[发明专利]一种声发射源的平面定位装置及控制方法

说明书

本发明公开了一种声发射源的平面定位装置及控制方法，其中，平面定位装置由上位机和多台传感装置组成；传感装置由声传感器、控制模块和存储单元组成；单个传感装置中，声传感器和存储单元均与控制模块连接；各个控制模块均与上位机连接；将其中一个控制模块记为主模块，其余控制模块记为子模块；设子模块数量为n，用1至n的正整数将多个子模块顺次编号，则第i个子模块与第i+1个子模块连接，i=1、2、3......n‑1；主模块分别与多个子模块连接。本发明的有益技术效果是：提出了一种声发射源的平面定位装置及控制方法，该方法不需要昂贵的硬件和复杂的算法，搭建成本较低，应用范围较广，定位精度较高。

技术领域

本发明涉及一种声发射源平面定位技术，尤其涉及一种声发射源的平面定位装置及控制方法。

背景技术

声发射是指材料表面或者内部的局部区域在外力、内力或温度的影响下，产生塑性变形或有裂纹形成和扩展时，伴随能量迅速释放而产生的瞬态弹性波现象。

声发射源定位是声发射检测的重要项目，现有技术在进行声发射源定位时，大多采用基于时差定位原理的处理方法，这些方法主要有基本互相关法、基于LMS自适应时延估计法和二次相关法等；这些方法的共同点是两个传感器之间的声发射信号的时延估计是通过对两路声发射原始信号进行复杂的处理与计算得到，时延估计的结果由两路信号共同决定，要求信号具有较高的相似度，且要求传感器的各项参数一致，因此对硬件一致性的要求较高，然而在工程应用中，不同传感器的参数不可能完全一致，并且声波在材料中并不总是以一种模式传播，且在传播过程中存在衰减、反射等，易在传播过程中产生畸变，会发生较大的变化，这将导致基于传统时延估计的方法存在无法避免的误差，此外，目前的声发射测量设备大都为一体式的设备，体积较为庞大，且价格昂贵，不利于组成分布式的测量网络，更不适合于野外勘探。

发明内容

针对背景技术中的问题，本发明提出了一种声发射源的平面定位装置，其创新在于：所述平面定位装置由上位机和多台传感装置组成；所述传感装置由声传感器、控制模块和存储单元组成；单个传感装置中，声传感器和存储单元均与控制模块连接；各个传感装置的控制模块均与上位机连接；所述存储单元内设置了两个存储区域，其中一个存储区域记为数据暂存区，另一个存储区域记为有效存储区；所述多个传感装置分散布置；将其中一个控制模块记为主模块，其余控制模块记为子模块；设子模块数量为n，用1至n的正整数将多个子模块顺次编号，则第i个子模块与第i+1个子模块连接，i＝1、2、3......n-1；主模块分别与多个子模块连接。其中，控制模块可采用单片机和FPGA所构成的电路板来实现，存储单元可采用在FPGA内划分存储空间的方式来实现；

前述平面定位装置所采用的硬件均为现有技术中的常见装置，平面定位装置对硬件要求较低，硬件体积较小，易于布设，十分适合野外作业，而且硬件成本较低，适合大范围布设。

基于前述方案，本发明还提出了一种声发射源的平面定位装置的控制方法，所述平面定位装置如前所述；具体的控制方法包括：所述控制方法包括：设数据暂存区内的存储单元的地址跨度为0到M，有效存储区内的存储单元的地址跨度为0到N，NM；

平面定位装置上电后，所述声传感器进行高频率的连续采样，并将采样得到的检测信号实时传输至相应的控制模块；

所述控制模块按如下方式对检测信号进行实时处理：

1)控制模块内预置有一阈值电压(设置阈值电压的目的是为了排除噪声干扰)，刚开始时，控制模块处于空闲状态；收到检测信号后，控制模块先将检测信号与阈值电压进行比较：若检测信号小于阈值电压，则控制模块继续保持在空闲状态并进入步骤2)；若检测信号大于阈值电压，则控制模块切换至捕获状态并进入步骤3)；

2)控制模块将检测信号传输至数据暂存区，数据暂存区将检测信号依序存储至地址0到M所对应的存储单元中；返回步骤1)；