[发明专利]一种基于相关系数的输电铁塔螺栓松动检测方法及系统

权利要求书

1.一种基于相关系数的输电铁塔螺栓松动检测方法，从与输电铁塔螺栓连接的塔材中任选两个塔材作为塔材1和塔材2，其特征在于，包括以下步骤：

S1.分别在塔材1和塔材2上各选取待测点，采集各个待测点的振动信号，每个塔材选取的待测点数量至少为1；

S2.获取各个所述待测点的所述振动信号的时域图像和频域图像；

S3.求解所述塔材1的各个所述待测点分别与所述塔材2的各个待测点在时域和频域上的相关系数；

S4.根据所述相关系数的变化检测输电铁塔螺栓松动情况，当所述相关系数的增大比例大于设定阈值时，则判定输电铁塔螺栓松动。

2.根据权利要求1所述的一种基于相关系数的输电铁塔螺栓松动检测方法，其特征在于，S2中获取各个所述待测点的所述振动信号的时域图像和频域图像过程中还包括对所述振动信号进行降噪处理，所述降噪处理的具体内容包括：

S21.对各个所述振动信号进行CEEMDAN分解，分别得到K个模态分量；

S22.计算各个所述模态分量的方差贡献率，并根据所述方差贡献率对各个所述模态分量进行筛选，剔除噪声分量；

S23.将剔除后剩余的所述模态分量进行重组，并利用自相关函数进一步降噪处理，获得所述去噪信号。

3.根据权利要求2所述的一种基于相关系数的输电铁塔螺栓松动检测方法，其特征在于，S21的具体内容包括：

S211.将正负高斯白噪声信号加入到所述振动信号中得到重构信号，然后将所述重构信号进行EMD分解，得到第一阶模态分量C₁：

S212.求解CEEMDAN分解的第一个模态分量：

S213.计算第1个残差：

S214.令y(t)＝r₁(t)，重复S211、S212和S213，得到第2个模态分量和第2个残差分量：

S215.重复S211、S212、S213和S214，当得到的残差分量为单调函数时，分解停止，算法结束，设此时得到的模态分量个数为K，则所述振动信号y(t)分解为：

其中，y(t)为所述振动信号，y(t)+(-1)^q∈υ^j(t)为所述重构信号，q＝1，2，E_i(·)为EMD分解的第i个模态分量，为CEEMDAN分解的第k模态分量，ν^j是符合正态分布的高斯白噪声，j＝1，2，...，N为添加白噪声的次数，ε为白噪声的标准表。

4.根据权利要求3所述的一种基于相关系数的输电铁塔螺栓松动检测方法，其特征在于，S22的具体内容包括：

计算各模态分量的方差D(k)从而得到各模态分量的方差贡献率e(k)：

5.根据权利要求1所述的一种基于相关系数的输电铁塔螺栓松动检测方法，其特征在于，S3中

其中，ρ_xy为所述塔材1的各个所述待测点分别与所述塔材2的各个待测点的相关系数，μ_x和μ_y分别为所述塔材1和所述塔材2待测点的所述振动信号的数学期望，σ_x和σ_y分别为所述塔材1和所述塔材2待测点的所述振动信号的标准差。

6.一种基于相关系数的输电铁塔螺栓松动检测系统，其特征在于，包括信号采集模块、图像获取模块、相关系数求解模块和判定模块；

所述信号采集模块，用于分别从与输电铁塔螺栓连接的塔材1和塔材2各选取的待测点采集各个待测点的振动信号，每个塔材选取的待测点数量至少为1；

所述图像获取模块，用于获取各个所述待测点的所述振动信号的时域图像和频域图像；

所述相关系数求解模块，用于求解所述塔材1的各个所述待测点分别与所述塔材2的各个待测点在时域和频域上的相关系数；

所述判定模块，用于根据所述相关系数的变化检测输电铁塔螺栓松动情况，当所述相关系数的变化比例大于设定阈值时，则输电铁塔螺栓松动。