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原文传递一种桥梁预应力钢束损伤声发射监测噪声实时滤除方法

专利名称：	一种桥梁预应力钢束损伤声发射监测噪声实时滤除方法
摘要：	本发明涉及一种桥梁预应力钢束损伤声发射监测噪声实时滤除方法，包括：在混凝土桥梁表面布置声发射传感器对轮胎‑路面噪声信号和损伤信号进行分别采集，获得声发射样本；结合损伤信号特征选取适用的时间窗口提取出相应的声发射参数；为减少特征冗余，应用层次聚类方法判断不同参数之间的相关性，选出相关性较低的参数；对所获的声发射参数信号进行聚类；本发明基于声发射参数的实时滤波方法在桥梁监测中抗噪音干扰能力强、操作简单，对与将声发射技术用于桥梁等结构的现场监测有重要意义。
专利类型：	发明专利
国家地区组织代码：	河南;41
申请人：	郑州大学
发明人：	李胜利;王太钢;侯顺腾;张啸宇;李攀杰;张山钟;毋光明;姜楠;孙猛;李媛媛;徐斌;代旷宇;王希东;张婷
专利状态：	有效
申请日期：	2023-08-07T00:00:00+0800
发布日期：	2023-11-07T00:00:00+0800
申请号：	CN202310984216.5
公开号：	CN117007688A
代理机构：	深圳市成为知识产权代理事务所(普通合伙)
代理人：	夏冬
分类号：	G01N29/36;G01N29/38;G01N29/04;G01N29/14;G01N29/44;G01N29/00;G;G01;G01N;G01N29;G01N29/36;G01N29/38;G01N29/04;G01N29/14;G01N29/44;G01N29/00
申请人地址：	450000 河南省郑州市高新技术开发区科学大道100号
主权项：	1.一种桥梁预应力钢束损伤声发射监测噪声实时滤除方法，其特征在于，包括以下步骤： S1：在控制车流下使用声发射仪器采集单一车辆产生的轮胎-路面噪声，获得完整的轮胎-路面噪声原始波形数据； S2：在实验室条件下对结构试件进行加载试验，获得构件损伤相关的声发射原始波形数据； S3：对于所获得的轮胎-路面噪声的声发射数据选用不同的时间窗口长度，提取多个轮胎-路面噪声的特征参数，对比不同时间窗口下的特征参数差异，选择不影响噪声参数提取精度的最大时间窗口； S4：依据所确定的时间窗口长度提取轮胎-路面噪声和构件损伤的混合声发射信号参数，将所有参数输入层次聚类程序，分析各个参数之间的相关性，选取相关性较低的参数； S5：对混合信号提取S4中所选的参数，输入实时聚类程序，得到损伤信号和轮胎路面噪声信号的分离结果，并与S2中获得的原始波形数据对比，验证分离效果。 2.根据权利要求1所述的一种桥梁预应力钢束损伤声发射监测噪声实时滤除方法，其特征在于，在S1中声发射传感器布置在混凝土桥梁的桥面和底部采集信号。 3.根据权利要求2所述的一种桥梁预应力钢束损伤声发射监测噪声实时滤除方法，其特征在于，采集若干种不同车型通过桥梁时的轮胎-路面噪音并且使其以恒定速度通过桥梁。 4.根据权利要求1所述的一种桥梁预应力钢束损伤声发射监测噪声实时滤除方法，其特征在于，所述S2中对缩尺预应力空心板进行加载试验进而采集构件的损伤信号。 5.根据权利要求1所述的一种桥梁预应力钢束损伤声发射监测噪声实时滤除方法，其特征在于，所述S5中声发射桥梁的实时聚类步骤如下： S5-1：将所有声发射参数输入层次聚类算法中，算法根据参数特征实现分类，进而确定声发射参数聚类数； S5-2：随机或手动初始化损伤声发射信号和轮胎-路面噪声在特征空间的中心位置； S5-3：计算新采集的数据点到两个聚类中心的距离； S5-4：将每个输入的数据点分配给最近的聚类中心，判断新采集的数据点属于损伤或噪声信号； S5-5：重新计算损伤声发射信号和轮胎-路面噪声在特征空间的中心位置； S5-6：重复步骤S5-3--S5-5，直至中心不再移动。 6.根据权利要求1所述的一种桥梁预应力钢束损伤声发射监测噪声实时滤除方法，其特征在于，所述S4中的混合声发射信号参数包括声发射特征参数。 7.根据权利要求6所述的一种桥梁预应力钢束损伤声发射监测噪声实时滤除方法，其特征在于，所述声发射特征参数包括最大值、均值、均方根、方差、峰度、偏度、波形因子、重心频率、均方频率、频率方差、峰值频率、上升时间、能量、振铃计数。