[发明专利]一种材料损伤定位装置、定位方法及验证方法

权利要求书

1.一种材料损伤定位装置，其特征在于，包括:

至少两个传感器组，两个传感器组分别为第一传感器组和第二传感器组，在距离待测区域第一预设距离位置处设置有第一传感器组，在距离待测区域第二预设距离位置处设置有第二传感器组，每个传感器组均包括至少三个声发射传感器，声发射传感器能够接收到损伤位置的回声信号；

位置计算模块，与传感器组中的声发射传感器连接，识别同组内声发射传感器接收到信号的时间差计算损伤位置。

2.如权利要求1所述的材料损伤定位装置，其特征在于：一个传感器组包括三个声发射传感器时，同一组内的三个声发射传感器布置在直角三角形的三个顶点上。

3.如权利要求1所述的材料损伤定位装置，其特征在于，一个传感器组包括四个声发射传感器时，同一组内的四个声发射传感器布置在正方形的四个顶点上，或布置在直角Z字型的四个顶点上。

4.如权利要求1所述的材料损伤定位装置，其特征在于，所述声发射传感器包括共用声发射传感器和非共用声发射传感器，其中共用声发射传感器属于多个传感器组，非共用声发射传感器属于其中一个传感器组，一个传感器组包括至少一个非共用声发射传感器。

5.如权利要求1所述的材料损伤定位装置，其特征在于：所述传感器组与待测区域相对角度在20～70度之间。

6.如权利要求1所述的材料损伤定位装置，其特征在于：所述第一预设距离和第二预设距离在均大于等于500mm。

7.如权利要求1所述的材料损伤定位装置的定位方法，其特征在于，包括：

接收声发射传感器的信号，计算至少两组传感器组与损伤位置之间的方位角度；方位角度通过同组内声发射传感器接收到信号时间差计算；

传感器位置坐标向对应方位角度方向具有虚拟射线，计算两条虚拟射线交点的坐标，交点坐标位置即为损伤位置。

8.如权利要求7所述的定位方法，其特征在于，传感器组与损伤位置之间的方位角度通过以下公式计算：

其中，α表示传感器组与损伤位置之间的方位角度，t₂₁表示传感器组中传感器S₂与传感器S₁之间信号到达时间差，t₃₁表示传感器组中传感器S₃与传感器S₁之间信号到达时间差。

9.如权利要求7所述的定位方法，还包括：损伤位置坐标通过以下方程组计算：

其中，α₁是第一传感器组与损伤位置之间的方位角度，α₄第二传感器组与损伤位置之间的方位角度，y₁是第一传感器组中传感器S₁的y轴坐标，x₁第一传感器组中传感器S₁的x轴坐标，y₄是第一传感器组中传感器S₄的y轴坐标，x₄第一传感器组中传感器S₄的x轴坐标，y_A是损伤位置的y轴坐标，x_A是损伤位置的x轴坐标，t₃₁表示第一传感器组中传感器S₁与传感器S₃之间信号到达时间差，t₂₁表示第一传感器组中传感器S₁与传感器S₂之间信号到达时间差，t₆₄表示第二传感器组中传感器S₆与传感器S₄之间信号到达时间差，t₅₄表示第一传感器组中传感器S₅与传感器S₄之间信号到达时间差。

10.如权利要求7所述的定位方法的验证方法，其特征在于，包括：当传感器组数量大于等于三组时，传感器组包括至少两组定位传感器组和至少一组验证传感器组，通过至少两组定位传感器组执行所述定位方法测得损伤位置坐标，通过至少一组验证传感器组测得的损伤位置对应的方位角度作为验证方位角度，判断损伤位置坐标是否在验证方位角度的预设误差范围内，若是，定位的损伤位置坐标准确。