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原文传递一种基于参考信号预测的兰姆波损伤概率成像方法

专利名称：	一种基于参考信号预测的兰姆波损伤概率成像方法
摘要：	本发明公开了一种基于参考信号预测的兰姆波损伤概率成像方法，包括：获取布置在目标检测区域传感器阵列中每条路径上响应信号，计算每条路径上响应信号的希尔伯特谱；确定初始信号及其对应路径长度；计算每条路径的参考信号的希尔伯特谱；根据每条路径上响应信号的希尔伯特谱和参考信号的希尔伯特谱，计算这条路径的希尔伯特谱损伤指数；根据每条路径发射传感器和接收传感器的坐标，计算这条路径的成像区域内坐标点处的空间分布函数；根据所有路径的希尔伯特谱损伤指数和空间分布函数，利用椭圆概率成像方法对目标检测区域内的缺陷进行成像。直接分析待检测薄板结构的有损信号，实现全部区域的缺陷检测成像，使得检测的效率和准确度大大增加。
专利类型：	发明专利
国家地区组织代码：	江苏;32
申请人：	南京信息工程大学
发明人：	陈晓;戴杰
专利状态：	有效
申请日期：	2023-08-23T00:00:00+0800
发布日期：	2023-11-17T00:00:00+0800
申请号：	CN202311068545.1
公开号：	CN117074531A
代理机构：	南京纵横知识产权代理有限公司
代理人：	刘艳艳
分类号：	G01N29/04;G;G01;G01N;G01N29;G01N29/04
申请人地址：	210044 江苏省南京市江北新区宁六路219号
主权项：	1.一种基于参考信号预测的兰姆波损伤概率成像方法，其特征在于，包括：获取布置在目标检测区域传感器阵列中每条路径上响应信号，其中传感器阵列中包括发射传感器和接收传感器，所述每条路径上响应信号是指响应于传感器阵列中发射传感器的激励信号，对应路径上接收传感器收到的响应信号；计算每条路径上响应信号的希尔伯特谱；基于所有路径上响应信号的希尔伯特谱，确定初始信号及其对应路径长度；根据初始信号及其对应路径长度，计算除初始信号对应路径外的每条路径的参考信号的希尔伯特谱；根据每条路径上响应信号的希尔伯特谱和参考信号的希尔伯特谱，计算这条路径的希尔伯特谱损伤指数；根据每条路径发射传感器和接收传感器的坐标，计算这条路径的成像区域内坐标点处的空间分布函数；根据所有路径的希尔伯特谱损伤指数和空间分布函数，利用椭圆概率成像方法对目标检测区域内的缺陷进行成像。 2.根据权利要求1所述的基于参考信号预测的兰姆波损伤概率成像方法，其特征在于，获取布置在目标检测区域传感器阵列中每条路径上响应信号，包括：设加汉宁窗的激励信号A的表达式为：其中，fc代表中心频率，n代表周期数，t代表时间；经过传感器阵列中发射传感器的激励，记接收传感器收到的响应信号为y(t)。 3.根据权利要求1所述的基于参考信号预测的兰姆波损伤概率成像方法，其特征在于，计算每条路径上响应信号的希尔伯特谱Y(t)，包括：其中，每条路径的响应信号为y(t)，t代表时间，τ是积分变量。 4.根据权利要求1所述的基于参考信号预测的兰姆波损伤概率成像方法，其特征在于，基于所有路径上响应信号的希尔伯特谱，确定初始信号及其对应路径长度，包括：在所有路径上响应信号中，选希尔伯特谱中幅值最大时对应路径上的响应信号为初始信号，记为c0(t)，初始信号对应路径长度为d0。 5.根据权利要求1所述的基于参考信号预测的兰姆波损伤概率成像方法，其特征在于，根据初始信号及其对应路径长度，计算除初始信号对应路径外的每条路径的参考信号的希尔伯特谱，包括：计算除初始信号对应路径外的每条路径的参考信号c(t)：其中ω是角频率，j是单位虚数，C0(ω)为初始信号c0(t)的傅里叶变换，x为当前计算的参考信号对应的路径长度减去初始信号对应路径长度d0，cp(ω)为对应角频率ω下兰姆波的相速度，f(x)的表达式如下：计算参考信号c(t)的希尔伯特谱C(t)；其中，t代表时间，τ是积分变量。 6.根据权利要求1所述的基于参考信号预测的兰姆波损伤概率成像方法，其特征在于，根据每条路径上响应信号的希尔伯特谱和参考信号的希尔伯特谱，计算这条路径的希尔伯特谱损伤指数，包括：其中，DIi为第i条路径的希尔伯特谱损伤指数，Yi(t)为第i条路径响应信号的希尔伯特谱，Ci(t)为对应的第i条路径参考信号的希尔伯特谱；M是路径数。 7.根据权利要求1所述的基于参考信号预测的兰姆波损伤概率成像方法，其特征在于，根据每条路径发射传感器和接收传感器的坐标，计算这条路径的成像区域内坐标点处的空间分布函数，包括：其中，Wi(x，y)为第i条路径上成像区域内坐标点(x，y)处的空间分布函数；(xl，yl)是第i条路径发射传感器的坐标，(xn，yn)第i条路径接收传感器的坐标。 8.根据权利要求1所述的基于参考信号预测的兰姆波损伤概率成像方法，其特征在于，根据所有路径的希尔伯特谱损伤指数DIi和空间分布函数Wi(x，y)，利用椭圆概率成像方法对目标检测区域内的缺陷进行成像；包括：其中，P(x，y)代表成像区域内坐标点(x，y)处的像素值，M是路径数，DIi为第i条路径的希尔伯特谱损伤指数，β是椭圆成像时椭圆最外围的阈值，Ri(x，y)为第i条路径阈值后的空间分布函数。 9.一种基于参考信号预测的兰姆波损伤概率成像装置，其特征在于，包括处理器及存储介质；所述存储介质用于存储指令；所述处理器用于根据所述指令进行操作以执行根据权利要求1至8任一项所述方法的步骤。 10.一种存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现权利要求1至8任一项所述方法的步骤。