[发明专利]基于声发射衰减能量的激光冲击强化缺陷在线检测方法

权利要求书

1.基于声发射衰减能量的激光冲击强化缺陷在线检测方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤一，在待冲击平板的正面安装声发射传感器，将声发射传感器、前置放大器、A/D数据采集卡和工控机依次相互连接；对平板进行激光冲击强化加工，并实时采集冲击强化过程中的声发射信号；

步骤二，为提高数据处理速度，在满足Nyquist采样定理的条件下，对声发射信号进行降采样处理，得到不失真的降采样信号；

步骤三，进一步对降采样信号进行傅里叶变换，通道信号的频谱图确定各谱峰所在频段，并对信号进行滤波处理，得到滤波信号；

步骤四，对滤波信号进行包络处理，得到信号的包络线，并根据包络线上的峰值点，将信号在时域波形上分为上升段、平稳段和衰减段三部分，以信号衰减段为研究对象；

步骤五，为进一步表征为信号衰减段的波动剧烈程度，定义衰减能量为衰减振荡能量；计算平板声发射信号的衰减振荡能量，用于表征缺陷信息特征，实现激光冲击强化缺陷在线检测。

2.根据权利要求1所述的基于声发射衰减能量的激光冲击强化缺陷在线检测方法，其特征在于，步骤一中，激光冲击强化加工过程中的实时声发射信号采用RS-2A型谐振式窄带声发射传感器，中心频率为150KHz，频率响应范围为50-400KHz，放大增益为20dB的前置放大器可提高信号的信噪比，A/D数据采集卡用于对信号的采集工作，工控机实时显示声发射信号的波形，并对信号进行储存，在激光冲击强化过程中，通过信号采集装置实时获取声发射信号。

3.根据权利要求1所述的基于声发射衰减能量的激光冲击强化缺陷在线检测方法，其特征在于，步骤二中，首先对信号进行傅里叶变换，确定信号最大频率分量后，在满足Nyquist采样定理条件下，对信号进行降采样处理，以提高信号处理效率。

4.根据权利要求1所述的基于声发射衰减能量的激光冲击强化缺陷在线检测方法，其特征在于，步骤三中，对步骤二中的降采样信号进行傅里叶变换后，根据频谱图上各谱峰的所在频段，对信号进行带通滤波处理。

5.根据权利要求1所述的基于声发射衰减能量的激光冲击强化缺陷在线检测方法，其特征在于，步骤四中，对滤波信号的时域波形采用极大极小值求取信号包络线，先确定信号的极大极小值的位置和幅值，再采用三次样条插值得到信号包络线。

6.根据权利要求1所述的基于声发射衰减能量的激光冲击强化缺陷在线检测方法，其特征在于，步骤四中，根据包络线上的峰值点将滤波信号从时域上分为三段，分别为上升段、平稳段和衰减段，由于激光冲击信号属于脉冲信号，具有强衰减特性，因此信号的衰减段中的有效信息相比其余两段更为丰富。

7.根据权利要求1所述的基于声发射衰减能量的激光冲击强化缺陷在线检测方法，其特征在于，步骤五中，定义衰减能量为衰减振荡能量，表征特定的时间区间上信号的波动剧烈程度；物理含义是在板件特定位置上，单位质量的质点在时间区间上的动能平均值，其计算公式为：

式中：N₁和N₂分别为所选时间段的起始点和终止点，T为信号采样间隔时间，N₁、N₂∈(0、1、2·····n)，n为总采样点数，f(iT)为信号在iT处的取值。

8.根据权利要求1所述的基于声发射衰减能量的激光冲击强化缺陷在线检测方法，其特征在于，步骤五中，计算信号衰减段的振荡能量，并将其作为特征对缺陷信息进行表征，从而实现激光冲击强化的缺陷在线检测。