[发明专利]一种导波双点传感管道结构损伤检测方法

说明书

本发明公开了一种导波双点传感管道结构损伤检测方法，包括以下步骤：在管道的周向方向上，在检测区域总选定一个激励点，并以此为基准对称设置双传感点，用于感知管道导波相应信号；在激励点加载窄带激励信号，激发出导波响应信号，采集双传感点的响应信号；对双传感点获得的响应信号提取波包信号，选取主要波包，获得其到达时刻；对比两组响应信号的差异度值，并找出超过阈值的波包及其到达时刻；将超过阈值的波包设定为损伤反射波包，并根据损伤反射波包的到达时刻得出损伤位置。本发明无需考虑多径效应带来的结构响应信号复杂性问题，消除了对基准信号的依赖，降低了时变条件引起的监测误差，检测过程简单，具有一定的实用意义。

技术领域

本发明涉及一种检测方法，尤其涉及一种导波双点传感管道结构损伤检测方法。

背景技术

管道结构广泛应用于石油化工、电厂等工业领域，在工业生产过程中承担了重要的功能。然而许多管道结构长期服役于恶劣工作条件和载荷下，容易发生腐蚀、裂纹等损伤，严重的导致重大安全事故，因此对管道结构进行损伤监测或定期检测意义重大。超声导波传播/监测距离远、对小损伤敏感，因此导波结构损伤监检测方法一直是结构健康监测和无损检测研究和应用的热点之一。对于服役期内的管道结构损伤监测问题，导波管道缺陷监测技术是被认为最具应用前景的技术之一。然而，由于导波在管道结构中传播存在多模、频散效应，以及多径传播特性，使得响应信号十分的复杂，加上复杂工况、电磁干扰等带来的影响，使得信号分析、处理、特征提取存在很多的困难，最终影响了其应用的步伐。相控阵等先进信号处理技术，在监测设备方面有较高的要求，需要引入阵列晶元，成本高，一般场合难以使用；基于分布式传感阵列和基准信号的损伤监测方法中，由于损伤引起的结构响应变化一般很微弱，因此环境噪声等带来的干扰会造成很多的误判，可靠性问题还需要进一步解决。

发明内容

发明目的：本发明旨在提供一种无需考虑多径效应带来的结构响应信号复杂性问题，不依赖基准信号，减少监测误差、检测过程简单的一种导波双点传感管道结构损伤检测方法。

技术方案：本发明所述的一种导波双点传感管道结构损伤检测方法，包括以下步骤：

步骤一：在管道的周向方向上，在检测区域总选定一个点A作为导波信号的激励点，并以A点为基准，对称设置P₁、P₂点作为双传感点，用于感知管道导波相应信号；

步骤二：在激励点A加载窄带激励信号，在管道中激发出导波响应信号，同时采集双传感点P₁、P₂的管道结构响应信号，分别为S₁、S₂；

步骤三：利用希尔伯特变换方法分别对双传感点获得的管道结构响应信号S₁、S₂提取波包信号根据能量大小选取主要波包，并分别获得主要波包信号的到达时刻B₁和B₂，其中B₁＝[t¹₁,t¹₂,t¹₃,……]，B₂＝[t²₁,t²₂,t²₃,……]；

步骤四：以步骤三中提取的主要波包作为对比单元，并在一定时间段内对比两组响应信号f₁(t)和f₂(t)的差异度值Dif，并找出两组响应信号首个与对方信号波包差异度超过阈值的波包及其到达时刻t¹_i,t²_j，i,j＝1,2,3,……；