地雷多模態(tài)振型測量裝置及測量方法
【專利摘要】本發(fā)明是一種地雷多模態(tài)振型的測量裝置和方法,包括信號發(fā)生器、聲發(fā)射單元、聲級計(jì)、激光多普勒振動(dòng)計(jì)、多通道數(shù)據(jù)采集卡、計(jì)算機(jī)和地雷箱;信號發(fā)生器通過數(shù)據(jù)線連接聲發(fā)射單元;聲級計(jì)和激光多普勒振動(dòng)計(jì)分別通過數(shù)據(jù)線依次連接多通道數(shù)據(jù)采集卡和計(jì)算機(jī);通過信號發(fā)生器和聲發(fā)射單元發(fā)出連續(xù)掃頻的高強(qiáng)度低頻聲波,并通過聲級計(jì)和激光多普勒振動(dòng)計(jì)分別檢測地雷上端面的聲壓級和振動(dòng)速度的幅頻特性曲線,測出地雷的多階固有頻率;通過信號發(fā)生器和聲發(fā)射單元發(fā)出以地雷固有頻率為輸出頻率的高強(qiáng)度聲波信號,由激光多普勒振動(dòng)計(jì)、多通道數(shù)據(jù)采集卡和計(jì)算機(jī)檢測并顯示、記錄地雷的多模態(tài)振型。本發(fā)明實(shí)現(xiàn)地雷多模態(tài)振型非接觸式快速準(zhǔn)確測量。
【專利說明】地雷多模態(tài)振型測量裝置及測量方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及地雷探測【技術(shù)領(lǐng)域】,尤其是一種地雷多模態(tài)振型測量裝置及測量方法,是聲波探測地雷研究中地雷的機(jī)械振動(dòng)特性的測量裝置及方法。
【背景技術(shù)】
[0002]迄今為止,塑料等非金屬地雷的安全、可靠探測仍是一個(gè)世界性難題。慣用的金屬探雷器基于電磁感應(yīng)原理只能探測金屬地雷,對金屬含量很少的塑料等非金屬地雷的探測效果很差。對基于紅外、探地雷達(dá)、X射線等成像技術(shù),在探測機(jī)理上難以區(qū)分出埋藏物為地雷還是巖石、磚頭或其它碎片;對于中子分析、生物探雷(如探雷蜜蜂、探雷狗和探雷草等)等非成像技術(shù),尚處于探索或應(yīng)用可行性論證階段。
[0003]基于地雷機(jī)械特性的聲共振探雷技術(shù)展示了良好的探測前景,其中地雷的多模態(tài)振動(dòng)是衡量地雷機(jī)械特性的一個(gè)重要特征。地雷的幾何尺寸以及通常的埋藏深度,決定了地雷與其上方的埋藏土壤構(gòu)成的諧振系統(tǒng)的共振頻率在低頻段,而地雷與其上方土壤構(gòu)成出諧振系統(tǒng)在聲波激勵(lì)并發(fā)生共振的情況下,地雷的雷體罩的振動(dòng)會(huì)呈現(xiàn)特定的振型,并影響到地表特定的振動(dòng)狀態(tài)。因此,通過檢測地雷的多模態(tài)振型可用于聲波識別掩埋地雷的研究。
[0004]目前缺少商用或?qū)S玫牡乩锥嗄B(tài)振型測量裝置,一個(gè)典型的地雷多模態(tài)振型測量裝置應(yīng)包括聲波發(fā)射單元、地雷固有頻率檢測單元和雷體罩各點(diǎn)振動(dòng)檢測單元。目前,在聲波發(fā)射系統(tǒng)和振動(dòng)信號檢測系統(tǒng)方面有商用產(chǎn)品,但缺少與地雷掩埋裝置和雷體振動(dòng)檢測裝置以及地雷固有頻率檢測裝置的組合使用,并且沒有地雷多模態(tài)振型的專業(yè)測量裝置和測量方法。本發(fā)明正是針對這一關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行展開的。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0005]本發(fā)明的目的在于克服目前尚無專用的地雷多模態(tài)振型測量裝置等方面的問題,提供一種高精度地雷多模態(tài)振型測量裝置和測量方法,可實(shí)現(xiàn)對地雷多模態(tài)振型的高精度、快速度的非接觸測量。
[0006]為達(dá)到上述目的,本發(fā)明采用下述技術(shù)方案:
一種地雷多模態(tài)振型測量裝置,包括信號發(fā)生器、聲發(fā)射單元、聲級計(jì)、激光多普勒振動(dòng)計(jì)、多通道數(shù)據(jù)采集卡、計(jì)算機(jī)和地雷箱;所述信號發(fā)生器通過數(shù)據(jù)線連接所述聲發(fā)射單元;所述聲級計(jì)通過數(shù)據(jù)線依次連接所述多通道數(shù)據(jù)采集卡和所述計(jì)算機(jī);所述激光多普勒振動(dòng)計(jì)通過數(shù)據(jù)線依次連接所述多通道數(shù)據(jù)采集卡和所述計(jì)算機(jī)。
[0007]采用上述測量裝置,一種地雷多模態(tài)振型測量方法,具體實(shí)施步驟為:
(1)將所述地雷箱裝滿細(xì)沙土,將待測地雷雷體埋藏于所述地雷箱,將待測地雷的上端面裸露于空中,并將待測地雷的上端面與所述地雷箱中的所述細(xì)沙土表面重合;
(2)將所述聲發(fā)射單元的發(fā)聲端口對準(zhǔn)待測地雷的上端面的中心位置點(diǎn);
(3)將所述聲級計(jì)放置于所述待測地雷的上端面的中心位置點(diǎn);(4)將所述信號發(fā)生器發(fā)出頻率為/。取的起始正弦波信號,通過所述聲發(fā)射單元放大功率后發(fā)出高強(qiáng)度正弦聲波;
(5)保持所述信號發(fā)生器和所述聲發(fā)射單元的能量輸出功率參數(shù)設(shè)置不變,采用通過數(shù)據(jù)線依次連接的所述聲級計(jì)、所述多通道數(shù)據(jù)采集卡和所述計(jì)算機(jī)測量并記錄待測地雷的上端面的中心位置點(diǎn)的聲壓級;
(6)保持所述信號發(fā)生器和所述聲發(fā)射單元的能量輸出功率參數(shù)設(shè)置不變,將所述信號發(fā)生器發(fā)出的正弦聲波信號頻率增加1Hz,即發(fā)出正弦波信號的頻率為(A+DHz,采取與步驟(4)- (5)相同的步驟,測量并記錄該頻率聲波激勵(lì)下所述待測地雷的上端面的中心位置點(diǎn)的聲壓級;
(7)重復(fù)步驟(6)的操作,測量并記錄至預(yù)設(shè)頻率為(&+Λ0Hz時(shí)的所述待測地雷的上端面的中心位置點(diǎn)的聲壓級,其中#為自然數(shù);
(8)在所述計(jì)算機(jī)中求出并記錄所測的所述待測地雷的上端面的中心位置點(diǎn)的聲壓級關(guān)于激發(fā)正弦波頻率AHz、(/0+1) Hz、(/0+2) Hz、…、(Z0W) Hz的幅頻特性曲線;
(9)保持所述信號發(fā)生器和所述聲發(fā)射單元的能量輸出功率參數(shù)設(shè)置不變,移走聲級計(jì),將所述激光多普勒振動(dòng)計(jì)對準(zhǔn)待測地雷的上端面的中心位置點(diǎn),發(fā)射出檢測光束信號;
(10)保持所述信號發(fā)生器和所述聲發(fā)射單元的能量輸出功率參數(shù)設(shè)置不變,采取與步驟(4)相同的步驟,將所述信號發(fā)生器發(fā)出頻率為AHz的起始正弦波信號,通過所述聲發(fā)射單元放大功率后發(fā)出高強(qiáng)度正弦聲波;
(11)保持所述信號發(fā)生器和所述聲發(fā)射單元的能量輸出功率參數(shù)設(shè)置不變,采用通過數(shù)據(jù)線依次連接的所述激光多普勒振動(dòng)計(jì)、所述多通道數(shù)據(jù)采集卡和所述計(jì)算機(jī)測量并記錄待測地雷的上端面的中心位置點(diǎn)的振動(dòng)速度;
(12)保持所述信號發(fā)生器和所述聲發(fā)射單元的能量輸出功率參數(shù)設(shè)置不變,將所述信號發(fā)生器發(fā)出的正弦聲波信號頻率增加1Hz,即發(fā)出正弦波信號的頻率為(A+DHz,采取與步驟(10)- (11)相同的步驟,測量并記錄該頻率聲波激勵(lì)下所述待測地雷的上端面的中心位置點(diǎn)的振動(dòng)速度;
(13)重復(fù)步驟(12)的操作,測量并記錄至預(yù)設(shè)頻率為(Α+ΛΟHz時(shí)的所述待測地雷的上端面的中心位置點(diǎn)的振動(dòng)速度;
(14)在所述計(jì)算機(jī)中求出并記錄所測的所述待測地雷的上端面的中心位置點(diǎn)的振動(dòng)速度關(guān)于激發(fā)正弦波頻率AHz、(/0+l)Hz, (/0+2) Hz、…、(Z0W) Hz的幅頻特性曲線;
(15)將步驟(14)中求得的所述待測地雷的上端面的中心位置點(diǎn)的振動(dòng)速度的幅頻特性曲線與步驟(8)中求得的所述待測地雷的上端面的中心位置點(diǎn)的聲壓級的幅頻特性曲線的對應(yīng)幅值求比值,得出該比值的幅頻特性曲線;
(16)根據(jù)步驟(15)中求得的所述待測地雷的上端面的中心位置點(diǎn)的振動(dòng)速度的幅頻特性曲線的幅值與聲壓級的幅頻特性曲線的對應(yīng)幅值的比值的幅頻特性曲線,按頻率由小到大的順序,根據(jù)比值極大的幅值和對應(yīng)的頻率點(diǎn),找出并記錄所述待測地雷的多階固有頻率A1Hz, /r2 Hz,…,ZmHz,其中,/;表示固有頻率,?≥1,表示固有頻率的階數(shù);
(17)保持所述信號發(fā)生器和所述聲發(fā)射單元的能量輸出功率參數(shù)設(shè)置不變,將所述信號發(fā)生器發(fā)出頻率為AiHz的正弦波信號,其中,/;表示固有頻率,i=l,2,…,心通過所述聲發(fā)射單元放大功率后發(fā)出高強(qiáng)度正弦聲波;
(18)保持所述信號發(fā)生器和所述聲發(fā)射單元的能量輸出功率參數(shù)設(shè)置不變,采用通過數(shù)據(jù)線依次連接的所述激光多普勒振動(dòng)計(jì)、所述多通道數(shù)據(jù)采集卡和所述計(jì)算機(jī)測量并記錄待測地雷的上端面各位置點(diǎn)的振動(dòng)速度;
(19)將步驟(18)測得的待測地雷的上端面各位置點(diǎn)的振動(dòng)速度繪制關(guān)于待測地雷的上端面對應(yīng)二維空間位置的三維圖,即得待測地雷在第/;,.階階固有頻率對應(yīng)的振動(dòng)模態(tài)下的振型,其中,表示固有頻率,i=l, 2,…采用所述計(jì)算機(jī)顯示和記錄。
[0008]與現(xiàn)有技術(shù)相比,本 發(fā)明具有如下突出的實(shí)質(zhì)性特點(diǎn)和顯著的優(yōu)點(diǎn):
本發(fā)明提供的地雷多模態(tài)振型的測量裝置及方法能實(shí)現(xiàn)地雷多模態(tài)振型的非接觸式快速準(zhǔn)確測量。
[0009]【專利附圖】
【附圖說明】圖1是本發(fā)明的地雷多模態(tài)振型測量裝置結(jié)構(gòu)示意圖;
圖2是地雷的上端面振動(dòng)速度的掃描測量方法示意圖;
圖3是地雷多模態(tài)振型測量方法實(shí)施步驟框圖。
【具體實(shí)施方式】
[0010]本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例結(jié)合附圖論述如下:
參見圖1,一種地雷多模態(tài)振型測量裝置,包括信號發(fā)生器101、聲發(fā)射單元102、聲級計(jì)103、激光多普勒振動(dòng)計(jì)104、多通道數(shù)據(jù)采集卡105、計(jì)算機(jī)106和地雷箱107 ;所述信號發(fā)生器101通過數(shù)據(jù)線連接所述聲發(fā)射單元102 ;所述聲級計(jì)103通過數(shù)據(jù)線依次連接所述多通道數(shù)據(jù)采集卡105和所述計(jì)算機(jī)106 ;所述激光多普勒振動(dòng)計(jì)104通過數(shù)據(jù)線依次連接所述多通道數(shù)據(jù)采集卡105和所述計(jì)算機(jī)106。
[0011]本實(shí)施例中用到的信號發(fā)生器101采用Tektronix公司生產(chǎn)的AFG3022任意波形/函數(shù)發(fā)生器,聲發(fā)射單元102采用由Yamaha公司生產(chǎn)的MG8/2FX調(diào)音臺(tái)、杭州聲博電子科技有限公司生產(chǎn)的PA2000功率放大器和Soundking集團(tuán)有限公司生產(chǎn)的JB215專業(yè)音箱構(gòu)成的音響系統(tǒng),聲級計(jì)103采用北京聲望聲電技術(shù)有限公司生產(chǎn)的BSWA801聲級計(jì),激光多普勒振動(dòng)計(jì)104采用德國Polytec公司生產(chǎn)的PDV-100激光多普勒振動(dòng)計(jì),多通道數(shù)據(jù)采集卡105采用美國國家儀器(NI)有限公司生產(chǎn)的N1-PXI多通道數(shù)據(jù)采集系統(tǒng),地雷箱107是由木板制成的中空、無蓋的圓筒形結(jié)構(gòu)。
[0012]參見圖1和圖3,一種地雷多模態(tài)振型的測量方法,采用上述測量裝置,本方法具體實(shí)施步驟為:
(1)將所述地雷箱107裝滿細(xì)沙土110,將待測地雷108雷體埋藏于所述地雷箱107內(nèi),將待測地雷108的上端面111裸露于空中,并將待測地雷108的上端面111與所述地雷箱107中的所述細(xì)沙土 110表面重合;
(2)將所述聲發(fā)射單元102的發(fā)聲端口對準(zhǔn)待測地雷108的上端面111的中心位置點(diǎn)
109 ;
(3)將所述聲級計(jì)103放置于所述待測地雷108的上端面111的中心位置點(diǎn)109;
(4)將所述信號發(fā)生器101發(fā)出頻率為AHz的起始正弦波信號,通過所述聲發(fā)射單元102放大功率后發(fā)出高強(qiáng)度正弦聲波;
(5)保持所述信號發(fā)生器101和所述聲發(fā)射單元102的能量輸出功率參數(shù)設(shè)置不變,采用通過數(shù)據(jù)線依次連接的所述聲級計(jì)103、所述多通道數(shù)據(jù)采集卡105和所述計(jì)算機(jī)106測量并記錄待測地雷108的上端面111的中心位置點(diǎn)109的聲壓級;
(6)保持所述信號發(fā)生器101和所述聲發(fā)射單元102的能量輸出功率參數(shù)設(shè)置不變,將所述信號發(fā)生器101發(fā)出的正弦聲波信號頻率增加1Hz,即發(fā)出正弦波信號的頻率為(A+DHz,采取與步驟(4)- (5)相同的步驟,測量并記錄該頻率聲波激勵(lì)下所述待測地雷108的上端面111的中心位置點(diǎn)109的聲壓級;
(7)重復(fù)步驟(6)的操作,測量并記錄至預(yù)設(shè)頻率為(Α+ΛΟHz時(shí)的所述待測地雷108的上端面111的中心位置點(diǎn)109的聲壓級,其中#為自然數(shù); (8)在所述計(jì)算機(jī)106中求出并記錄所測的所述待測地雷108的上端面111的中心位置點(diǎn)109的聲壓級關(guān)于激發(fā)正弦波頻率/QHz、(/0+1) Hz、(/0+2) Hz、…、(Z0W) Hz的幅頻特性曲線;
(9)保持所述信號發(fā)生器101和所述聲發(fā)射單元102的能量輸出功率參數(shù)設(shè)置不變,移走聲級計(jì)103,將所述激光多普勒振動(dòng)計(jì)104對準(zhǔn)待測地雷108的上端面111的中心位置點(diǎn)109,發(fā)射出檢測光束信號;
(10)保持所述信號發(fā)生器101和所述聲發(fā)射單元102的能量輸出功率參數(shù)設(shè)置不變,采取與步驟(4)相同的步驟,將所述信號發(fā)生器101發(fā)出頻率為AHz的起始正弦波信號,通過所述聲發(fā)射單元102放大功率后發(fā)出高強(qiáng)度正弦聲波;
(11)保持所述信號發(fā)生器101和所述聲發(fā)射單元102的能量輸出功率參數(shù)設(shè)置不變,采用通過數(shù)據(jù)線依次連接的所述激光多普勒振動(dòng)計(jì)104、所述多通道數(shù)據(jù)采集卡105和所述計(jì)算機(jī)106測量并記錄待測地雷108的上端面111的中心位置點(diǎn)109的振動(dòng)速度;
(12)保持所述信號發(fā)生器101和所述聲發(fā)射單元102的能量輸出功率參數(shù)設(shè)置不變,將所述信號發(fā)生器101發(fā)出的正弦聲波信號頻率增加1Hz,即發(fā)出正弦波信號的頻率為(A+DHz,采取與步驟(10)- (11)相同的步驟,測量并記錄該頻率聲波激勵(lì)下所述待測地雷108的上端面111的中心位置點(diǎn)109的振動(dòng)速度;
(13)重復(fù)步驟(12)的操作,測量并記錄至預(yù)設(shè)頻率為(Α+Λ0Hz時(shí)的所述待測地雷108的上端面111的中心位置點(diǎn)109的振動(dòng)速度,其中#為自然數(shù);
(14)在所述計(jì)算機(jī)106中求出并記錄所測的所述待測地雷108的上端面111的中心位置點(diǎn)109的振動(dòng)速度關(guān)于激發(fā)正弦波頻率A Hz、(/Q+l) Hz、(/0+2) Hz、…、(Z0W) Hz的幅頻特性曲線;
(15)將步驟(14)中求得的所述待測地雷108的上端面111的中心位置點(diǎn)109的振動(dòng)速度的幅頻特性曲線與步驟(8)中求得的所述待測地雷108的上端面111的中心位置點(diǎn)109的聲壓級的幅頻特性曲線的對應(yīng)幅值求比值,得出該比值的幅頻特性曲線;
(16)根據(jù)步驟(15)中求得的所述待測地雷108的上端面111的中心位置點(diǎn)109的振動(dòng)速度的幅頻特性曲線的幅值與聲壓級的幅頻特性曲線的對應(yīng)幅值的比值的幅頻特性曲線,按頻率由小到大的順序,根據(jù)比值極大的幅值和對應(yīng)的頻率點(diǎn),找出并記錄所述待測地雷108的多階固有頻率/rtHZ,/r2 Hz,…,ZmHz,其中,/;表示固有頻率,≥1,表示固有頻率的階數(shù);
(17)保持所述信號發(fā)生器101和所述聲發(fā)射單元102的能量輸出功率參數(shù)設(shè)置不變,將所述信號發(fā)生器101發(fā)出頻率為/;,.Hz的正弦波信號,其中,/;表示固有頻率,i=l,2,…,》,通過所述聲發(fā)射單元102放大功率后發(fā)出高強(qiáng)度正弦聲波;
(18)保持所述信號發(fā)生器101和所述聲發(fā)射單元102的能量輸出功率參數(shù)設(shè)置不變,采用通過數(shù)據(jù)線依次連接的所述激光多普勒振動(dòng)計(jì)104、所述多通道數(shù)據(jù)采集卡105和所述計(jì)算機(jī)106測量并記錄待測地雷108的上端面111各位置點(diǎn)的振動(dòng)速度;
(19)將步驟(18)測得的待測地雷108的上端面111各位置點(diǎn)的振動(dòng)速度繪制關(guān)于待測地雷108的上端面111對應(yīng)二維空間位置的三維圖,即得待測地雷108在第階固有頻率對應(yīng)的振動(dòng)模態(tài)下的振型,其中,/;表示固有頻率,i=l,2,…,I采用所述計(jì)算機(jī)106顯示和記錄。
[0013]本實(shí)施例中用到的待測地雷108樣品采用69式反坦克塑料教練地雷。參見圖2,本實(shí)施例中測量并記錄待測地雷108的上端面111各位置點(diǎn)的振動(dòng)速度,采用圖2所示的網(wǎng)狀方格結(jié)構(gòu), 按順序依次測量網(wǎng)狀各方格位置點(diǎn)的振動(dòng)速度。
【權(quán)利要求】
1.一種地雷多模態(tài)振型測量裝置,其特征在于,包括信號發(fā)生器(101)、聲發(fā)射單元(102)、聲級計(jì)(103)、激光多普勒振動(dòng)計(jì)(104)、多通道數(shù)據(jù)采集卡(105)、計(jì)算機(jī)(106)和地雷箱(107);所述信號發(fā)生器(101)通過數(shù)據(jù)線連接所述聲發(fā)射單元(102);所述聲級計(jì)(103)通過數(shù)據(jù)線依次連接所述多通道數(shù)據(jù)采集卡(105)和所述計(jì)算機(jī)(106);所述激光多普勒振動(dòng)計(jì)(104)通過數(shù)據(jù)線依次連接所述多通道數(shù)據(jù)采集卡(105)和所述計(jì)算機(jī)(106)。
2.一種地雷多模態(tài)振型測量方法,采用上述測量裝置,其特征在于,具體實(shí)施步驟為: Cl)將所述地雷箱(107)裝滿細(xì)沙土(110),將待測地雷(108)雷體埋藏于所述地雷箱(107)內(nèi),將待測地雷(108)的上端面(111)裸露于空中,并將待測地雷(108)的上端面(111)與所述地雷箱(107)中的所述細(xì)沙土(I 10)表面重合; (2)將所述聲發(fā)射單元(102)的發(fā)聲端口對準(zhǔn)待測地雷(108)的上端面(111)的中心位置點(diǎn)(109); (3)將所述聲級計(jì)(103)放置于所述待測地雷(108)的上端面(111)的中心位置點(diǎn)(109); (4)將所述信號發(fā)生器(101)發(fā)出頻率為AHz的起始正弦波信號,通過所述聲發(fā)射單元(102)放大功率后發(fā)出高 強(qiáng)度正弦聲波; (5)保持所述信號發(fā)生器(101)和所述聲發(fā)射單元(102)的能量輸出功率參數(shù)設(shè)置不變,采用通過數(shù)據(jù)線依次連接的所述聲級計(jì)(103)、所述多通道數(shù)據(jù)采集卡(105)和所述計(jì)算機(jī)(106)測量并記錄待測地雷(108)的上端面(111)的中心位置點(diǎn)(109)的聲壓級; (6)保持所述信號發(fā)生器(101)和所述聲發(fā)射單元(102)的能量輸出功率參數(shù)設(shè)置不變,將所述信號發(fā)生器(101)發(fā)出的正弦聲波信號頻率增加1Hz,即發(fā)出正弦波信號的頻率為(A+DHz,采取與步驟(4)- (5)相同的步驟,測量并記錄該頻率聲波激勵(lì)下所述待測地雷(108)的上端面(111)的中心位置點(diǎn)(109)的聲壓級; (7)重復(fù)步驟(6)的操作,測量并記錄至預(yù)設(shè)頻率為(&+ΛΟHz時(shí)的所述待測地雷(108)的上端面(111)的中心位置點(diǎn)(109)的聲壓級,其中#為自然數(shù); (8)在所述計(jì)算機(jī)(106)中求出并記錄所測的所述待測地雷(108)的上端面(111)的中心位置點(diǎn)(109)的聲壓級關(guān)于激發(fā)正弦波頻率/QHz、(/Q+l) Hz、(/。+2) Hz、…、(/Q+#) Hz的幅頻特性曲線; (9)保持所述信號發(fā)生器(101)和所述聲發(fā)射單元(102)的能量輸出功率參數(shù)設(shè)置不變,移走聲級計(jì)(103),將所述激光多普勒振動(dòng)計(jì)(104)對準(zhǔn)待測地雷(108)的上端面(111)的中心位置點(diǎn)(109),發(fā)射出檢測光束信號; (10)保持所述信號發(fā)生器(101)和所述聲發(fā)射單元(102)的能量輸出功率參數(shù)設(shè)置不變,采取與步驟(4)相同的步驟,將所述信號發(fā)生器(101)發(fā)出頻率為AHz的起始正弦波信號,通過所述聲發(fā)射單元(102)放大功率后發(fā)出高強(qiáng)度正弦聲波; (11)保持所述信號發(fā)生器(101)和所述聲發(fā)射單元(102)的能量輸出功率參數(shù)設(shè)置不變,采用通過數(shù)據(jù)線依次連接的所述激光多普勒振動(dòng)計(jì)(104)、所述多通道數(shù)據(jù)采集卡(105)和所述計(jì)算機(jī)(106)測量并記錄待測地雷(108)的上端面(111)的中心位置點(diǎn)(109)的振動(dòng)速度;(12)保持所述信號發(fā)生器(101)和所述聲發(fā)射單元(102)的能量輸出功率參數(shù)設(shè)置不變,將所述信號發(fā)生器(101)發(fā)出的正弦聲波信號頻率增加1Hz,即發(fā)出正弦波信號的頻率為(A+DHz,采取與步驟(10)- (11)相同的步驟,測量并記錄該頻率聲波激勵(lì)下所述待測地雷(108)的上端面(111)的中心位置點(diǎn)(109)的振動(dòng)速度; (13)重復(fù)步驟(12)的操作,測量并記錄至預(yù)設(shè)頻率為(&+ΛΟHz時(shí)的所述待測地雷(108)的上端面(111)的中心位置點(diǎn)(109)的振動(dòng)速度,其中#為自然數(shù); (14)在所述計(jì)算機(jī)(106)中求出并記錄所測的所述待測地雷(108)的上端面(111)的中心位置點(diǎn)(109)的振動(dòng)速度關(guān)于激發(fā)正弦波頻率/QHz、(/Q+l) Hz、(/0+2) Hz、…、(Z0W)Hz的幅頻特性曲線; (15)將步驟(14)中求得的所述待測地雷(108)的上端面(111)的中心位置點(diǎn)(109)的振動(dòng)速度的幅頻特性曲線與步驟(8)中求得的所述待測地雷(108)的上端面(111)的中心位置點(diǎn)(109)的聲壓級的幅頻特性曲線的對應(yīng)幅值求比值,得出該比值的幅頻特性曲線; (16)根據(jù)步驟(15)中求得的所述待測地雷(108)的上端面(111)的中心位置點(diǎn)(109)的振動(dòng)速度的幅頻特性曲線的幅值與聲壓級的幅頻特性曲線的對應(yīng)幅值的比值的幅頻特性曲線,按頻率由小到大的順序,根據(jù)比值極大的幅值和對應(yīng)的頻率點(diǎn),找出并記錄所述待測地雷(108)的多階固有頻率A1Hz, /r2 Hz,…,ZmHz,其中,/;表示固有頻率,≥1,表示固有頻率的階數(shù); (17)保持所述信號發(fā)生器(101)和所述聲發(fā)射單元(102)的能量輸出功率參數(shù)設(shè)置不變,將所述信號發(fā)生器(101)發(fā)出頻率為fti Hz的正弦波信號,其中,/;表示固有頻率,i=l,2,…,通過所述聲發(fā)射單元(102)放大功率后發(fā)出高強(qiáng)度正弦聲波; (18)保持所述信號發(fā)生器(101)和所述聲發(fā)射單元(102)的能量輸出功率參數(shù)設(shè)置不變,采用通過數(shù)據(jù)線依次連接的所述激光多普勒振動(dòng)計(jì)(104)、所述多通道數(shù)據(jù)采集卡(105)和所述計(jì)算機(jī)(106)測量并記錄待測地雷(108)的上端面(111)各位置點(diǎn)的振動(dòng)速度; (19)將步驟(18)測得的待測地雷(108)的上端面(111)各位置點(diǎn)的振動(dòng)速度繪制關(guān)于待測地雷(108)的上端面(111)對應(yīng)二維空間位置的三維圖,即得待測地雷(108)在第/;,.階固有頻率對應(yīng)的振動(dòng)模態(tài)下的振型,其中,/;表示固有頻率,i=l, 2,…,心采用所述計(jì)算機(jī)(106)顯示和記錄。
【文檔編號】G01H9/00GK103994814SQ201410197053
【公開日】2014年8月20日 申請日期:2014年5月12日 優(yōu)先權(quán)日:2014年5月12日
【發(fā)明者】王馳, 吳智強(qiáng), 張芳, 曹源, 丁衛(wèi) 申請人:上海大學(xué)