[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

说明书

本发明公开了一种基于相关系数的输电铁塔螺栓松动检测方法及系统，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，该方法包括：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，每个塔材选取待测点数量至少为1；获取各个待测点的振动信号的时域图像和频域图像；求解塔材1的各个待测点分别与塔材2的各个待测点在时域和频域上的相关系数；根据相关系数的变化检测螺栓松动情况，当相关系数的增大比例大于设定阈值时，则判定螺栓松动；该系统包括信号采集模块、图像获取模块、相关系数求解模块和判定模块；通过相关系数分析法来检测输电铁塔螺栓松动情况，便于消除噪声的影响，操作简单，快速有效，判定更准确。

技术领域

本发明涉及螺栓松动检测技术领域，更具体的说是涉及一种基于相关系数的输电铁塔螺栓松动检测方法。

背景技术

输电铁塔工作环境复杂，常年受到外界载荷反复作用，使得螺栓连接的预紧力下降甚至出现松动，从而导致输电铁塔的整体刚度下降，严重者可能出现输电铁塔倒塌的事故。因此研究一种快速有效的方法应用于检测输电铁塔的螺栓连接结构的松动情况势在必行。

针对螺栓连接结构松动问题，许多学者做了大量的仿真和实验研究。在检测方法上，周靖等将机器视觉原理用于螺栓松动旋转角度测量，进而判断螺栓状态，该方法拥有良好的精度，但输电铁塔的高度和螺栓分布情况会影响其视觉信号的获取；李路兵将超声波无损检测方法用于螺栓探伤，该方法具有抗干扰能力强、分辨率高等特点，但该方法对实验仪器的要求比较苛刻；江文强等通过观察螺栓在横向载荷下的应变过程来判断螺栓松动的过程，该方法可以精准地对螺栓轴向力进行测量从而判断螺栓的状态，但是在工程实际中，螺栓松动是长期的过程，利用应变片对其进行实时监测不太现实。

目前采用最为广泛的方法为基于振动响应的检测法，但是由于现场测试中会受到各种噪声影响，因此在信号处理上，周文强等将经验模态分解(EMD)用于螺栓连接结构振动信号处理上，但EMD算法存在许多的问题，比如效率低下、模式混叠和端点效应等缺陷；李启月等将EEMD算法应用于爆破振动信号降噪上，虽然EEMD分解很好地解决了EMD算法地模态混叠地问题，但其会影响降噪效果。

因此，如何提供一种基于相关系数的能够有效降低噪声影响便于更精确检测输电铁塔螺栓松动的方法及系统是本领域技术人员亟需解决的问题。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种基于相关系数的输电铁塔螺栓松动检测方法及系统以解决背景技术中提到的问题。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

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，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，则输电铁塔螺栓松动。

优选的，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。