[发明专利]一种线性缺陷定量化监测方法

权利要求书

1.一种线性缺陷定量化监测方法，其特征在于，利用待测区域布置的传感器网络激励并接收波信号，通过分析至少三组传感器直接到达的波信号和由线性缺陷尖端产生的波信号，利用椭圆定位法确定线性缺陷的一个尖端，同理确定线性缺陷的另一个尖端，从而快速确定线性缺陷的位置和尺寸，实现线性缺陷的定量化监测。 

2.根据权利要求1所述的线性缺陷定量化监测方法，其特征在于，具体步骤如下： 

步骤一：传感器布置 

在被测结构上易产生线性缺陷的区域周围布置10个传感器构成传感器网络，传感器的坐标分别为(x₁,y₁)，(x₂,y₂)，…，(x₁₀,y₁₀)； 

步骤二：传感器波信号的激励及采集 

将波信号加载到某组传感器的其中一个上，该组传感器的另一个接收波信号，对多组传感器进行加载及接受波信号，得到各激励-接收路径的波信号； 

步骤三：波信号分析与处理 

选择至少3组传感器的波信号，分析各组传感器的波信号，得到每组传感器的波直接到达的时间以及经由线性缺陷尖端到达的时间； 

步骤四：定位线性缺陷尖端 

利用步骤三得到的时间以及相应传感器的坐标，通过方程组(1)即可求出线性缺陷尖端A的坐标（x,y）， 

以上方程组中，t₁₂是波信号从传感器1直接到达传感器2的时间；t_c12是波信号从传感器1经过线性缺陷尖端A再到达传感器2的时间，L₁₂是传感器1，2之间的直线距离，t₂₃是波信号从传感器2直接到达传感器3的时间；t_c23是波信号从传感器2经过线性缺陷尖端A再到达传感器3的时间，L₂₃是传感器2，3之间的直线距离；t₄₅是波信号从传感器4直接到达传感器5的时间；t_c45是波信 号从传感器4经过线性缺陷尖端A再到达传感器5的时间，L₄₅是传感器4和传感器5之间的直线距离； 

同理可得到该线性缺陷的另一个尖端； 

步骤五：确定线性缺陷的位置和尺寸 

利用步骤四得到的线性缺陷的两个尖端位置，即可确定线性缺陷的位置和尺寸。 

3.根据权利要求1或2所述的线性缺陷定量化监测方法，其特征在于，采用结构没有线性缺陷时的波信号作为基准波信号，然后用当前测得的含线性缺陷的波信号减去基准波信号从而得到由缺陷引起的波信号变化。 

4.根据权利要求3所述的线性缺陷定量化监测方法，其特征在于，针对待监测的结构，获取它的材料参数后通过计算得到它的群速度曲线，然后进行激励频率优化，再进一步选出波幅较大、对线性缺陷较敏感的频率。 

5.根据权利要求4所述的线性缺陷定量化监测方法，其特征在于，频率优化的条件如下：a),只含有基本对称模态和基本反对称模态的频率；b),该频率对应的群速度最快的模态与其他模态的群速度差别较大；c)，群速度最快的模态在该频率处变化较小，即该模态的群速度的一阶导数的绝对值较小。 

6.根据权利要求2所述的线性缺陷定量化监测方法，其特征在于，网络中相邻传感器的距离范围为15-25公分。 

7.根据权利要求2所述的线性缺陷定量化监测方法，其特征在于，在分析缺陷波信号时，选择最先接收到的缺陷波信号波群作为波信号分析处理对象。 

8.根据权利要求1或2所述的线性缺陷定量化监测方法，其特征在于：在取基准波信号与当前波信号时，环境温度的差别小于摄氏2度。