[发明专利]一种温度补偿方法及装置

说明书

技术领域

本发明涉及无损检测和结构健康监测技术，尤其涉及一种温度补偿方法及装置。

背景技术

结构健康监测能大幅度地降低机械装备或其他复杂工程结构的维护时间和成本。对结构进行健康监测时，结构损伤造成的信号改变（声信号、电信号、光信号等）通常要比监测信号低一个量级左右，因此由损伤造成的信号改变常常很微弱，很容易受到其他因素的干扰。例如，在非振动环境下（机械装备处于非运转状态时），温度的改变对测量信号的影响是最显著的，由损伤造成的信号改变通常与由温度造成的信号改变在同一个量级，因此，在非振动环境下由损伤造成的信号改变很容易受到温度的干扰。

现有的温度补偿方法通过分别分析待检测结构或信号检测设备的物理性质随温度变化情况，以通过一个数学模型定量地对温度变化对损伤造成的信号改变进行补偿，从而降低温度对损伤造成的信号改变的影响。

然而实际上，温度的变化不仅会影响结构的物理性质（如弹性常数、电磁常数等），还会影响传感及传感器与结构连接界面的物理性质，甚至对信号的产生及接受系统也会造成影响。因此，单纯分析某一个因素，比如弹性常数随温度变化的性质，是不能完整地衡量温度对最终测量信号的影响的。所以，虽然目前国际上有不少数学模型可以描述温度对某一个物理性质的影响,但是由于具体结构的复杂性以及在多因素的共同作用下，用一个数学模型定量地对温度影响进行补偿是不准确地、实现难度大。因此，发展出一种实用、简便且高效的方法来消除温度对结构损伤信号的影响是非常有必要和有意义的。

发明内容

本发明实施例提供一种温度补偿方法及装置，以有效消除温度对结构损伤造成的信号改变的影响，从而准确测量结构的损伤信号。

本发明实施例提供了一种温度补偿方法，所述方法包括：

将待检测结构的工作温度范围划分为至少两个检测区间，其中，每个所述检测区间内，温度导致的检测信号幅度差异值与损伤导致的检测信号幅度差异值之间的比例值的变化值小于或等于设定门限值；

测量每个所述检测区间内的温度补偿信号；

在每个所述检测区间对所述待检测结构进行检测，获得检测信号，并基于所述检测区间内的温度补偿信号修正所述检测信号。

对应地，本发明实施例还提供了一种温度补偿装置，所述装置包括：

检测区间划分单元，用于将待检测结构的工作温度范围划分为至少两个检测区间，其中，每个所述检测区间内，温度导致的检测信号幅度差异值与损伤导致的检测信号幅度差异值之间的比例值的变化值小于或等于设定门限值；

温度补偿信号测量单元，用于测量每个所述检测区间内的温度补偿信号；

检测信号获得并修正单元，用于在每个所述检测区间对所述待检测结构进行检测，获得检测信号，并基于所述检测区间内的温度补偿信号修正所述检测信号。

本发明实施例提出了一种温度补偿方法及装置，在测量损伤对结构造成的信号改变之前首先将结构的工作温度范围划分为多个检测区间，并且每个检测区间内温度导致的检测信号幅度差异值与损伤导致的检测信号幅度差异值之间的比例值的变化值小于或等于设定门限值，有效消除温度改变对结构损伤信号的影响。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本发明的一部分，并不构成对本发明的限定。在附图中：

图1是本发明第一实施例中提供的一种温度补偿方法的实现流程图；

图2是本发明第一实施例中划分检测区间的示意图；

图3是本发明第二实施例中提供的一种温度补偿方法的实现流程图；

图4是本发明第三实施例中提供的一种温度补偿方法的实现流程图；

图5是本发明第四实施例中提供的一种温度补偿装置的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图及具体实施例对本发明进行更加详细与完整的说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅用于解释本发明，而非对本发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本发明相关的部分而非全部内容。

图1是本发明第一实施例中提供的一种温度补偿方法的实现流程图，如图1所示，本发明第一实施例中的结构检测方法包括：

步骤101、确定待检测结构的工作温度范围。例如，待检测结构的工作温度范围为（-50℃，60℃），即工作温度范围的最小值T_min和工作温度范围的最大值T_max分别为-50℃和60℃。