[发明专利]一种基于全域搜索辨识结构空洞位置的方法及系统

说明书

本发明公开了一种基于全域搜索辨识结构空洞位置的方法及系统，包括以下步骤：步骤1、以需要进行空洞位置辨识的结构为目标区域，在目标区域的不同位置布置多个声发射传感器，现场采集各声发射传感器之间信号的实际旅行时间；步骤2、针对目标区域构建多个空洞模型；针对每一个空洞模型，追踪目标区域内存在该空洞模型时，各声发射传感器之间信号传播的最短路径，从而得到各声发射传感器之间信号的理论旅行时间；步骤3、分别计算每个空洞模型对应的各声发射传感器之间信号的理论旅行时间与实际旅行时间之间的偏差，最小偏差对应的空洞模型所在位置作为辨识得到的目标区域中的空洞位置。本发明简单易行，可靠性高。

技术领域

本发明属于无损检测、安全监测技术领域，具体涉及一种基于全域搜索辨识结构空洞位置的方法及系统。

背景技术

现如今，各行各业对于结构完整性的要求越来越高，这是因为结构内部是否存在空洞关系着整个结构的稳定性，如何有效探测出其中的空洞并采取相应的措施便成为了人们一直致力研究的方向。

就目前的研究情况来看，结构空洞位置的辨识(定位)方法都较为复杂，寻求一种简单易行，可靠性高的辨识方法及系统是十分必要的。

发明内容

本发明所解决的技术问题是，针对现有结构空洞位置辨识方法的复杂性，提供一种基于全域搜索辨识结构空洞位置的方法及系统，简单易行，可靠性高。

为解决上述技术问题，本发明所采用的解决方案如下：

一种基于全域搜索辨识结构空洞位置的方法，包括以下步骤：

步骤1、以需要进行空洞位置辨识的结构为目标区域，在目标区域的不同位置布置多个声发射传感器，现场采集各声发射传感器之间信号的实际旅行时间(实际传播时间)；

步骤2、针对目标区域构建多个空洞模型；针对每一个空洞模型，追踪目标区域内存在该空洞模型时，各声发射传感器之间信号传播的最短路径(最短时间路径)，从而得到各声发射传感器之间信号的理论旅行时间(理论传播时间)；

步骤3、分别计算每个空洞模型对应的各声发射传感器之间信号的理论旅行时间与实际旅行时间之间的偏差，最小偏差对应的空洞模型所在位置作为辨识得到的目标区域中的空洞位置。

进一步地，所述步骤1中，在目标区域的不同位置布置多个声发射传感器的方法为：在目标区域的不同位置分别装上m个声发射传感器，m为大于或等于4的整数，声发射传感器的个数关系着空洞定位的精度，个数越多，精度越高。各个声发射传感器的位置均为已知。

进一步地，所述声发射传感器需满足可以主动发射脉冲信号(声波信号)的功能；脉冲信号可被声发射传感器接收到并进行特殊标记以区分微震信号。

进一步地，所述步骤1中，设主动震源，即发射脉冲信号的声发射传感器为S_l，其坐标为(x_l，y_l，z_l)，其发射脉冲信号的时间为接收到脉冲信号的第k个声发射传感器S_k的坐标为(x_k，y_k，z_k)，其接收到S_l发射的脉冲信号的实际时间为用表示声发射传感器S_l发射脉冲信号的时间与声发射传感器S_k接收到响应脉冲信号的实际时间之差，即实际旅行时间；

进一步地，所述步骤2中，构建空洞模型的方法为：