(fā)明的有益效果為:本發(fā)明提供的損傷定量化監(jiān)測方法及系統(tǒng)，在待測結(jié)構(gòu)上布置傳感器網(wǎng)絡(luò)，不在同一直線的三個傳感器形成一個網(wǎng)格單元，利用一個網(wǎng)格單元或多個網(wǎng)格單元組合的傳感器進行損傷定量化監(jiān)測，傳感器自發(fā)自收模式形成第一定位曲線，相鄰傳感器一發(fā)一收模式形成第二定位曲線，所述第一定位曲線和所述第二定位曲線相交所圍成的內(nèi)部區(qū)域即為所確定的損傷區(qū)域，高效利用傳感器網(wǎng)絡(luò)，不需要標定即可根據(jù)不同的精度要求給出損傷的位置和尺寸，信號采集設(shè)備結(jié)構(gòu)簡單、成本低，監(jiān)測方法簡單易行，對減少大型工業(yè)裝備結(jié)構(gòu)檢查維護成本、增加結(jié)構(gòu)的安全性等都具有重要的應(yīng)用價值。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0030]圖1是本發(fā)明實施例一提供的利用一個網(wǎng)格單元的傳感器進行損傷定量化監(jiān)測的不意圖；
[0031]圖2是圖1中損傷部分的局部放大圖；
[0032]圖3是本發(fā)明實施例二提供的利用兩個網(wǎng)格單元的傳感器進行損傷定量化監(jiān)測的不意圖；
[0033]圖4是圖3中損傷部分的局部放大圖；
[0034]圖5是本發(fā)明實施例三提供的利用三個網(wǎng)格單元的傳感器進行損傷定量化監(jiān)測的不意圖；
[0035]圖6是圖5中損傷部分的局部放大圖；
[0036]圖7是本發(fā)明實施例四提供的利用四個網(wǎng)格單元的傳感器進行損傷定量化監(jiān)測的不意圖；
[0037]圖8是圖7中損傷部分的局部放大圖；
[0038]圖9是本發(fā)明【具體實施方式】提供的一種損傷定量化監(jiān)測系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0039]圖中，1、被測結(jié)構(gòu)；2、損傷；3、傳感器一 ；4、傳感器二 ；5、傳感器三。

【具體實施方式】
[0040]下面結(jié)合附圖并通過【具體實施方式】來進一步說明本發(fā)明的技術(shù)方案。
[0041]根據(jù)波動學，當波遇到結(jié)構(gòu)的幾何改變或力學性質(zhì)改變時，會在改變的界面處發(fā)生波的反射或散射。本發(fā)明利用該原理在被測結(jié)構(gòu)上布置傳感器網(wǎng)絡(luò)，通過分析傳感器直接到達的信號波和經(jīng)由損傷邊緣反射或散射的信號波獲取損傷的位置及尺寸。傳感器網(wǎng)絡(luò)的布置形式為，不在同一直線的三個傳感器形成一個網(wǎng)格單元，根據(jù)精度要求將一個網(wǎng)格單元或多個網(wǎng)格單元組合作為傳感器網(wǎng)絡(luò)進行損傷定量化監(jiān)測，網(wǎng)格單元的數(shù)量越多，測量的精度越高。傳感器自發(fā)自收模式形成第一定位曲線，相鄰傳感器一發(fā)一收模式形成第二定位曲線，所述第一定位曲線和所述第二定位曲線相交所圍成的最靠內(nèi)區(qū)域即為所確定的損傷區(qū)域，自發(fā)自收模式即傳感器自己發(fā)出自己接收信號的模式，一發(fā)一收模式即一個傳感器發(fā)出另一個傳感器接收信號的模式。
[0042]針對上述方法，本發(fā)明還提出了一種損傷定量化監(jiān)測系統(tǒng)，用于實現(xiàn)上述的損傷定量化監(jiān)測方法。如圖9所示，該損傷定量化監(jiān)測系統(tǒng)包括信號激勵裝置、傳感器網(wǎng)絡(luò)、信號采集裝置、信號處理裝置及控制面板。其中，信號激勵裝置用于提供激勵信號；傳感器網(wǎng)絡(luò)用于提供監(jiān)測的基準信號波及當前信號波；信號采集裝置用于采集傳感器網(wǎng)絡(luò)提供的基準信號波及當前信號波并傳輸至信號處理裝置；信號處理裝置用于根據(jù)當前信號波形成所述多條第一定位曲線和所述多條第二定位曲線并確定損傷區(qū)域；控制面板包括用于顯示處理結(jié)果的顯示屏和用于控制損傷定量化監(jiān)測過程的控制界面。
[0043]實施例一:
[0044]本實施例為利用一個網(wǎng)格單元的傳感器進行損傷定量化監(jiān)測的方法。其包括以下步驟:
[0045]步驟A、如圖1所示，在被測結(jié)構(gòu)I上呈三角形布置三個傳感器，從而形成一個網(wǎng)格單元；
[0046]步驟B、將波信號分別加載到網(wǎng)格單元的三個傳感器上，每個傳感器形成自發(fā)自收模式，相鄰傳感器形成一發(fā)一收模式，通過兩種采集模式形成定位曲線對損傷2邊緣進行定位，
[0047]傳感器一 3自發(fā)自收模式形成的第一定位曲線由公式=
AiT12
確定，即圖1中以傳感器一 3為中心的圓，其中，(Xl，yi)為傳感器一 3的坐標，L12是傳感器一 3和傳感器二 4之間的直線距離，Tcai是波包從傳感器一 3到達損傷2邊緣再回到傳感器一 3的時間，T12是波包從傳感器一 3直接到達傳感器二 4的時間；
[0048]傳感器二 4自發(fā)自收模式形成的第一定位曲線由公式2次x-x2)2+(y-zj_ = i確定，即圖1中以傳感器二 4為中心的圓，其中，(X2，y2)為傳
L1X感器二 4的坐標，L23是傳感器二 4和傳感器三5之間的直線距離，Te22是波包從傳感器二 4到達損傷2邊緣再回到傳感器二 4的時間，T23是波包從傳感器二 4直接到達傳感器三5的時間；
[0049]傳感器三5自發(fā)自收模式形成的第一定位曲線由公式勾(X_Xi)= k確定，即圖1中以傳感器三5為中心的圓，其中，(x3，y3)為傳
[iiT31
感器三5的坐標，L31是傳感器三5和傳感器一 3之間的直線距離，Te33是波包從傳感器三5到達損傷2邊緣再回到傳感器三5的時間，T31是波包從傳感器三5直接到達傳感器一 3的時間；
[0050]傳感器一 3和傳感器二 4 一發(fā)一收模式形成的第二定位曲線由公式
V(X-X1)^(Y-Y1)2 +V(X-X2)2+(y-yj = ^確定，即圖丨中以傳感器一 3和傳感器二
Z12T12
4為焦點的橢圓，其中，Tcl2是波包從傳感器一 3到損傷2邊緣再到達傳感器二 4的時間；[0051 ] 傳感器二 4和傳感器三5—發(fā)一收模式形成的第二定位曲線由公式確定，即圖1中以傳感器二 4和傳感器三5
/T
^23123
為焦點的橢圓，其中，Tc23是波包從傳感器二 4到損傷2邊緣再到達傳感器三5的時間；
[0052]傳感器三5和傳感器一 3 —發(fā)一收模式形成的第二定位曲線由公式
U+(y-y3) +V(X-X1)2+(y-y丨)=4確定，即圖丨中以傳感器一 3和傳感器三5為
LTn
焦點的橢圓，其中，Tc31是波包從傳感器三5到損傷2邊緣再到達傳感器一 3的時間；
[0053]步驟C、步驟B中獲得的六條曲線相交所圍成的最靠內(nèi)區(qū)域即為利用一個網(wǎng)格單元所確定的損傷2區(qū)域，即圖2中圓圈處的交點之間的曲線所圍成的區(qū)域。
[0054]其中，!^、!^、!^、!^、!^^ Te31的獲取方式為，當被測結(jié)構(gòu)I處于健康狀態(tài)時的信號波為基準信號波，將監(jiān)測到的當前信號波減去基準信號波即為損傷信號波，通過分析損傷信號波即可獲得由損傷2邊緣抵達接收傳感器的信號波的飛行時間，即?；η、Tc22, Tc33>Tcl2, Tc23和Tm。作為優(yōu)選的，選用經(jīng)由損傷2邊緣最先抵達接收傳感器的信號波波群計算波的飛行時間。為了保證測量的準確性和一致性，取基準信號波和當前信號波時，被測結(jié)構(gòu)I所處的環(huán)境溫度差小于3°C且被測結(jié)構(gòu)I的載荷條件和噪聲環(huán)境基本相同。
[0055]實施例二:
[0056]本實施例為利用兩個網(wǎng)格單元的傳感器進行損傷定量化監(jiān)測的方法。如圖3所示，其傳感器網(wǎng)絡(luò)由兩個相鄰的網(wǎng)格單元形成，四個傳感器排列呈菱形。
[0057]其監(jiān)測方法與實施例一基本相同，分別作出四個傳感器自發(fā)自收模式形成的四條第一定位曲線以及相鄰傳感器一發(fā)一收模式形成的四條第二定位曲線，四條第一定位曲線和四條第二定位曲線相交所圍成的最靠內(nèi)區(qū)域即為確定的損傷區(qū)域，即圖4中圓圈處的交點之間的曲線所圍成的區(qū)域。
[0058]實施例三:
[0059]本實施例為利用三個網(wǎng)格單元的傳感器進行損傷定量化監(jiān)測的方法。如圖5所示，其傳感器網(wǎng)絡(luò)由三個相鄰的網(wǎng)格單元形成，五個傳感器排列呈梯形。
[0060]其監(jiān)測方法與實施例一基本相同，所確定的損傷區(qū)域為圖6中圓圈處的交點之間的曲線所圍成的區(qū)域。
[0061]實施例四:
[0062]本實施例為利用四個網(wǎng)格單元的傳感器進行損傷定量化監(jiān)測的方法。如圖7所示，其傳感器網(wǎng)絡(luò)由四個相鄰的網(wǎng)格單元形成，六個傳感器排列呈大三角形。
[0063]其監(jiān)測方法與實施例一基本相同，所確定的損傷區(qū)域為圖8中圓圈處的交點之間的曲線所圍成的區(qū)域。
[0064]網(wǎng)絡(luò)單元的數(shù)量不局限于上述情況，可根據(jù)具體的精度要求設(shè)定，由圖1至8可以看出，網(wǎng)格單元的數(shù)量越多，測量的精度越高。
[0065]以上結(jié)合具體實施例描述了本發(fā)明的技術(shù)原理。這些描述只是為了解釋本發(fā)明的原理，而不能以任何方式解釋為對本發(fā)明保護范圍的限制?；诖颂幍慕忉?，本領(lǐng)域的技術(shù)人員不需要付出創(chuàng)造性的勞動即可聯(lián)想到本發(fā)明的其它【具體實施方式】，這些方式都將落入本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種損傷定量化監(jiān)測方法，其特征在于，在待測結(jié)構(gòu)上布置傳感器網(wǎng)絡(luò)，所述傳感器網(wǎng)絡(luò)包括至少一個網(wǎng)格單元，所述網(wǎng)格單元包括呈三角形布置的三個傳感器，利用傳感器網(wǎng)絡(luò)進行損傷定量化監(jiān)測:每個傳感器自發(fā)自收模式形成多條第一定位曲線，相鄰兩個傳感器一發(fā)一收模式形成多條第二定位曲線，所述多條第一定位曲線和所述多條第二定位曲線相交所圍成的最靠內(nèi)區(qū)域即為所確定的損傷區(qū)域。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種損傷定量化監(jiān)測方法，其特征在于，所述利用一個網(wǎng)格單元的傳感器進行損傷定量化監(jiān)測至少包括以下步驟: 步驟A、在被測結(jié)構(gòu)(I)上呈三角形布置三個傳感器，從而形成一個網(wǎng)格單元； 步驟B、將波信號分別加載到網(wǎng)格單元的三個傳感器上，每個傳感器形成自發(fā)自收模式，相鄰傳感器形成一發(fā)一收模式，通過兩種采集模式形成定位曲線對損傷邊緣進行定位， 傳感器一(3)自發(fā)自收模式形成的第一定位曲線由公式確
定，其中，(Xpy1)為傳感器一(3)的坐標，L12是傳感器一(3)和傳感器二(4)之間的直線距離，Tcll是波包從傳感器一(3)到達損傷(2)邊緣再回到傳感器一(3)的時間，T12是波包從傳感器一(3)直接到達傳感器二(4)的時間； 傳感器二(4)自發(fā)自收模式形成的第一定位曲線由公式^
確定，其中，(x2，y2)為傳感器二(4)的坐標，L23是傳感器二(4)和傳感器三(5)之間的直線距離，Tc22是波包從傳感器二(4)到達損傷(2)邊緣再回到傳感器二(4)的時間，T23是波包從傳感器二(4)直接到達傳感器三(5)的時間； 傳感器三(5)自發(fā)自收模式形成的第一定位曲線由公式3)
確定，其中，(x3，y3)為傳感器三(5)的坐標，L31是傳感器三(5)和傳感器一(3)之間的直線距離，Tc33是波包從傳感器三(5)到達損傷(2)邊緣再回到傳感器三(5)的時間，T31是波包從傳感器三(5)直接到達傳感器一(3)的時間； 傳感器一(3)和傳感器二(4) 一發(fā)一收模式形成的第二定位曲線由公式
確定，其中，Tcl2是波包從傳感器一(3)到
損傷(2)邊緣再到達傳感器二(4)的時間； 傳感器二(4)和傳感器三(5) —發(fā)一收模式形成的第二定位曲線由公式
，其中，Tc23是波包從傳感器二(4)到損 傷(2)邊緣再到達傳感器三(5)的時間； 傳感器三(5)和傳感器一(3) —發(fā)一收模式形成的第二定位曲線由公式
確定，其中，Te3i是波包從傳感器三(5)到損傷(2)邊緣再到達傳感器一(3)的時間； 步驟C、步驟B中獲得的六條曲線相交所圍成的最靠內(nèi)區(qū)域即為利用一個網(wǎng)格單元所確定的損傷區(qū)域。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種損傷定量化監(jiān)測方法，其特征在于:當被測結(jié)構(gòu)(I)處于健康狀態(tài)時的信號波為基準信號波，將監(jiān)測到的當前信號波減去基準信號波即為損傷信號波，由損傷信號波獲得由損傷(2)邊緣抵達接收傳感器的信號波的飛行時間。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種損傷定量化監(jiān)測方法，其特征在于:選用經(jīng)由損傷(2)邊緣最先抵達接收傳感器的信號波波群計算波的飛行時間。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種損傷定量化監(jiān)測方法，其特征在于:所述利用多個網(wǎng)格單元組合的傳感器進行損傷定量化監(jiān)測。具體為，在被測結(jié)構(gòu)(I)上布置多個傳感器從而形成多個網(wǎng)格單元，分別作出各個傳感器自發(fā)自收模式形成的多條第一定位曲線以及相鄰傳感器一發(fā)一收模式形成的多條第二定位曲線，所述多條第一定位曲線和多條第二定位曲線相交所圍成的最靠內(nèi)區(qū)域即為利用多個網(wǎng)格單元組合所確定的損傷區(qū)域。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種損傷定量化監(jiān)測方法，其特征在于:所述多個網(wǎng)格單元組合為由兩個相鄰網(wǎng)格單元形成的菱形傳感器網(wǎng)絡(luò)、由三個相鄰網(wǎng)絡(luò)單元形成的梯形傳感器網(wǎng)絡(luò)或由四個相鄰網(wǎng)絡(luò)單元形成的三角形傳感器網(wǎng)絡(luò)。
7.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種損傷定量化監(jiān)測方法，其特征在于:取基準信號波和當前信號波時，被測結(jié)構(gòu)(I)所處的環(huán)境溫度差小于3°C。
8.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種損傷定量化監(jiān)測方法，其特征在于:取基準信號波和當前信號波時，被測結(jié)構(gòu)(I)的載荷條件基本相同。
9.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種損傷定量化監(jiān)測方法，其特征在于:取基準信號波和當前信號波時，被測結(jié)構(gòu)(I)的噪聲環(huán)境基本相同。
10.一種損傷定量化監(jiān)測系統(tǒng)，用于實現(xiàn)如權(quán)利要求1至9任一項所述的損傷定量化監(jiān)測方法，其特征在于:包括信號激勵裝置、傳感器網(wǎng)絡(luò)、信號采集裝置、信號處理裝置及控制面板，其中， 信號激勵裝置，用于提供激勵信號； 傳感器網(wǎng)絡(luò)，用于提供監(jiān)測的基準信號波及當前信號波； 信號采集裝置，用于采集傳感器網(wǎng)絡(luò)提供的基準信號波及當前信號波并傳輸至信號處理裝置； 信號處理裝置，用于根據(jù)當前信號波形成所述多條第一定位曲線和所述多條第二定位曲線并確定損傷區(qū)域；控制面板，包括用于顯示處理結(jié)果的顯示屏和用于控制損傷定量化監(jiān)測過程的控制界面。
【文檔編號】G01N23/00GK104181173SQ201410135808
【公開日】2014年12月3日 申請日期:2014年4月4日 優(yōu)先權(quán)日:2014年4月4日
【發(fā)明者】杜朝亮, 趙琳, 高麗敏, 卿新林 申請人:中國商用飛機有限責任公司北京民用飛機技術(shù)研究中心, 中國商用飛機有限責任公司