【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种结构的诊断，特别是涉及一种。相关申请的交叉引证本申请要求了申请日为2003年9月22日，名为“用于结构健康监视的传感器及系统”，申请号为60/505,120的美国在先申请的优先权，这里合并而成为一个整体。
技术介绍
由于设备中的所有结构都需要适当的检查和维护，所以应该监视它们的完整性和健康状态以延长其寿命或防止出现毁坏性事故。显然，近些年来结构健康监视已成为重要的主题。大量的方法已应用于确定结构的故障或损坏，这些方法中仍包括传统的目测和非破坏性的技术，例如超声和涡流扫描、声辐射及X射线检测。这些传统的方法至少需要临时将该结构从设备上取下以便检测。尽管这些方法仍用于检测隔离的部位，但它们耗时且费用高。随着传感器技术的发展，用于现场监测结构完整性的新诊断技术已经取得了重大进展。典型地，这些新技术是利用设置在主结构内的适宜传感器和激励器的感知系统。然而，这些方法存在缺点，并且也许不能提供有效的在线方法以实现一个可靠的感知网络系统和/或能够用最少的人力操作来进行诊断、分类和预测结构状态的准确监视方法。例如，由Wu等提交的第5,814,729号美国专利就揭示了一种利用检测叠层复合结构中振动波缓冲特性的变化来找出结构中分层区域的方法。使用压瓷装置作为激励器以产生振动波，而具有不同光栅位置的光纤电缆则用作传感器以捕捉波的信号。该系统的缺点是其不能提供大量的激励器阵列，结果每个激励器和传感器都必须单独摆放。因为损坏检测是基于在激励器和传感器之间沿视线路径传送的振动波变化，该方法无法检测到位于路径之外和/或结构周围的损坏。可以在由Blazic等提交的第5...
【技术保护点】
一种使用在另外处实现并包括多个补缀的诊断网络补缀（ＤＮＰ）系统用于询问复合结构的损坏、确定影响和监视修复及修理－结合－补缀性能的方法，所述的方法包括：将多个补缀划分成一个或多个子组，每个子组或多个子组至少具有一个激励器补缀和至少一个传感器补缀；利用遗传算法设计一个网络和多个信号路径；利用激活多个补缀中第一个补缀的方法产生一个信号；通过多个信号路径的相对应路径经多个补缀中的第二个补缀接收产生的信号；将接收信号与在没有损伤情况下测量的原始信号进行比较以询问损伤；和将接收的信号及接收信号与原始信号的偏差进行保存。
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】US 2003-9-22 60/505,1201.一种使用在另外处实现并包括多个补缀的诊断网络补缀(DNP)系统用于询问复合结构的损坏、确定影响和监视修复及修理一结合一补缀性能的方法，所述的方法包括将多个补缀划分成一个或多个子组，每个子组或多个子组至少具有一个激励器补缀和至少一个传感器补缀；利用遗传算法设计一个网络和多个信号路径；利用激活多个补缀中第一个补缀的方法产生一个信号；通过多个信号路径的相对应路径经多个补缀中的第二个补缀接收产生的信号；将接收信号与在没有损伤情况下测量的原始信号进行比较以询问损伤；和将接收的信号及接收信号与原始信号的偏差进行保存。2.根据权利要求1所述的方法，其还包括在保存步骤前将原始信号和接收信号转换成可扩展的标识语言(XML)格式数据。3.根据权利要求1所述的方法，其中所述的信号为拉姆波信号。4.根据权利要求1所述的方法，其还包括保存多个补缀的坐标和设置信息。5.根据权利要求4所述的方法，其中设置信息包括激励频率、补缀的类型及识别数量、电压级和操作故障状态。6.一种用于识别拉姆波型及确定拉姆波型到达时间的方法，包括装入一组传感器数据，每个传感器信号数据由在激励频率下测量的拉姆信号组成；消除传感器信号数据组中每一个信号的方向以除去非固定信号成分；利用施加一个掩蔽窗口给每个消除方向的传感器信号数据的方法来除去由于音调脉冲激励器信号引起的电噪音；完成每个去除噪音的传感器信号数据的转换以获得时间-频率信号能量分布；利用累加整组时间-频率信号能量分布的方法产生在时间-频率平面上的多带宽能量分布；从多带宽能量分布中取出一个或多个波峰；和识别拉姆波型及确定基于取出的一个或多个波峰的拉姆波型的到达时间。7.根据权利要求6所述的方法，其中拉姆波型包括So、So ref和Ao波型。8.根据权利要求6所述的方法，其中所述的转换为短时傅里叶转换或微波转换。9.一种用于产生来自多个传感器信号数据组的结构状态指数(SCI)数据组的方法，包括(a)装入多个用于多个网络路径的传感器信号数据组，每个数据组在一个激励频率下测得；(b)从多个传感器信号组中选择一组；(c)从选定的传感器信号组中选择一个传感器信号，其中选定的传感器信号为拉姆波信号；(d)利用普通滤波器和掩蔽窗口分别去除选定的传感器信号的方向并分类；(e)利用微波分解滤波器将已分类的传感器信号分解成子带宽波包；(f)合成新的子带宽信息包；(g)利用应用一组包络窗口的方法从合成子带宽信息包中取出So、So ref和Ao波型；(h)至少计算包络窗口组中的一个参数；(i)确定用于选定传感器信号的结构状态指数；(j)确定选定传感器信号的第一离散概率分布函数(DPDF)；(k)计算选定传感器信号的标准常数；(1)对于选定的传感器信号数据组的每个传感器信号重复步骤(d)-(k)；(m)确定用于在步骤(i)中获得的由结构状态指数组成的SCI数据组的第二DPDF；(n)找出并除去第二DPDF的一个或多个分离数；(o)补偿环境温度对SCI数据组的影响；(p)保存SCI数据组；和(q)对多个传感器信号数据组中的每一组重复步骤(c)-(p)。10.根据权利要求9所述的方法，其中选定的传感器信号包括传感器坐标信息。11.根据权利要求9所述的方法，其包括在保存步骤前将SCI数据组转换成可扩展的标识语言(XML)格式数据。12.根据权利要求9所述的方法，其中所述的微波分解滤波器为Daubechies微波滤波器。13.根据权利要求9所述的方法，其中在步骤(i)中确定的SCI是基于So、So ref和Ao波型之一的频谱能量变化。14.根据权利要求9所述的方法，其中在步骤(i)中确定的SCI是基于So、So ref和Ao波型之一到达时间的变化、包迹线窗口的最大值或包迹线窗口的中心位置。15.根据权利要求9所述的方法，其中在步骤(i)中确定的SCI是基于包括自然频率、缓冲比和结构形状的结构动力学参数。16.根据权利要求15所述的方法，其中结构动力学参数变化是从加速表、位移转换器或张力计的振动信号获得。17.一种用于产生层析图像以确定包括主结构损伤在内的结构状态变化区域的方法，包括(a)装入多个诊断补缀的坐标数据和一组用于由多个诊断补缀定义的网络路径的结构状态指数(SCI)值，这组指数值是在激励频率下测得的；(b)计算用于每个网络路径的二等分点并将相对应的一个SCI值分配给二等分点；(c)计算网络路径的交叉点；(d)指定SCI乘积给每个交叉点；(e)使用三维SCI高斯函数计算交叉点附近的SCI值，每个三维高斯函数定义成用于每个网络路径；(f)利用插入法和一组网络平面的网格点来产生在网络平面上的SCI分布；(g)利用分配每个染色体给相对应的一个网格点的方法建立染色体族；(h)评价和排列染色体族；(i)从染色体族中选择母染色体并复制出子染色体；(j)用复制的子染色体替代母染色体；(k)在预定数量的代内重复步骤(i)-(j)以产生一个最后的染色体族；(1)在最后一代染色体中精选出SCI分布；和(m)产生精选出的SCI分布的层析图像。18.根据权利要求17所述的方法，其还包括产生层析图像步骤后将精选出的SCI分布转换成可扩展的标识语言(XML)格式数据。19.根据权利要求17所述的方法，其中插入法使用Delaunay三角测量技术。20.根据权利要求17所述的方法，其还包括重复步骤(a)-(m)以产生一组层析图像，每组层析图像都基于在相应激励频率下测量的一组SCI值；和堆积层析图像组以产生超频谱层析立方体。21.一种用于产生层析图像以确定包括主结构损伤在内的结构状态变化的方法，包括(a)装入用于由多个诊断补缀定义的多个网络路径的拉姆波型到达时间数据组，多个诊断补缀应用于主结构；(b)应用代数重建技术以重建已装入的到达时间数据组；和(c)产生基于重建数据组的整个主结构区域的层析图像。22.根据权利要求21所述的方法，其中所述的波型为So波型。23.根据权利要求21所述的方法，其还包括重复步骤(a)-(c)以产生一组某一区域的层析图像，每组层析图像都基于在激励频率下测量的到达时间数据组；和堆积层析图像组以产生该区域的超频谱层析立方体。24.根据权利要求21所述的方法，其还包括(d)重新排列多个网络路径以集中在可疑的分区；(e)利用同步迭代重建技术以重建已装入的到达时间数据组；和(f)产生基于迭代重建数据组的可疑分区的层析图像。25.根据权利要求23所述的方法，其还包括重复步骤(a)-(f)以产生一组可疑区域的层析图像，可疑区域的每个层析图像都基于在相应激励频率下测量的到达时间数据组；和堆积可疑区域的层析图像组以产生该可疑区域的超频谱层析立方体。26.一种用于开发译码本以分类结构中损坏类型的方法，包括(a)利用在多个栅格点上任意选择的多个结构状态指数(SCI)值来初始化一组线束中心；(b)确定成员矩阵；(c)计算成本函数；(d)更新线束中心组；(e)如果成本高于容差重复步骤(b)-(d)而使成本下降；(f)利用选举法标记出线束中心组；(g)任意选择一个训练的SCI输入矢量并选择一个最靠近训练的SCI输入矢量的线...
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