一種結(jié)構(gòu)件探傷監(jiān)測溫度補償方法及系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種結(jié)構(gòu)件探傷監(jiān)測溫度補償方法及系統(tǒng),涉及結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測【技術(shù)領域】,為解決現(xiàn)有的結(jié)構(gòu)件探傷監(jiān)測溫度補償方法采集基準信號麻煩等問題而設計。本發(fā)明提供的結(jié)構(gòu)件探傷監(jiān)測溫度補償方法通過對比任一溫度下的基準信號和任一溫度下的當前信號的特征點,確定補償參數(shù)值,然后根據(jù)該補償參數(shù)值對基準信號波進行移動和變形,從而實現(xiàn)對當前信號的溫度補償。本發(fā)明不需要采集大量的、多種溫度下的基準信號就能很好地消除溫度變化對信號的影響,為結(jié)構(gòu)的健康監(jiān)測節(jié)省了大量的時間和操作成本,實用性強,具有廣闊的應用前景。
【專利說明】一種結(jié)構(gòu)件探傷監(jiān)測溫度補償方法及系統(tǒng)
【技術(shù)領域】
[0001]本發(fā)明涉及結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測【技術(shù)領域】,尤其涉及一種結(jié)構(gòu)件探傷監(jiān)測溫度補償方法及系統(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,因此需要對這些損傷進行識別,識別方法為通過傳感器監(jiān)測被監(jiān)測件獲得當前信號并將當前信號與基準信號對比,從而獲得損傷的位置、尺寸等情況。
[0003]由于溫度的改變會影響結(jié)構(gòu)的材料屬性、傳感器的屬性以及粘結(jié)傳感器的膠層的屬性等,因此當結(jié)構(gòu)所處的環(huán)境溫度發(fā)生改變時,其中的信號波傳播屬性,如波幅、波速等,也會發(fā)生改變。當進行損傷定量化識別時,常需要用基準線法進行信號分析,這時波幅和波速的微小改變往往會造成較大的信號差異,進而嚴重影響損傷識別的結(jié)果,因此需要進行溫度補償。
[0004]目前有不少溫度補償?shù)姆椒?,基本都是首先將結(jié)構(gòu)的工作溫度分成數(shù)十個小的溫度區(qū)間,將某一溫度下的當前信號與該對應溫度下的基準信號進行比對。這種類型的方法優(yōu)點是對于任何形式的結(jié)構(gòu)都非常可靠,但是缺點是采集各溫度區(qū)間下的基準信號往往比較麻煩。比如對于一個大型的飛機結(jié)構(gòu),要將其結(jié)構(gòu)溫度降到零下50度或升到零上60度就需要一個大型的、高控制精度的溫控車間,而這是難以做到的。
[0005]針對上述問題,亟需要一種不需要采集各個溫度區(qū)間的基準信號就能較好地消除溫度影響的溫度補償方法及系統(tǒng)。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0006]本發(fā)明的一個目的在于提出一種結(jié)構(gòu)件探傷監(jiān)測溫度補償方法,能夠為結(jié)構(gòu)的健康監(jiān)測節(jié)省大量的時間和操作成本。
[0007]本發(fā)明的另一個目的在于提出一種結(jié)構(gòu)件探傷監(jiān)測溫度補償系統(tǒng),能夠為結(jié)構(gòu)的健康監(jiān)測節(jié)省大量的時間和操作成本。
[0008]為達此目的,一方面,本發(fā)明采用以下技術(shù)方案:
[0009]一種結(jié)構(gòu)件探傷監(jiān)測溫度補償方法,所述方法至少包括以下步驟:
[0010]步驟A、提供在第一溫度下的基準信號波形圖;
[0011]步驟B、獲取第二溫度下的當前信號波形圖;
[0012]步驟C、取第二溫度下的當前信號波的當前信號特征點,取第一溫度下的基準信號波形的基準信號特征點,所述當前信號特征點分別與所述基準信號特征點相對應,對比當前信號特征點和基準信號特征點獲得補償參數(shù)值;
[0013]步驟D、根據(jù)補償參數(shù)值對第一溫度下的基準信號波進行移動和變形,獲得在第二溫度下的基準信號波形圖。
[0014]進一步的,所述基準信號波形圖和所述當前信號波形圖均以時間為橫軸,以波幅為縱軸,所述補償參數(shù)至少包括時間補償參數(shù)和波幅補償參數(shù)。
[0015]優(yōu)選的,所述信號特征點為信號波的波峰和/或波谷和/或信號波與橫軸的交點。
[0016]優(yōu)選的,所述時間補償參數(shù)為第一溫度下的基準信號波與第二溫度下的基準信號波的特征點時間差。
[0017]優(yōu)選的,所述基準信號至少包括第一基準信號和第二基準信號,所述基準信號的獲取方法為:
[0018]提供第一傳感器、第二傳感器和被監(jiān)測件;
[0019]所述第一基準信號為由第一傳感器激發(fā)并直接傳到第二傳感器的信號;
[0020]所述第二基準信號為由第一傳感器激發(fā)、經(jīng)被監(jiān)測件反射,然后傳到第二傳感器的信號。
[0021]優(yōu)選的,所述當前信號至少包括第一當前信號和第二當前信號,所述當前信號的獲取方法為:
[0022]提供第一傳感器、第二傳感器和被監(jiān)測件;
[0023]所述第一當前信號為由第一傳感器激發(fā)并直接傳到第二傳感器的信號;
[0024]所述第二當前信號由兩部分信號疊加而成,一部分為由第一傳感器激發(fā)、經(jīng)被監(jiān)測件反射,然后傳到第二傳感器的信號,另一部分為由第一傳感器激發(fā)、經(jīng)被監(jiān)測件的損傷部反射,然后傳到第二傳感器的信號。
[0025]優(yōu)選的,所述方法具體為:
[0026]取激勵信號的特征點波峰Jl (Jlt,Jla)和波谷J2 (J2t,J2a),
[0027]取第一溫度下的第一基準信號的特征點波峰BI (Bit,Bla)和波谷B2 (B2t,B2a),第二基準信號的特征點波峰B3 (B3t, B3a)和波谷B4 (B4t, B4a),
[0028]取第二溫度下的第一當前信號的特征點波峰Acl (Aclt,Acla)和波谷Ac2 (Ac2t,Ac2a),
[0029]當被監(jiān)測件的損傷部不在第一傳感器和第二傳感器的路徑上時,第二溫度下的第一基準信號和第二溫度下的第一當前信號相同,將第一溫度下的第二基準信號波向右平移時間補償參數(shù)△ t2并將其波形以波幅補償參數(shù)R3的比例放大得到第二溫度下的第二基準信號,
【權(quán)利要求】
1.一種結(jié)構(gòu)件探傷監(jiān)測溫度補償方法,其特征在于,所述方法至少包括以下步驟: 步驟A、提供在第一溫度下的基準信號波形圖; 步驟B、獲取第二溫度下的當前信號波形圖; 步驟C、取第二溫度下的當前信號波的當前信號特征點,取第一溫度下的基準信號波形的基準信號特征點,所述當前信號特征點分別與所述基準信號特征點相對應,對比當前信號特征點和基準信號特征點獲得補償參數(shù)值; 步驟D、根據(jù)補償參數(shù)值對第一溫度下的基準信號波進行移動和變形,獲得在第二溫度下的基準信號波形圖。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種結(jié)構(gòu)件探傷監(jiān)測溫度補償方法,其特征在于:所述基準信號波形圖和所述當前信號波形圖均以時間為橫軸,以波幅為縱軸,所述補償參數(shù)至少包括時間補償參數(shù)和波幅補償參數(shù)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種結(jié)構(gòu)件探傷監(jiān)測溫度補償方法,其特征在于:所述信號特征點為信號波的波峰和/或波谷和/或信號波與橫軸的交點。
4.根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的一種結(jié)構(gòu)件探傷監(jiān)測溫度補償方法,其特征在于:所述時間補償參數(shù)為第一溫度下的基準信號波與第二溫度下的基準信號波的特征點時間差。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種結(jié)構(gòu)件探傷監(jiān)測溫度補償方法,其特征在于, 所述基準信號至少包括第一基準信號和第二基準信號,所述基準信號的獲取方法為: 提供第一傳感器(I)、第二傳感器(2)和被監(jiān)測件; 所述第一基準信號為由第一傳感器(I)激發(fā)并直接傳到第二傳感器(2)的信號; 所述第二基準信號為由第一傳感器(I)激發(fā)、經(jīng)被監(jiān)測件反射,然后傳到第二傳感器(2)的信號。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種結(jié)構(gòu)件探傷監(jiān)測溫度補償方法,其特征在于, 所述當前信號至少包括第一當前信號和第二當前信號,所述當前信號的獲取方法為: 提供第一傳感器(I)、第二傳感器(2)和被監(jiān)測件; 所述第一當前信號為由第一傳感器(I)激發(fā)并直接傳到第二傳感器(2)的信號;所述第二當前信號由兩部分信號疊加而成,一部分為由第一傳感器(I)激發(fā)、經(jīng)被監(jiān)測件反射,然后傳到第二傳感器(2)的信號,另一部分為由第一傳感器(I)激發(fā)、經(jīng)被監(jiān)測件的損傷部(4)反射,然后傳到第二傳感器(2)的信號。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種結(jié)構(gòu)件探傷監(jiān)測溫度補償方法,其特征在于,所述方法具體為: 取激勵信號的特征點波峰Jl (Jlt,Jla)和波谷J2 (J2t,J2a), 取第一溫度下的第一基準信號的特征點波峰BI (Bit,Bla)和波谷B2 (B2t,B2a),第二基準信號的特征點波峰B3 (B3t,B3a)和波谷B4 (B4t, B4a), 取第二溫度下的第一當前信號的特征點波峰Acl (Aclt,Acla)和波谷Ac2 (Ac2t,Ac2a), 當被監(jiān)測件的損傷部(4)不在第一傳感器(I)和第二傳感器(2)的路徑上時,第二溫度下的第一基準信號和第二溫度下的第一當前信號相同,將第一溫度下的第二基準信號波向右平移時間補償參數(shù)△ t2并將其波形以波幅補償參數(shù)R3的比例放大得到第二溫度下的第二基準信號,
其中,Atl為第二溫度下的第一基準信號與第一溫度下的第一基準信號的時間差,.,Ach - Bit
Λ TBl為第一溫度下的第一基準信號與激勵信號的時間差,
ΔΤΒ2為第一溫度條件下的第二基準信號與激勵信號的時間差
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的一種結(jié)構(gòu)件探傷監(jiān)測溫度補償方法,其特征在于:f(ATBl)=ΔΤΒ1, f (ΔΤΒ2) = ΛΤΒ2。
9.一種結(jié)構(gòu)件探傷監(jiān)測溫度補償系統(tǒng),用于實現(xiàn)如權(quán)利要求1至8任一項所述的結(jié)構(gòu)件探傷監(jiān)測溫度補償方法,其特征在于:所述溫度補償系統(tǒng)包括信號激勵裝置、檢測裝置、信號采集裝置、波信號溫度補償裝置以及控制面板,其中, 信號激勵裝置,用于提供激勵信號; 檢測裝置,包括用于提供所述當前信號波的波信號傳感器和用于檢測所述第二溫度的溫度傳感器; 信號采集裝置,用于采集所述當前信號波和所述第二溫度信號并傳輸至波信號溫度補償系統(tǒng); 波信號溫度補償裝置,其內(nèi)預存有所述第一溫度下的基準信號波形圖,用于對所述第二溫度下的當前信號波進行溫度補償; 控制面板,包括用于顯示溫度補償結(jié)果的顯示屏和用于控制溫度補償過程的控制界面。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種結(jié)構(gòu)件探傷監(jiān)測溫度補償系統(tǒng),其特征在于:預存在所述波信號溫度補償裝置內(nèi)的所述第一溫度下的基準波信號波形圖預先由所述檢測裝置檢測,然后經(jīng)所述信號采集裝置采集后傳輸至所述波信號溫度補償裝置。
【文檔編號】G01N29/32GK104181237SQ201410135809
【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, 王奕首, 趙群, 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