[发明专利]一种压电阵列Lamb波损伤监测中的信号一致性补偿方法

权利要求书

1.一种压电阵列Lamb波损伤监测中的信号一致性补偿方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤1，在待检测的均匀结构件上等间距线性 布置PZT传感器，组成压电激励/传感阵列；

步骤2，在压电激励/传感阵列中，选择不同的传感器分别作为激励元件和传感元件，组建激励-传感监测通道，采集结构件健康状态下所有监测通道的结构Lamb波响应信号；

步骤3，将激励元件和传感元件之间间距相同的监测通道视为等效通道，并归类到同一个等效通道组合中，令各等效通道组合下的结构Lamb波响应信号组合为U^p，各等效通道组合下的Lamb波传播传递函数为G^p，提取各等效通道组合中的结构Lamb波响应信号直达波幅值|U^p|，p为激励元件与传感元件之间的距离；

步骤4，根据各等效通道组合中的结构Lamb波响应信号直达波幅值|U^p|以及不同的p值，联列方程组|U^p|＝|I(ω)|·|G^p|·|K^p|，I(ω)为激励信号，K_i、分别为激励元件以及到其距离为p的传感元件的机电耦合系数，i＝1,2,…,N，j≠i,j＝1,2,…,N，N为传感器的总个数；令任意一个传感器的机电耦合系数为1，对同一方程组内所有方程作相比运算，消除各方程中的相同项|I(ω)|·|G^p|，进而求解上述方程组得到压电激励/传感阵列中其他传感器之间的相互比值，即归一化补偿系数矩阵；

步骤5，归一化补偿系数矩阵对应每个传感器的补偿系数，利用各个监测通道的结构Lamb 波响应信号幅值除以其对应的激励元件和传感元件的补偿系数，实现信号的幅值补偿。

2.根据权利要求1所述压电阵列Lamb波损伤监测中的信号一致性补偿方法，其特征在于，所述步骤2的具体过程为：

步骤21，在压电激励/传感阵列中，选择传感器P_i作为激励元件，在结构件健康状态下，将Lamb波超声激励信号加载到传感器P_i上，i＝1,2,…,N，N为传感器的总个数，在结构件中激发激励信号；

步骤22，依次选取传感器P_j作为传感元件，j≠i,j＝1,2,…,N，采集激励下的结构Lamb波响应信号，得到激励元件为P_i、传感元件为P_j的监测通道下的结构Lamb波响应信号U_ij。

3.根据权利要求2所述压电阵列Lamb波损伤监测中的信号一致性补偿方法，其特征在于，所述Lamb波超声激励信号为窄带信号。

4.根据权利要求2所述压电阵列Lamb波损伤监测中的信号一致性补偿方法，其特征在于，所述结构Lamb波响应信号U_ij的表达式为：

U_ij＝I(ω)·K_iK_jG_ij，

其中，i＝1,2,…,N，j＝1,2,…,N，j≠i，N为传感器的总个数，K_i和K_j分别为激励元件和传感元件的机电耦合系数，G_ij为Lamb波传播传递函数。